TapchiHiFi.com | Lịch sử ra đời và khái niệm các loại loa

Lịch sử ra đời và khái niệm các loại loa trên thế giới

Tuesday 22/03/2016 3:31 pm GMT +7

Loa điện động mà chúng ta biết ngày nay được ra đời vào năm 1920, và cho đến nay nó là công nghệ loa phổ biết nhất hiện nay. Với các tính năng: công suất lớn, dải âm rộng, độ nhậy cao, thiết kế chắc chắn và tương đối đơn giản.

 

Loa điện động mà chúng ta biết ngày nay được ra đời vào năm 1920, và cho đến nay nó là công nghệ loa phổ biết nhất hiện nay. Với các tính năng: công suất lớn, dải âm rộng, độ nhậy cao, thiết kế chắc chắn và tương đối đơn giản.

Nguyên tắc hoạt động của âm thanh là có những cơ chế biến tín hiệu điện thành chuyển động không khí, và âm thanh được tạo nên từ đó. Tuy có nhiều nghiên cứu thành công về việc tạo ra âm thanh, nhưng có ba phương pháp cơ bản đã đáp ứng được yêu cầu về thương mại hóa cũng như kỹ thuật. Đó là: Loa điện động, loa mành tĩnh điện và loa mành Ribbon. Chúng ta cùng tìm hiểu về lịch sử ra đời và các loại loa trên thế giới qua bài viết sau.

1.    Horn

Horn 1

Horns là hình thức đầu tiên cho các thiết bị khuếch đại. Horns không sử dụng điện năng. Các nhà bác học Thomas Edison, Magnavox và Victrola đã cùng phát triển ra loại horn tiên tiến và vận hành tốt từ năm 1880 đến những năm 1920. Vấn đề của horn là nó khuếch đại âm thanh không được tốt lắm. Tuy nhiên, ngày nay nó vẫn là một sản phẩm cổ cho các nhà sưu tầm.
Tính năng sử dụng của Horn: ghi lại âm thanh giải trí và thu âm thanh, sau đó sử dụng cho đài phát thanh.

Horn 2

Phương thức hoạt động: Kim đọc di chuyển lên rồi xuống trên miếng kim loại, làm rung màng chắn trong (tương tự như loa). Rung động này đẩy không khí và làm phát ra chuỗi âm thanh nhỏ. Loa horn có thể khuếch đại âm thanh ở mức ấn tượng.

Horn 3

Hình minh họa trên là trạm phát thanh WGY – trạm phát thanh đầu tiên sử dụng Horn (trước năm 1925), sau đó cũng nhanh chóng thay thế Horn bằng loa điện động do General Electric, Schenectady phát minh. 

2.    Loa điện động (loa hiện đại)

Loa điện động là gì? Đó là thiết bị sử dụng một cuộn dây điện và màng chắn để tạo ra âm thanh. Đây là loại loa phổ biến nhất trên thế giới hiện nay.

Thiết bị hoạt động như thế nào?

Loa sử dụng một nam châm điện để chuyển tín hiệu điện ở các mức độ khác nhau thành dòng dịch chuyển. Các cuộn dây đồng sẽ di chuyển như nam châm sinh lực (hoạt động cảm ứng). Các cuộn dây được kết nối với một chiếc “nón” làm từ bìa cát tông, giấy hoặc nhựa vinyl. Nón là một màng chắn rung động với cuộn dây. Âm thanh được tạo ra và khuếch đại bởi màng chắn. Tuy nhiên, không phải tất cả các vật liệu và thiết kế đều tạo ra âm thanh giống nhau.

Loa Hiện Đại 6

Các mốc phát triển của loa ngày nay:

Năm 1861: Loa điện tử đơn giản do Johann Philipp Reis – một giáo viên ở Friedrichsdorf, Đức chế tạo. Loa còn thô sơ và chỉ có thể phát ra các tiếng ồn và cuối cùng chỉ được coi là một cuộc thử nghiệm.

Năm 1877: Ý tưởng loa cuộn dây nam châm điện là của Werner Von Siemens. Ông đã sử dụng tín hiệu đầu vào của quá trình chuyển tiếp DC và tín hiệu điện báo.

Năm 1877-1921: Hàng loạt các nhà phát minh và các kĩ sư đều thử sức với ý tưởng về loa điện động nhưng chỉ có thể tạo ra các âm thanh méo.

Năm 1921: Chiếc loa hiện đại đầu tiên ra đời.

Loa Hiện Đại 5

 Năm 1921: Chiếc loa đương đại đầu tiên ra đời

C.W.Rice (General Electric) và E.W.Kellogg (AT&T) đã cùng nhau làm việc tại Schenectady, New York để phát triển ra loa hiện đại và hệ thống ampli điện đầu tiên. Họ đã tạo ra một mẫu thử nghiệm trong năm 1921. Rice và Kellogg đã xử lý được các vướng mắc cuối cùng để tạo ra âm thanh sắc nét. Sản phẩm mẫu của họ đã có thể hoạt động ở tần số tốt hơn là loa Horn, trong khi vẫn tăng âm lượng lớn (dB). 
Loa điện động ngày nay có nhiều loại có thể tạo ra chất lượng âm thanh ở các tần số cho trước.

