Tìm hiểu hoạt động của loa - các loại loa 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Mặc dù nguyên tắc hoạt động như nhau, nhưng loa vẫn được chi thành 3 loại chính dựa theo kích cỡ và công suất, là loa trầm, cao và trung.
> Tìm hiểu hoạt động của loa - cơ bản về âm thanh

Loa trầm (woofer)	Loa cao (tweeter)	Loa trung (mid-range)

Loa trầm có kích cỡ lớn nhất, được thiết kế để tái tạo các âm tần số thấp. Loa cao thường nhỏ hơn, được thiết kế tái tạo những tần số cao. Còn loa trung tái tạo dải tần nằm quãng giữa.

Việc phân chia thành các loa khác nhau thực chất cũng nhằm một số mục đích nhất định. Chẳng hạn, để tạo ra các sóng tần số cao, màng loa phải rung động nhanh, vì thế loa chuyên tần số cao không thể có kích cỡ lớn vì màng loa sẽ có trọng lượng lớn. Ngược lại, khó có thể làm cho một loa nhỏ rung đủ chậm để tạo ra các âm có tần số rất thấp bởi nó vốn chuyên để đáp ứng tần số nhanh.

Dải tần

Bộ phân tần cơ bản của một loa: tần số được chia bởi cuộn cảm và tụ điện và được gửi đến các loa trầm, loa tweeter và loa trung.

Để có chất lượng âm thanh trong một dải tần nhất định đạt hiệu quả mong muốn, người ta chia toàn bộ dải thành những dải nhỏ hơn cho mỗi loa riêng biệt. Các hệ thống loa chất lượng cao vì thế thường có đủ cả loa trầm, trung và tweeter trong một thùng loa.

Tất nhiên, để mỗi loa con chơi chỉ một dải tần cụ thể, hệ thống phải tiến hành chia nhỏ các tín hiệu âm thanh thành các dải khác nhau gồm dải tần số thấp, tần số cao và tần số trung. Công việc này được thực hiện bởi bộ phân tần (crossover).

Hiện nay phổ biến nhất là bộ phân tần thụ động, có nghĩa là bộ này hoạt động chỉ dựa trên các tín hiệu âm thanh đi qua mà không cần bất kỳ nguồn nuôi độc lập nào. Loại phân tần này sử dụng các cuộn cảm và tụ điện, hoặc đôi khi có thể thêm các thiết bị mạch. Cơ chế hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên lý cả tụ điện và cuộn cảm trở thành chất dẫn chỉ trong một số điều kiện nhất định. Ví dụ, tụ phân tần là chất dẫn hoàn hảo khi tần số ở một mức nhất định, thấp hơn mức này sẽ dẫn kém đi, trong khi cuộn cảm lại ngược lại, chỉ dẫn tốt khi tần số thấp hơn một mức nhất định.

Khi tín hiệu điện tử qua dây tới loa, nó sẽ được đi qua bộ phân tần. Để tới loa tweeter, dòng điện sẽ đi qua tụ điện. Để tới loa trầm, dòng điện đi qua cuộn cảm. Tín hiệu điện tới loa trung sẽ qua một bộ phân tần chạy qua cả tụ điện và cuộn cảm, từ đó xác định điểm giao cắt trên và dưới của dải tần cho loa.

Bộ phân tần cũng có thể được chế tạo dạng phân tần chủ động. Phân tần chủ động gồm các thiết bị điện tử có thể áp các dải tần khác nhau của tín hiệu âm thanh trước khi các tín hiệu này tới bộ khuếch đại (trên từng loa con). Phân tần chủ động có lợi thế hơn phân tần thụ động ở chỗ có thể dễ dàng điều chỉnh dải tần. Dải tần của phân tần thụ động phụ thuộc vào từng mạch riêng rẽ, vì thế muốn thay đổi người ta sẽ phải thay tụ điện và cuộn cảm. Tuy lợi thế hơn nhưng phân tần chủ động không thông dụng bằng phân tần bị động do chi phí cho thiết bị sẽ làm đội giá thành lên nhiều.

Các loại thùng loa

Ở thiết kế thùng loa kín, không khí trong thùng liên tục bị nén khi màng loa chuyển động.

Trong hầu hết các hệ thống loa, loa con và bộ phân tần được bố trí trong cùng một thùng. Việc bố trí tất cả trong một giúp cho việc sắp xếp loa được dễ dàng hơn. Thùng loa thường được làm bằng gỗ hoặc các vật liệu cứng và nặng để đảo bảo triệt tiêu các rung động quá trình hoạt động.

