Điện Tử Tuấn Hằng Trong bất kỳ hệ thống âm thanh nào, chất lượng cuối cùng phụ thuộc vào loa. Bản ghi âm hay nhất, được mã hóa trên thiết bị lưu trữ tiên tiến nhất và được phát bởi bộ khuếch đại và bo mạch hàng đầu, sẽ có âm thanh khủng khiếp nếu hệ thống được kết nối với loa kém.
Loa của hệ thống là thành phần lấy tín hiệu điện tử được lưu trữ trên những thứ như CD, băng và DVD và biến nó trở lại thành âm thanh thực tế mà chúng ta có thể nghe thấy.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chính xác cách loa thực hiện điều này. Chúng ta cũng sẽ xem xét các thiết kế loa khác nhau như thế nào và xem những khác biệt này ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng âm thanh. Loa là công nghệ tuyệt vời đã có tác động sâu sắc đến nền văn hóa của chúng ta. Nhưng thực chất, chúng là những thiết bị cực kỳ đơn giản.
Khái niệm cơ bản về âm thanh
Để hiểu cách thức hoạt động của loa, trước tiên bạn cần hiểu cách thức hoạt động của âm thanh.
Bên trong tai của bạn có một phần da rất mỏng được gọi là màng nhĩ. Khi màng nhĩ của bạn rung lên, não của bạn sẽ diễn giải những rung động đó thành âm thanh – đó là cách bạn nghe. Sự thay đổi nhanh chóng của áp suất không khí là điều phổ biến nhất khiến màng nhĩ của bạn rung.
Một vật tạo ra âm thanh khi nó dao động trong không khí (âm thanh cũng có thể truyền qua chất lỏng và chất rắn, nhưng không khí là môi trường truyền khi chúng ta nghe loa). Khi một cái gì đó rung động, nó sẽ di chuyển các phần tử không khí xung quanh nó. Các hạt không khí đó lần lượt di chuyển các hạt không khí xung quanh chúng, mang theo xung của dao động trong không khí như một nhiễu loạn di chuyển.
Để xem cách này hoạt động như thế nào, chúng ta hãy nhìn vào một vật thể rung động đơn giản – một cái chuông. Khi bạn rung chuông, kim loại rung – uốn vào và kéo ra – nhanh chóng. Khi nó uốn ra ở một bên, nó sẽ đẩy các hạt không khí xung quanh ở bên đó ra. Các hạt không khí này sau đó va chạm với các hạt phía trước chúng va chạm với các hạt phía trước chúng, v.v. Khi chuông uốn cong ra xa, nó kéo theo các phần tử không khí xung quanh này, tạo ra sự sụt giảm áp suất kéo theo nhiều phần tử không khí xung quanh hơn, tạo ra một sự sụt giảm áp suất khác kéo các phần tử thậm chí ra xa hơn, v.v. Sự giảm áp suất này được gọi là sự giảm áp suất.
Bằng cách này, một vật thể dao động sẽ gửi một sóng dao động áp suất qua bầu khí quyển. Khi sóng dao động đến tai bạn, nó sẽ làm rung màng nhĩ qua lại. Bộ não của chúng ta diễn giải chuyển động này thành âm thanh.
Phân biệt âm thanh
Chúng ta nghe thấy các âm thanh khác nhau từ các vật thể rung động khác nhau do sự khác nhau về:
- Tần số sóng âm – Tần số sóng cao hơn đơn giản có nghĩa là áp suất không khí dao động nhanh hơn. Chúng tôi nghe điều này như một âm vực cao hơn. Khi có ít dao động hơn trong một khoảng thời gian, cao độ thấp hơn.
- Mức áp suất không khí – Đây là biên độ của sóng, xác định độ lớn của âm thanh. Các sóng âm thanh có biên độ lớn hơn sẽ chuyển động trống tai của chúng ta nhiều hơn và chúng ta ghi nhận cảm giác này dưới dạng âm lượng lớn hơn.
Micrô hoạt động giống như tai của chúng ta. Nó có một màng ngăn bị rung bởi sóng âm trong một khu vực. Tín hiệu từ micrô được mã hóa trên băng hoặc CD dưới dạng tín hiệu điện. Khi bạn phát lại tín hiệu này trên hệ thống âm thanh nổi của mình, bộ khuếch đại sẽ gửi tín hiệu đến loa, bộ khuếch đại này sẽ diễn giải lại tín hiệu thành các rung động vật lý. Những chiếc loa tốt được tối ưu hóa để tạo ra những dao động cực kỳ chính xác về áp suất không khí, giống như những biến động ban đầu của micrô.