Loa cao tần – Tweeter  – 2kHz – 20kHz: dùng để tạo ra các tần số cao. Có nhiều cách để tạo nên một chiếc tweeter ngày nay. Hầu hết các loa là loa điện động (từ), tuy nhiên còn có áp điện, tĩnh điện và loa plasma.
Loa tầm trung – Mid-range Speaker  – 300 – 5kHZ. Loại loa này thu phần lớn âm thanh của con người và các nhạc cụ.
Loa trầm – Woofer – 40 -1kHz: tần số thấp. Loa đi ngược lại với các sản phẩm được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Bell năm 1930.

Loa siêu trầm – Subwoofer – 20 -200 Hz: tần số rất thấp. Tai người bình thường chỉ có thể nghe được âm thanh có tần số tối thiểu 20Hz. Điều này có nghĩa là loa có thể được đặt ở bất kì đâu trong phòng. Loa có thể tạo sóng âm thanh có khả năng xuyên qua các bức tường dễ dàng. Loa siêu trầm được phát triển từ những năm 1960.

3.    Loa phẳng

Các kĩ sư đã dành nhiều năm nghiên cứu nhằm giảm kích thước của hộp loa. Dưới đây là một số sản phẩm có các thiết kế khác nhau. Các chất liệu khác nhau có thể được sử dụng làm màng chắn, từ nhựa vinyl đến xốp.
Các loại loa phẳng: loa ribbon, loa từ, loa tĩnh điện.

Loa Phẳng

Loa phẳng chuẩn
Màng chắn có giấy nẹp ở cả 2 phía của polystyrene để hỗ trợ tạo âm thanh. Màng chắn này cũng có thể được làm từ bọt PET, bọt polypropylene, polypropylene, ABS, sợi thủy tinh và sợi cacbon.
Bốn điểm góc của màng chắn phẳng được gắn với một chiếc đệm. Bộ kích động đẩy màng chắn về phía trước gây ra độ uốn cong bề mặt, tao ra sóng âm thanh.

Loa Phẳng Chuẩn

Loa từ planar

Loa Từ Planar

Loa có một dây dẫn kèm theo được giấu trong màng xốp. Màng chắn di chuyển về phía trước và sau để tạo âm thanh. Đây là loại loa có truyền thống hoạt động tốt hơn so với loa điện động bởi vì toàn bộ lớp xốp bề mặt phẳng chuyển động dễ dàng và không cần đến một nam châm điện lớn để điều khiển.

Loa Từ Planar 1

Hình ảnh: loa điện từ Planar mặt trước và mặt sau

Loa điện phẳng (ESL)

Loa điện phẳng sử dụng hai tấm lưới kim loại và một màng tấm nhựa. Tấm này được phủ một lớp than chì dẫn điện. Màng chắn có điện tích không đổi, tín hiệu âm thanh điện áp cao được tạo ra bởi các lưới điện cực.

Loa Ribbon Driven

Một màng nhôm siêu nhẹ (khối lượng thấp) được sử dụng bên trong loại loa này. Các dải nhôm mỏng trên mylar bền và lơ lửng giữa hai thanh nam châm.

Loa màng phẳng Multi-cell

Loa này được xếp vào loa điện động vì sử dụng từ trường để dịch chuyển một phần tử, tuy nhiên hình dáng của nó lại khác. Chiếc loa này có các cuộn dây trực tiếp gắn lên màng chắn. Loa này nặng hơn loa phẳng đã được mô tả ở trên. 

Loa màng phẳng Multi-cell

4.    Loa plasma hồ quang

Plasma được ion hóa. Nó tương tác với điện, do đó bạn có thể chuyển tín hiệu điện của âm thanh vào trường plasma. Đây là loại loa khá thú vị nhưng hạn chế về chất lượng âm thanh. Loa không đạt sự tin cậy nên nó chỉ là một sản phẩm mới lạ.

5.    Loa áp điện

Loa áp điện sử dụng tinh thể có khả năng kéo giãn và co lại, làm không khí rung và tạo âm thanh. Loa áp điện bị giới hạn trong tần số tương ứng nên chỉ được sử dụng như loa cao tần hay trong các thiết bị nhỏ như đồng hồ để tạo ra âm thanh đơn giản. Loa này được sử dụng như micro trong chiến tranh tàu ngầm vì chúng có thể phát hiện ra micro khác và nghe thấy âm thanh của tàu khác.

Phương Anh Tạp chí HiFi

Tin liên quan

Cùng chuyên mục