Thiết kế thùng thế nào cũng có những ảnh hưởng nhất định tới chất lượng âm thanh được tạo ra. Thông thường nói đến loa, người ta thường chỉ tập trung vào việc màng loa rung động sẽ tại sóng âm ở phía trước mặt. Nhưng màng loa khi chuyển động ngoài việc làm cho không khí phía trước chuyển động, nó còn tạo không khí bên trong thùng cũng chuyển động theo. Chuyển động sóng âm này gọi là sóng ngược và các loại thùng loa khác nhau sẽ có các cách xử lý sóng ngược khác nhau.

Loại thùng loa thông dụng nhất là dạng thùng kín, hay còn gọi là thùng triệt âm, thường được bọc kín để không khí bên trong không thể thoát ra ngoài. Do các sóng ngược chỉ quanh quẩn ở trong hộp nên khi màng loa chuyển động, áp suất không khí trong và ngoài thùng luôn bị thay đổi theo. Luồng không khí cả trong và ngoài vì thế luôn có xu hướng bù áp suất, đẩy màng loa trở lại vị trí "cân bằng bền", vị trí mà áp suất ở trong và ngoài loa bằng nhau.

Thiết kế thùng loa dạng này kém hiệu quả hơn các kiểu thiết kế khác bởi bộ khuếch đại sẽ phải gia tăng tín hiệu để bù lực tác động. Bù lại, nhờ có cân bằng áp suất mà màng loa luôn được trả về vị trí đúng, tạo nên một chất âm chặt và chính xác hơn.

Chuyển động ép không khí nội tại của màng loa sẽ đẩy sóng ngược ra ngoài lỗ thoát, từ đó gia tăng thêm cho mức âm thanh tổng thể.

Một số cách tiếp cận khác lại thiết kế theo kiểu bổ sung thêm một lỗ nhỏ trên loa. Trong những hệ thống loa dội (bass reflex), chuyển động ép không khí nội tại của màng loa sẽ đẩy sóng ngược ra ngoài lỗ thoát, từ đó gia tăng thêm cho mức âm thanh tổng thể. Lợi thế chính của loa dội là tính hiệu quả. Lực chuyển động của màng loa con có thể tác động tạo hai luồng sóng âm thay vì chỉ một. Tuy nhiên, điểm bất lợi của thiết kế này ở chỗ do không có sự cân bằng áp suất nên âm thanh không được chính xác bằng.

Một kiểu thiết kế khác là kiểu phản âm thụ động, vốn rất thông dụng trong việc chế tạo các loa trầm. Sóng ngược khi chuyển động trong thùng loa, thay vì thoát ra ngoài qua lỗ sẽ đẩy màng loa thụ động chuyển động. Loa thụ động có cấu tạo tương tự như loa chính, chỉ không có cuộn âm và không được nối với bộ khuếch đại. Màng loa vì thế chỉ chuyển động dựa trên sóng ngược sinh ra bởi loa chính. Loại thùng loa này hiệu quả hơn loa kín và chính xác hơn loa dội.

Một số loa phản âm thụ động được thiết kế với loa chủ động ở mặt này và loa thụ động ở mặt kia. Kiểu thiết kế hai mặt sẽ tán âm ra mọi hướng, rất thích hợp trong việc chế tạo các loa sau trong hệ thống rạp tại gia.

Tuy nhiên, đây chỉ là một vài kiểu thiết kế cơ bản và thông dụng nhất. Thực tế trên thị trường có vô vàn kiểu chế tạo thùng với đủ các cấu trúc và cách sắp xếp đặc trưng tùy thuộc công nghệ của từng hãng.

Các công nghệ loa khác

Các loại loa tĩnh điện được thiết kế theo kiểu màng loa được áp lần lượt điện âm và dương dựa trên sự biến đổi tín hiệu điện tử. Khi được nhiễm điện dương, nó sẽ dao động về phía tấm điện tích âm và ngược lại. Nhờ thế, màng loa sẽ tái tạo chính xác sự dao động âm thanh.

Các loa truyền thống thông thường ở trên thường được gọi là các loa điện động (dynamic). Ngoài ra còn một công nghệ tái tạo âm thanh khác nữa là các loa tĩnh điện (electrostatic speaker).

Các loa này làm rung động không khí nhờ một tấm màng rộng, mỏng có khả năng dẫn điện. Tấm màng này được treo giữa hai tấm vật liệu dẫn cố định tạo nên một trường điện từ với một bên cực âm và một bên cực dương. Tín hiệu điện tử khi được áp vào tấm màng sẽ thay đổi liên tục điện cực. Khi nhiễm điện dương, nó chuyển động về hướng cực âm và ngược lại.

Chuyển động liên tục này làm rung động lớp không khí xung quanh tạo nên sóng âm. Do có trọng lượng rất nhẹ nên tấm màng hồi đáp rất nhanh và chính xác theo từng thay đổi nhỏ của tín hiệu âm thanh, tạo nên chất âm rất trong và chính xác. Tuy nhiên, do biên độ chuyển động không lớn nên công nghệ này không thích hợp để tạo các loa siêu trầm. Vì thế, loa tĩnh điện thường được chế tạo làm các loa trung hoặc tweeter và được kết hợp với loa trầm để cải thiện dải âm tần thấp.