Tạo âm thanh
Trong phần trước, chúng ta đã thấy rằng âm thanh truyền đi trong các sóng dao động áp suất không khí, và chúng ta nghe thấy các âm thanh khác nhau tùy thuộc vào tần số và biên độ của các sóng này. Chúng tôi cũng biết rằng micrô dịch sóng âm thanh thành tín hiệu điện, có thể được mã hóa vào đĩa CD, băng, đĩa LP, v.v. Người chơi chuyển đổi thông tin được lưu trữ này trở lại thành dòng điện để sử dụng trong hệ thống âm thanh nổi.
Một người nói về bản chất là máy dịch cuối cùng – mặt trái của micrô. Nó lấy tín hiệu điện và chuyển nó trở lại thành các dao động vật lý để tạo ra sóng âm thanh. Khi mọi thứ hoạt động như bình thường, loa tạo ra các rung động gần giống như micrô đã ghi và mã hóa ban đầu trên băng, CD, LP, v.v.
Các loa truyền thống thực hiện điều này với một hoặc nhiều trình điều khiển.
Tạo âm thanh: Củ loa
Một trình điều khiển loa điển hình, với kim loại, nam châm vĩnh cửu nặng và màng ngăn bằng giấy
Trình điều khiển tạo ra sóng âm thanh bằng cách rung nhanh một mũ loa linh hoạt hoặc màng loa.
- Màng loa, thường được làm bằng giấy, nhựa hoặc kim loại, được gắn ở đầu rộng vào hệ thống treo.
- Hệ thống treo, hoặc bao quanh, là một vành bằng vật liệu dẻo cho phép hình nón di chuyển, và được gắn vào khung kim loại của người lái, được gọi là giỏ.
- Đầu hẹp của màng được kết nối với cuộn dây loa.
- Cuộn dây được gắn vào giỏ bởi con nhện, một vòng bằng vật liệu dẻo. Con nhện giữ cuộn dây ở vị trí, nhưng cho phép nó di chuyển qua lại tự do.
Một số trình điều khiển có mái vòm thay vì hình nón. Một mái vòm chỉ là một màng ngăn kéo dài ra thay vì thu nhỏ vào trong.
Tạo âm thanh: Cuộn dây loa
Dây điện chạy qua hệ thống loa kết nối với hai giắc cắm trên trình điều khiển.
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây thoại đổi chiều thì chiều ngược cực của cuộn dây.
Cuộn dây giọng nói là một nam châm điện cơ bản.
Nếu bạn đã đọc Cách hoạt động của nam châm điện, thì bạn biết rằng nam châm điện là một cuộn dây, thường được quấn quanh một miếng kim loại có từ tính, chẳng hạn như sắt. Dòng điện chạy qua dây dẫn tạo ra từ trường xung quanh cuộn dây, từ hóa kim loại mà nó được quấn xung quanh. Trường hoạt động giống như từ trường xung quanh một nam châm vĩnh cửu: Nó có hướng phân cực – đầu “bắc” và đầu “nam” – và nó bị hút bởi các vật bằng sắt. Nhưng không giống như nam châm vĩnh cửu, trong nam châm điện bạn có thể thay đổi hướng của các cực. Nếu bạn đảo chiều dòng điện, các đầu bắc và nam của công tắc nam châm điện.
Đây chính xác là những gì tín hiệu âm thanh nổi làm – nó liên tục đảo ngược dòng điện. Nếu bạn đã từng kết nối một hệ thống âm thanh nổi, thì bạn biết rằng có hai dây đầu ra cho mỗi loa – thường là một dây màu đen và một dây màu đỏ.
Về cơ bản, bộ khuếch đại liên tục chuyển đổi tín hiệu điện, dao động giữa điện tích dương và điện tích âm trên dây màu đỏ. Vì các electron luôn chạy cùng chiều giữa các hạt mang điện dương và các hạt mang điện âm nên dòng điện đi qua loa chuyển động theo một chiều rồi đổi chiều và chạy theo chiều khác. Dòng điện xoay chiều này làm cho hướng phân cực của nam châm điện tự đảo ngược nhiều lần trong một giây.
Tạo âm thanh: Nam châm
Khi dòng điện chạy qua cuộn dây loa đổi chiều thì chiều ngược cực của cuộn dây. Điều này làm thay đổi lực từ giữa cuộn dây thoại và nam châm vĩnh cửu, di chuyển cuộn dây và màng ngăn gắn qua lại.
Vậy dao động làm cho cuộn dây loa chuyển động qua lại như thế nào? Nam châm điện được đặt trong một từ trường không đổi do nam châm vĩnh cửu tạo ra. Hai nam châm này – nam châm điện và nam châm vĩnh cửu – tương tác với nhau như bất kỳ hai nam châm nào. Đầu dương của nam châm điện bị hút về cực âm của từ trường vĩnh cửu, và cực âm của nam châm điện bị đẩy bởi cực âm của nam châm vĩnh cửu. Khi hướng phân cực của nam châm điện chuyển đổi, thì hướng của lực đẩy và lực hút cũng vậy. Bằng cách này, dòng điện xoay chiều liên tục đảo chiều lực từ giữa cuộn dây âm thanh và nam châm vĩnh cửu. Điều này đẩy cuộn dây qua lại nhanh chóng, giống như một piston.