Một dạng thức khác tương tự là các loa từ phẳng (planar magnetic). Các loa này sử dụng một dải ribbon kim loại treo giữa hai tấm nam châm và hoạt động tương tự như loa tĩnh điện, ngoại trừ việc dòng xoay chiều làm màng loa chuyển động trong từ trường thay vì trong điện trường. Cũng như các loa tĩnh điện, loa từ phẳng đáp tần tốt với các âm tần số cao, trong khi kém với các âm tần số thấp. Vì thế, chúng thường được dùng chế tạo loa tweeter.

Mặc dù cả hai kiểu đang dần trở nên thông dụng với giới nghe nhạc nhưng loa điện động truyền thống vẫn là công nghệ phù hợp nhất tính đến thời điểm hiện nay. Người ta có thể tìm thấy dạng này ở khắp mọi nơi, trong mọi thiết bị, từ loa tới đồng hồ, TV, điện thoại, máy tính, tai nghe..., đủ đa dạng để chứng tỏ dù chỉ một công nghệ đơn giản cũng có thể tạo nên cuộc cách mạng trong thế giới hiện đại.

Nguon: sohoa.net

Nâng cấp thùng loa 1

Bạn có thể nâng cấp loa bằng cách đơn giản nhất là thay thế các chi tiết bên trong bằng linh kiện chất lượng tốt. Việc này không thay đổi thông số kỹ thuật của loa nhưng sẽ tăng chất lượng của âm thanh.

Điều bạn có thể mong chờ ở phần lớn các loa thương mại là giá cả chứ không phải chất lượng. Thị trường dành cho loa có tính cạch tranh cao và các nhà sản xuất thường cố gắng để có được mức giá rẻ. Kết quả là vỏ sản phẩm trông thì sang trọng và đắt tiền nhưng bên trong thì ngược lại.

Chú ý khi tháo loa

Tháo loa bằng những dụng cụ phù hợp để không làm xước thùng loa. Ảnh: Crombianderson.

Trước khi nâng cấp các chi tiết, bạn cần biết trong loa có những gì. Điều đầu tiên phải làm là tháo loa ra. Loa con thường được vít vào phần ván gỗ phía trước. Đó có thể là đinh vít bằng gỗ hoặc bằng bu-lông có đai. Bu-lông hoặc đinh vít được vặn chặt, vì thế phải cẩn thận khi chọn lựa dụng cụ để tháo ra. Sử dụng khóa lục giác có kích thước phù hợp hoặc tuốc-nơ-vít có đầu đúng sẽ không làm trầy đầu óc.

Với loa nằm đằng sau, đặt dụng cụ vào đầu đinh vít hoặc bu-lông vào và tháo ra dứt khoát nhưng không ép quá chặt. Phải cẩn thận đảm bảo là tuốc-nơ-vít không đâm hay cào xước loa. Nếu bạn tháo thì không nên dùng quá nhiều lực. Sau khi tháo tất cả các ốc vít, nếu phần loa được nâng ra dễ dàng thì thật may mắn. Tuy nhiên, phần loa thường được gắn chặt vào ván loa qua miếng đệm. Bạn nên nhẹ nhàng tách chúng ra để không làm hỏng bất cứ bộ phận nào.

Đặt loa cẩn thận khi bạn tháo dây nối. Dây nối có thể được hàn vào loa hoặc nối bằng cách cài hoặc cắm. Cẩn thận mỗi khi tháo dây ra khỏi loa treble vì đầu nối dây được đặt ở vị trí rất nhạy cảm. Nó rất dễ vỡ nếu bạn dùng quá nhiều lực hoặc dễ chảy nếu bị hàn quá nóng.

Chú ý ghi chép hoặc đánh dấu màu sắc của dây đảm bảo ghép đúng cực khi nối lại.

Điều chỉnh vật liệu hút âm trong thùng loa

Vật liệu hút âm trong thùng loa là mút xốp hoặc bông. Ảnh: Fys.

Sau khi đã tháo phần loa, nhìn vào trong thùng bạn có thể thấy các vật liệu hút âm dạng sợi bông màu trắng hoặc mút xốp màu xám. Cũng có thùng loa phối hợp cả hai loại này. Vật liệu hút âm trong loa có tác dụng hấp thu, giảm phản xạ âm tiếng trung và bass phía trong thùng.

Có hai loại xốp: Loại rẻ tiền thường cứng và nhám do đó ít có tác dụng. Loại thứ hai mềm và thấm hơn.

Chú ý cách phân bố sợi bông và nút phía trong loa trước khi tháo ra. Sẽ có trường hợp bạn không tìm thấy gì hoặc thấy rất ít tấm bông và tấm mút trong loa. Đó có thể là vì người sản xuất thích nghe tiếng bass vang to hoặc có thể họ là người tiết kiệm. Nếu muốn nâng cấp tiếng bass của loa thì đây chính là khu vực mà bạn phải nâng cấp đầu tiên.

Tăng vật liệt hút âm trong thùng loa có thể làm giải tiếng ồn của loa bass và tăng tính trong sáng cho tần âm trung, đồng thời còn giảm nhiễu do phản xạ trong thùng. Tuy nhiên, bạn cần tăng từ từ, sau đó nghe thử và điều chỉnh lượng vật liệu hút âm sao cho thích hợp. Mút xốp trong thùng loa có hai chức năng: Hút âm xung quanh thùng loa và giảm độ vang tần số trung và bass.

Thùng bass reflex. Ảnh: Djmr.

Ở thùng bass-reflex - thùng loa có cổng thông hơi đi qua một cái ống hoặc khe từ phía trong của thùng ra ngoài - phần vật liệu giảm âm hay hút âm thường chỉ là một lớp mỏng xung quanh vách của thùng. Ở phần rỗng giữa thùng, bạn có thể đặt những loại sợi nhẹ và xốp để luồng không khí có thể truyền qua. Nếu bạn chặn luồng không khí bằng quá nhiều bông và lèn chặt tay thì hiệu quả của cổng reflex sẽ bị hạn chế.

Thành thùng loa có lớp xốp dày khoảng 25 mm là lý tưởng. Ngoài ra, bạn có thể thay thế bằng tấm nỉ dạ - bạn phải dính keo vì nó không chắc như bọt. Độ dày của bọt hoặc tấm nỉ sẽ giảm sự truyền âm thanh thông qua thành thùng và giảm tiếng dội từ phía trong thùng.

Nâng cấp thùng loa 2

Bảng phân tần là một thách thức đối với người thiết kế nhưng không quá khó để cho bạn nâng cấp. Chỉ cần thay thế linh kiện giá rẻ trong bộ phân tần với chất lượng tốt hơn thì có thể tăng chất lượng âm thanh của loa.

Thùng loa.

Điều đầu tiên cần phải làm là tháo bảng phân tần ra khỏi loa. Bảng phân tần thường ở vị trí dễ thao tác nên bạn không gặp khó khăn trong khâu này. Thông thường, đây là tấm nhựa được vít vào phía sau loa. Mở vít và bạn có thể dễ dàng nạy tấm panel này lên. Không giật mạnh tấm panel mà phải kéo nhẹ nhàng và kiểm tra cẩn thận liệu dây có bị đứt không. Các nhà thiết kế loa hi-end có vẻ hơi lo xa khi cho rằng sẽ có ai đó copy sản phẩm đáng tự hào của họ. Họ thường nhét bảng phân tần vào hộp nhựa hoặc đúc kín bằng keo vì thế bạn không thể tháo rời các linh kiện. Ngoài ra, còn một lý do là chất dẻo làm giảm ảnh hưởng rung lên các linh kiện nhạy cảm như tụ và cuộn cảm. Nếu nhà sản xuất đã làm kỹ thì bạn hoàn toàn yên tâm rằng các linh kiện được lựa chọn rất cẩn thận để có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Bạn hoàn toàn không cần phải nâng cấp bản phân tần.

Nhưng nếu vẫn cứ muốn nâng cấp thì trước khi làm, bạn hãy tìm hiểu kỹ cách sắp xếp bảng phân tần. Nếu bảng nó là loại đơn giản chứ không phải linh kiện quá rắc rối thì bạn có thể nâng cấp bằng cách đi lại dây trên bảng phân tần thay vì mạch in. Sử dụng dây cứng để nối, có thể đấu dây song song với mạch in hoặc có thể giảm trở kháng trong mạch.

Thay tụ trong mạch phân tần

Linh kiện dễ nâng cấp nhất là tụ.

Linh kiện dễ nâng cấp và đem lại hiệu quả cao nhất là tụ. Gọi là dễ nhất vì chúng thường có giá trị ghi ngay trên thân tụ. Đem lại hiệu quả cao nhất vì đây là linh kiện thay thế dễ tìm. Tụ phổ biến và rẻ nhất sử dụng trong bảng phân tần của loa thương mại là tụ hóa không phân cực (non-polar hoặc bi-polar).  

*Tự lắp ampli 2A3 single-end

*Tự chế loa

*Tự đóng thùng loa Fostex toàn dải

Bởi vì trong loa là tín hiệu AC nên tụ không thể được phân cực như trong nguồn một chiều. Để tiết kiệm chi phí, nhiều nhà sản xuất đã dùng hai tụ hóa thường, đấu nối tiếp ngược chiều nhau. Vì thế, tổn thất và độ tự cảm trong điện phân nhờ đó mà tăng gấp đôi.