Khi cuộn dây chuyển động, nó sẽ đẩy và kéo hình nón loa. Điều này làm rung không khí phía trước loa, tạo ra sóng âm thanh. Tín hiệu âm thanh điện cũng có thể được hiểu là sóng. Tần số và biên độ của sóng này, đại diện cho sóng âm ban đầu, quy định tốc độ và khoảng cách mà cuộn dây giọng nói di chuyển. Điều này, đến lượt nó, xác định tần số và biên độ của sóng âm thanh do màng ngăn tạo ra.
Các kích thước trình điều khiển khác nhau phù hợp hơn với các dải tần số nhất định. Vì lý do này, các đơn vị loa thường phân chia một dải tần rộng cho nhiều trình điều khiển. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu cách loa phân chia dải tần và chúng ta sẽ xem xét các loại trình điều khiển chính được sử dụng trong loa.
Các loại trình điều khiển
Trong phần trước, chúng ta đã thấy rằng loa truyền thống tạo ra âm thanh bằng cách đẩy và kéo một nam châm điện gắn với một hình nón linh hoạt. Mặc dù tất cả các trình điều khiển đều dựa trên cùng một khái niệm, nhưng có rất nhiều loại về kích thước và công suất của trình điều khiển. Các loại trình điều khiển cơ bản là:
- Woofers
- Tweeters
- Midrange
Woofers là trình điều khiển lớn nhất và được thiết kế để tạo ra âm thanh tần số thấp. Tweeter là đơn vị nhỏ hơn nhiều, được thiết kế để tạo ra tần số cao nhất. Loa tầm trung tạo ra một dải tần số ở giữa phổ âm thanh.
Và nếu bạn nghĩ về nó, điều này hoàn toàn hợp lý. Để tạo ra sóng có tần số cao hơn – sóng trong đó các điểm của áp suất cao và áp suất thấp gần nhau hơn – màng chắn của trình điều khiển phải rung động nhanh hơn. Điều này khó thực hiện hơn với một hình nón lớn vì khối lượng của hình nón. Ngược lại, thật khó để có được một trình điều khiển nhỏ rung đủ chậm để tạo ra âm thanh tần số rất thấp. Nó phù hợp hơn với chuyển động nhanh.
Mảnh dải tần số
Vỏ loa kín
Vỏ loa khác
Các thiết kế bao vây khác chuyển hướng áp suất bên trong ra bên ngoài, sử dụng nó để bổ sung cho làn sóng âm thanh chuyển tiếp. Cách phổ biến nhất để làm điều này là xây dựng một cổng nhỏ vào loa. Trong các loa phản xạ âm trầm này, chuyển động ngược của màng loa đẩy sóng âm thanh ra khỏi cổng, nâng cao mức âm thanh tổng thể. Ưu điểm chính của thùng loa phản xạ âm trầm là tính hiệu quả. Công suất chuyển động của trình điều khiển được sử dụng để phát ra hai sóng âm thanh thay vì một. Điểm bất lợi là không có sự chênh lệch áp suất không khí để lò xo người lái trở lại vị trí, vì vậy âm thanh tạo ra không chính xác.
Thùng loa của bộ tản nhiệt thụ động rất giống với khối phản xạ âm trầm, nhưng trong thùng bộ tản nhiệt thụ động, sóng ngược di chuyển một trình điều khiển thụ động bổ sung, thay vì thoát ra khỏi cổng. Trình điều khiển thụ động cũng giống như các trình điều khiển chủ động, ngoại trừ nó không có cuộn dây giọng nói nam châm điện và nó không được kết nối với bộ khuếch đại. Nó chỉ được di chuyển bởi các sóng âm thanh đến từ các trình điều khiển đang hoạt động. Loại thùng loa này hiệu quả hơn các thiết kế kín và chính xác hơn so với các mô hình phản xạ âm trầm.
Một số thiết kế bao vây có trình điều khiển chủ động quay mặt về một phía và trình điều khiển bị động quay mặt về hướng khác. Thiết kế lưỡng cực này giúp khuếch tán âm thanh theo mọi hướng, là lựa chọn tốt cho các kênh phía sau trong hệ thống rạp hát gia đình.
Đây chỉ là một vài trong số rất nhiều kiểu bao vây có sẵn. Có rất nhiều đơn vị loa trên thị trường, với nhiều cấu trúc và cách sắp xếp trình điều khiển độc đáo. Kiểm tra trang này để tìm hiểu về một số thiết kế này.
Thiết kế loa thay thế
Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội(chợ trời)
Điện thoại : 02439784346
Nguồn: Internet
Biên dịch: DIEN TU TUAN HANG – THIETBILOA.COM