Bạn sẽ tìm thấy tụ hóa trong mạch loa bass vì nó cần giá trị tương đối cao. Với giá trị hàng chục đến hàng trăm microfarad (uF), nếu dùng tụ polypropylene (PP) sẽ rất đắt tiền, do đó loa phổ thông hay dùng tụ hóa. Bạn có thể giữ những tụ hóa này vì nếu thay bằng tụ PP cao cấp, số tiền bạn bỏ ra sẽ là không nhỏ.

Tuy nhiên, điều có thể làm là cải thiện chất lượng âm thanh tần số trung và cao của mạch lọc. Điều này có nghĩa là tần midrange được thể hiện tốt hơn và giảm méo ở dải trung cao.

Ở mạch tần số cao, bạn có thể thay tụ hóa không phân cực bằng polypropylene. Tính rõ ràng trong trẻo của âm thanh có thể tăng một cách đáng kể so với trước đây.

Tụ trong mạch phân tần thường được ghi chú giá trị là 4,7K 100, có nghĩa là 4,7 uF, dung sai 10% 100v. Chữ K là dung sai 10% còn chữ J ở đằng sau giá trị có nghĩa là 5% dung sai. Với những ký hiệu trên, tụ sẽ được thay thế ra sao. Câu trả lời đơn giản và tối ưu nhất là dùng polypropylene chất lượng cao. Không phải tất cả tụ PP đều được tạo ra như nhau, tùy theo hãng sản xuất mà chất lượng của chúng khác nhau. Những loại tốt nhất thường của hãng Hovland Musicap, MIT, Solen-SCR, M-Cap...

Thay điện trở trong mạch phân tần

Có thể nâng cấp điện trở được không? Hoàn toàn có thể nhưng hiệu quả đạt được không nhiều mặc dù xét về mặt toàn thể thì việc này nên làm. Một số loa sử dụng điện trở không tự cảm, mặc dù độ tự cảm trong cuộn dây của trở cũng nhỏ nên nó chỉ ảnh hưởng đến super-tweeter. Loại trở tốt hay được dùng trong phân tần là loại dây cuốn lên lõi sứ, sau đó phủ ra ngoài một lớp men thủy tinh bóng loáng màu xanh lá cây sẫm, đen hoặc xanh lơ. Bạn có thể tìm loại trở này thay thế cho điện trở dây cuốn đúc trong vỏ xi măng màu trắng hình chữ nhật.

Khi thay chú ý chọn đúng giá trị và công suất danh định. Kiểu tráng men thủy tinh có 3 loại: 3W, 7W và 10W, chắc chắn hơn so với loại vỏ xi măng.

Thay thế cuộn cảm

Cuộn cảm.

Trong các loa cao cấp, cuộn cảm lõi không khí được người yêu nhạc rất ưa thích nhưng vì giá thành của chúng rất cao nên ít khi được sử dụng ở những bảng phân tần thương mại. Lý do không chỉ là vấn đề giá cả. Vì dùng lõi không khí nên bạn cần nhiều vòng dây hơn để có độ tự cảm tương đương trong cuộn cảm lõi không khí so với cuộn cảm lõi ferit hay kim loại. Do đó, điện trở thuần của cuộn dây tăng lên đáng kể. Dĩ nhiên là có thể tăng đường kính của dây đồng để làm giảm điện trở nhưng khi đó cuộn dây sẽ trông cồng kềnh, đặc biệt là cuộn sử dụng cho mạch bass.

Tuy nhiên, muốn loa kêu hay, việc thay các cuộn dây lõi sắt bằng các cuộn dây lõi không khí cồng kềnh lại là điều rất nên làm. Với các loa thương mại, nơi bạn có thể nhìn thấy cuộn lõi không khí là ở mạch treble. Bởi vì giá trị độ tự cảm thấp hơn và cuộn dây nối song song với phần loa nên điện trở ở đây ít tác động. Cũng nên để ý đến sự tương tác qua từ trường với các cuộn khác khi bạn bố trí lên bảng phân tần.

Lắp ráp lại bảng phân tần

Nếu muốn giữ lại bảng phân tần đã có, bạn cần chú ý đặt mua linh kiện vừa kích cỡ. Đặc biệt là với tụ Polypropylene thường lớn hơn so với tụ hóa và polyester.

Chế tạo bảng mạch mới phải theo từng bước: Khi bắt đầu, bạn hãy hàn nhanh mạch, đặt các chi tiết nằm ngang trên một tấm gỗ trên sàn, ở phía sau loa. Bạn có thể tráo đổi vị trí để kiểm tra âm thanh sao cho đạt được mức mình ưng ý nhất. Vẽ sơ đồ mạch lên giấy để đặt linh kiện đúng vị trí khi lắp nốt bảng phân tần hoàn chỉnh và bỏ vào trong loa. Sau khi các linh kiện ráp xong và đã chạy ổn định, bơm keo nóng để giữ cho các linh kiện đúng vị trí. Điều quan trọng là đổ keo thật chắc để các chúng không bị rơi ra khi loa rung, đồng thời phải hàn dây thật chặt. Khi bảng phân tần đã hoàn thành, kiểm tra mạch lần nữa trước khi nối.

Nguon: sohoa.net

Tìm hiểu các bộ phận của loa

Các bộ phận cấu thành nên một hệ thống loa đều phải được lựa chọn cẩn thận sao cho đạt được chất âm hiệu quả nhất.

Có 6 thành phần chính tạo nên một chiếc loa.

Driver

Đây là trái tim và cũng là linh hồn của bất kỳ hệ thống loa nào. Về cơ bản, driver của loa chuyển tín hiệu điện thành sóng âm thanh, thông qua chuyển động màng loa. Driver có thể sắp xếp thành 4 dạng khác nhau dựa trên vai trò nó đảm nhiệm trong toàn dải âm thanh.

Loa tần số cao (HF) hay còn gọi là loa tweeter	Loa trung	Loa tần số thấp (LF) hay còn gọi là loa trầm (woofer)

Loa tần số cao còn gọi là tweeter hay loa HF (High-frequency). Chúng biểu thị những âm cao, sắc của nhạc cụ và những hiệu ứng kiểu như kính vỡ. Loa thường có kích cỡ khoảng 1 inch và làm bằng các vật liệu như lụa, titanium hay các dạng sợi tổng hợp khác nhau.

Loa trung phụ trách dải âm thoại và các âm tai nghe dễ thấy nhất. Kích cỡ nằm trong khoảng giữa loa tweeter và woofer, tất nhiên, cũng có những trường hợp ngoại lệ. Vật liệu làm màng loa tùy thuộc vào sở thích của nhà sản xuất và thường rất đa dạng, từ dạng giấy rẻ tiền cho đến dạng gỗ bu-lô đắt tiền.

Loa tần số thấp còn gọi là các loa siêu trầm (woofer), phụ trách tần số thấp hơn tần số trên loa trung, tạo những tiếng trống rền trong album nhạc rock hay các âm trầm hùng trong các phim hành động. Khả năng tái hiện độ sâu của loa đôi khi phụ thuộc vào kích cỡ nón loa và lượng không khí mà nó tác động.

Loa toàn dải chủ yếu phụ trách phần âm cao và âm trung. Chúng thường thấy trong các loa con của những bộ rạp tại gia gọn nhẹ và đi kèm một loa siêu trầm để tái hiện dải âm thanh đầy đủ.

Sự kết hợp các driver khác nhau quyết định thiết kế của loa. Loa hai đường tiếng thường gồm một driver tweeter và một mid-range có chức năng kích bass, trong khi các loa ba đường tiếng thường có đủ cả 3 driver. Thiết kế này áp dụng cho tất cả các loa, dù là một hay một nhóm các loa cùng dải kết hợp.

Lỗ dội âm (Bass reflex)

Lỗ dội âm. Ảnh: Cnet.

Nhằm giải quyết vấn đề "thắt cổ chai" của các thùng loa và màng loa nhỏ, các nhà sản xuất thường cho thêm một lỗ dội âm để làm tăng thêm khả năng tái hiện tần số thấp. Lỗ này có thể được bố trí ở phía trước hoặc sau và được thiết kế dưới dạng lỗ đơn hay đôi.

Thùng loa

Thùng loa. Ảnh: Cnet.

Thùng loa hay hộp loa là nơi chứa toàn bộ các thành phần của một hệ thống loa. Cấu trúc của nó, mà cụ thể là khoảng không gian bên trong, có tầm quan trọng không nhỏ tới hoạt động của loa. Các loa đứng và book-shelf loại to, thường tái hiện chất âm tốt hơn với âm trầm sâu hơn nhờ vào khoảng không gian bên trong đủ lớn. Bên cạnh yếu tố kích thước, vật liệu chế tạo cũng như độ dày của thùng cũng tác động không nhỏ tới chất lượng âm thanh.

Hầu hết các mẫu cao cấp đều làm bằng gỗ với thành rất dày và đặc, sao cho giảm thiểu rung tốt nhất. Các loại gỗ ép MDF cũng hay lựa chọn cho loa tầm trung, trong khi gỗ ép thường hay được dùng cho các loa rẻ tiền hơn.

Giắc nối dây

Giắc nối dây. Ảnh: Home-theater.

Thông thường giắc này không hiện diện trên các loa rẻ tiền vốn đã được gắn sẵn cáp ở bên trong. Tuy nhiên, để kết nối có chất lượng hơn, loa phải có giắc nối dây riêng rẽ để có thể nâng cấp lên dây loa đẳng cấp hơn.

Một trong các bước cải tiến của loa là các vị trí kết nối có khả năng nối dây thường hay giây có đầu riêng. Cầu kỳ hơn nữa là các kiểu đầu bi-wire hay thậm chí mà tri-wire. Các kiểu kết nối này vốn được dùng cho những ampli được thiết kế riêng biệt.

Mạch phân tần

Mạch phân tần. Ảnh: Physics.

Về cơ bản, đây là một bộ phận tách các kênh thành các dải âm thanh khác nhau cho từng loa tương ứng, ví dụ, tần số thấp cho loa bass và cao cho tweeter.

Lý tưởng mà nói, các tín hiệu phải được chia tách sao cho dải âm không bị trống hay chồng lên nhau. Tuy nhiên, trong thực tế điều này khó xảy ra nên mới dẫn tới những trường hợp nhiều bass hoặc đột nhiên hổng một dải âm nào đó.

Phụ kiện

Chân đế loa. Ảnh: Cnet.

Có rất nhiều phụ kiện phụ trợ cho hệ thống loa, từ cổ điển là các đinh hay chân đế, tới các thiết bị giá đỡ treo tường. Các phụ kiện phụ trợ này cũng cần phải được lựa chọn thận trọng, bởi lẽ, nếu không chọn đúng chất lượng toàn bộ hệ thống, âm thanh sẽ bị hỏng chỉ vì chân đế không đủ vững khiến cho loa bị rung trong khi đang hoạt động.

Tìm hiểu hoạt động của loa - cơ bản về âm thanh

Tạp chí How Stuff Works đã có loạt bài tìm hiểu cơ chế hoạt động của loa, từ việc phát âm, thiết kế loa ảnh hưởng thế nào đến chất âm phát...

Để hiểu loa hoạt động như thế nào, trước tiên cần phải hiểu âm thanh hoạt động ra sao.

Bên trong tai người có một màng da rất mỏng gọi là màng nhĩ. Áp suất biến đổi liên tục trong không khí sẽ tác động đến màng nhĩ làm chúng rung lên. Khi màng nhĩ rung lên, não bộ sẽ dịch các rung động này thành âm thanh. Đó là cách con người nghe.

Một vật thể tạo ra âm khi nó rung động trong không khí. Khi vật thể rung động, nó làm các hạt khí xung quanh chuyển động theo. Các hạt khí này lại tác động lên các hạt khí bên cạnh nó chuyển động tiếp, từ đó mang theo xung rung động truyền qua không khí đến tai người.

Theo cách trên, vật thể rung động đã gửi một sóng dao động thông qua không khí, và khi dao động này tới tai người, nó sẽ làm màng nhĩ rung lên. Não bộ sẽ dịch các rung động này thành âm thanh của vật thể đó.

Phân biệt âm thanh

Cấu tạo cơ bản của loa. Ảnh: Howstuffworks.

Con người nghe được âm thanh khác nhau từ các vật thể rung động khác nhau bởi những yếu tố sau:

Tần số sóng âm – Sóng âm tần số cao đơn giản là áp lực không khí dao động với tốc độ nhanh trong một khoảng thời gian nhất định. Não bộ sẽ biên dịch các dao động này dưới dạng âm cao. Khi cũng một khoảng thời gian như vậy nhưng ít dao động hơn, âm sẽ thấp hơn.

Mức áp suất không khí – Đây là biên độ (độ lớn) của sóng âm, quyết định mức âm lượng của âm thanh. Sóng âm với biên độ lớn sẽ làm màng nhĩ rung động mạnh hơn, não bộ sẽ diễn dịch rằng âm thanh này to hơn.

Có một thiết bị cũng hoạt động tương tự như tai người, đó là microphone dùng để thu âm. Nó cũng có một màng rung động theo sóng âm trong những môi trường nhất định. Sóng âm thu được từ micro này sẽ được mã hóa và được lưu trong băng từ, CD… dưới dạng một tín hiệu điện tử. Khi các tín hiệu này được gửi đến loa, loa sẽ biên dịch lại thành rung động vật lý của màng loa. Các loa chất lượng tốt thường được thiết kế tối ưu sao cho rung động vật lý của màng loa sẽ tái tạo được gần như nguyên vẹn âm thanh thu được từ micro.

Tạo âm thanh

Loa, về cơ bản, là một bộ máy biên dịch đầu cuối hoạt động ngược với microphone. Loa chuyển tín hiệu điện tử trong các phương tiện lưu trữ thành rung động cơ học để tái tạo sóng âm sao cho giống với sóng âm thu được từ microphone nhất.

Các loa truyền thống thực chất thường gồm một hay nhiều loa con (hay còn gọi là củ loa - driver).

Màng loa (Diaphragm)

Cấu tạo của một loa tiêu biểu gồm khung sắt, nam châm vĩnh cửu và màng giấy. Ảnh: Howstuffworks.

Loa con tạo sóng âm bằng việc rung màng loa (cone hoặc diaphragm) với tốc độ cao.

- Màng loa thường được làm từ giấy, nhựa hay kim loại, trong đó phần vành rộng được gắn với viền treo (suspension).

- Viền treo, hay vành loa, là một vành tròn bằng vật liệu co giãn, cho phép màng nón chuyển động vào ra. Viền treo này được gắn với khung kim loại của loa (basket).

- Phần vành hẹp của màng nón loa được nối với cuộn âm (voice coil).

- Cuộn âm gắn với khung kim loại bằng mạng nhện (spider) vốn cũng là một vành tròn bằng vật liệu co giãn với nhiệm vụ giữ cho cuộn âm luôn ở đúng vị trí chính giữa nhưng vẫn cho phép cuộn này chuyển động vào ra.

Đối với một số loại loa nhất định, màng loa được thiết kế dạng vòm (dome) thay vì nón (cone).

Cuộn âm

Khi dòng điện chạy qua cuộn âm đổi chiều, hướng cực của cuộn âm cũng đổi chiều theo. Ảnh: Howstuffworks.

Cuộn âm thực chất là một nam châm điện từ.

Nam châm điện từ gồm một cuộn dây quấn vòng quanh một lõi kim loại (thường là sắt). Khi cho dòng điện chạy qua, cuộn dây sẽ sinh ra một từ trường xung quanh làm cho sắt có từ tính. Từ trường này tương tự như từ trường xung quanh nam châm vĩnh cửu, cũng gồm cực Bắc và cực Nam và cũng hút kim loại. Nhưng không như nam châm vĩnh cửu, ở nam châm điện từ người ta có thể đảo cực Bắc Nam bằng cách đảo chiều dòng điện.

Dây từ hệ thống âm thanh sẽ được nối với loa con bằng hai đầu nối trên. Ảnh: Howstuffworks.

Cơ chế này cũng tương tự như cách thức của tín hiệu stereo, cũng đổi chiều điện tử liên tục thông qua hai đầu nối đen đỏ vốn đã rất quen thuộc đối với những ai hay phải nối loa.

Về cơ bản, bộ khuếch đại (amplifier) liên tục thay đổi tín hiệu điện, dao động giữa dòng dương và dòng âm của dây đỏ. Do điện tử luôn chạy theo một chiều giữa cực dương và cực âm, dòng điện chạy qua loa cũng đảo chiều liên tục tạo thành dòng xoay chiều. Dòng xoay chiều này đến lượt nó sẽ làm đảo cực nam châm điện từ liên tục nhiều lần trong một giây.

Nam châm

Khi dòng điện chạy qua cuộn âm đổi hướng, cực của cuộn âm cũng đảo chiều. Hoạt động này làm thay đổi lực từ trường tác động giữa cuộn âm và nam châm vĩnh cửu, theo đó làm cho cuộn âm cùng màng loa gắn với nó chuyển động theo. Ảnh: Howstuffworks.

Dưới đây là cách thức mà dao động điện có thể khiến cho cuộn âm chuyển động vào ra. Nam châm điện từ được đặt trong từ trường cố định của nam châm vĩnh củu. Hai nam châm này (điện từ và vĩnh cửu) tương tác với nhau như hai nam châm bình thường, trái dấu hút nhau, cùng dấu đẩy nhau. Khi cực của nam châm điện thay đổi, chẳng hạn từ cực dương sang cực âm sẽ tạo nên lực từ hút sang đẩy đối với cực âm của nam châm vĩnh cửu. Lực tác động này khiến cho cuộn âm chuyển động vào ra liên tục theo dao động điện tương tự như một chiếc piston.

Khi cuộn âm chuyển động, do được gắn với màng loa nên màng cũng sẽ chuyển động theo. Màng loa chuyển động khiến cho không khí phía trước loa bị rung động, từ đó tạo ra sóng âm. Tín hiệu điện tử cũng có thể được biên dịch thành dạng sóng, theo đó, tần số và biên độ của sóng điện tử này sẽ tác động và điều khiển cuộn âm chuyển động theo tỷ lệ và khoảng cách nhất định. Do sóng điện tử này là dạng mã hóa của sóng âm gốc nên chuyển động màng loa theo tỷ lệ và khoảng cách nhất định đến lượt nó sẽ tạo nên sóng âm đúng với tần số và biên độ mà nó đã được mã hóa.

Các kích cỡ loa con khác nhau thường được chế tạo để phục vụ cho những dải tần nhất định. Thông thường dải tần của một loa sẽ được chia nhỏ và được thể hiện bởi nhiều loa con khác nhau.

Nguon : sohoa.net