Chúng ta đều biết rằng nếu phối ghép ampli quá yếu với loa trở kháng thấp, loa rất dễ bị hỏng. Thế nhưng điều tương tự có xảy ra nếu chúng ta sử dụng một ampli rất mạnh với loa bình thường không?
Câu hỏi: Liệu điều gì sẽ xảy ra khi phối ghép loa với một ampli có công suất cực kỳ lớn, hay nói cách khác, làm cho loa bị quá tải?
Trả lời: Phần lớn các trường hợp hỏng loa do quá tải đều rơi vào một trong bốn loại sau:
Cố tình dùng ampli công suất lớn nhưng không biết có rủi ro đi kèm
Những năm 70 của thế kỷ trước, Harmon Kardon thực hiện một chiến dịch khuyến khích người chơi âm thanh sử dụng các ampli với công suất lớn. Tiền đề cho ý tưởng này là ampli với công suất quá yếu có thể làm xén ngọn tín hiệu, tạo ra dạng sóng vuông và gửi đến loa, làm hỏng loa. Các driver tweeter đặc biệt rất dễ cháy trong những trường hợp như vậy.
Đại thể, ý tưởng của Harman Kardon là khuyến khích công suất của ampli tối thiểu bằng một nửa công suất an toàn của loa, thậm chí còn cao hơn.
Tiền đề của Harman Kardon hoàn toàn đúng, thế nhưng họ đã không lường trước được những rủi ro có thể xảy ra. Sử dụng những ampli với công suất lớn vượt mức yêu cầu đòi hỏi người dùng phải rất cẩn thận. Để biết được nghe với mức âm lượng đủ cần bao nhiêu watt đôi khi quá phức tạp với họ, và những gì họ làm là vặn âm lượng lớn hết cỡ. Không ít cặp loa đã bị hỏng vì sự thiếu hiểu biết này.
Bên cạnh đó, còn có những rủi ro liên quan đến kỹ thuật khác mà Harman Kardon không dự đoán trước được. Chẳng hạn, jack phono vô tình bị ngắt kết nối trong khi thiết bị vẫn đang hoạt động có thể tạo ra xung nặng lượng lớn truyền thẳng vào loa. Một jack kết nối bị ô xi hóa một phần, khi lay bằng tay, thậm chí chỉ cần chạm vào cũng có thể tạo ra những xung tín hiệu và bùm, tweeter cũng vì thế mà nổ luôn. Chúng ta cũng cần phải kể đến những lần vô tình làm rơi kim đĩa than lên mặt đĩa, khiến hệ thống tạo ra những dải trầm bụp bụp đủ sức trở thành gánh nặng cho bất cứ cặp loa nào.
Để đối phó với điều này, các loại hệ thống bảo vệ loa đã ra đời, một số có thiết kế khá phức tạp. Loại đơn giản nhất là những hộp cầu chì có ampe thấp, khả năng phản ứng nhanh có thể nổ tung nếu như luồng năng lượng vào loa vượt quá giới hạn. Vấn đề nằm ở chỗ cầu chì nổ chỉ dựa vào mức công suất trung bình chứ không phải mức công suất tức thời. Để tìm được những cầu chì có thể nổ đủ nhanh để bảo vệ loa trong khi không bị tác động bởi những tải tức thời vô hại, cực kỳ ngắn là điều rất khó.
Thiết bị bảo vệ hợp lý nhất hiện nay có lẽ là sử dụng các bóng đèn dây tóc vonfram của ngành công nghiệp ô tô để làm bảo vệ cho loa. Bóng đèn dây tóc vonfram khi nối thành chuỗi với tín hiệu âm thanh chạy qua sẽ có trở kháng ở phạm vi 7 – 25 Ohm, tăng lên 500 Ohm khi dây tóc bị đốt nóng. Lúc này, một số thứ đơn giản, chẳng hạn như một bóng đèn bình thường cũng có thể nén được tín hiệu âm thanh, từ đó ngăn không cho dòng tín hiệu với công suất lớn chạy vào trong khi các tín hiệu với công suất nhỏ hơn vẫn được đi qua. Nếu như bóng đèn khớp với trở kháng loa và công suất cho phép, hiệu năng trình diễn sẽ giảm đi nhẹ, quan trọng hơn là loa vẫn an toàn.
Nhiều năm trôi qua, phương pháp này được áp dụng rộng rãi ở rất nhiều hệ thống loa, từ studio monitor, hi-fi, hệ thống âm thanh xe hơi cho đến loa công cộng. Rất nhiều hệ thống sử dụng bóng đèn chuyên dụng để phục vụ mục đích này.
Dưới đây là bóng cầu chì bảo vệ cho mạch phân tần loa. Có thể thấy bóng cầu chì sử dụng dây tóc vonfram, có khả năng phát sáng khi có dòng điện chạy qua.
Quá tải mức trung bình trong thời gian dài
Nguyên nhân chính khiến loa bị hỏng là do cháy cuộn voice coil. Trong trường hợp quá tải ở mức độ trung bình nhưng liên tục, diễn ra trong thời gian dài, sẽ không có bất cứ hỏng hóc nào xảy ra ngay lập tức. Thay vào đó, cuộn voice coil của loa bị “nướng” từ từ ở mức nhiệt độ 200 – 250 độ C, cho đến khi lớp men cách điện trên cuộn dây bị hỏng. Lâu dần, cuộn dây bị đoản mạch và cuối cùng dây bị trượt khỏi ống cuộn, làm hỏng khe từ, khiến âm thanh bị méo đi thấy rõ.
Dưới đây là hình ảnh cuộn voice coil bị chịu quá nhiệt trong thời gian dài, nhưng vẫn còn dùng được so với cuộn voice coil chất lượng tốt.
Còn đây là cuộn voice coil bị hỏng hoàn toàn do quá nhiệt. Lớp men bị nung sẽ sủi bọt, cọ xát vào khe từ, đôi khi gây ra tiếng ồn, thậm chí còn làm kẹt dây trong khe từ hoàn toàn.
Quá tải mạnh trong thời gian ngắn
Quá tải cực mạnh trong thời gian ngắn cũng sẽ gây ra hậu quả tương tự, chỉ khác là nó diễn ra chỉ trong vài phút chứ không phải vài tháng hay vài năm.
Hư hại do tác động vật lý
Về bản chất, loa cũng sử dụng motor điện. Hầu hết các motor đều chuyển điện năng thành chuyển động xoay, thế nhưng loa lại biến điện năng thành chuyển động tuyến tính. Lực mà loa tạo ra có thể nói là rất đáng nể.
Không thiếu những trường hợp loa subwoofer khi đánh với công suất lớn có thể xuất hiện biến dạng vách loa rất nhanh mà chúng ta không nhìn thấy. Nếu xem một đoạn băng quay chậm lại, có thể thấy một loa subwoofer dù rất chắc chắn nhưng phần vách đằng sau vẫn rung chuyển, độ dao động lên đến 2cm mỗi khi đến những đoạn có trống đánh. Với những thùng loa làm từ ván gỗ bulo Baltic dày 12 lớp, lực ấy tương đương với một người trưởng thành dùng búa tạ 4kg đánh mạnh vào vách. Ở những hệ thống loa thường phải chơi với âm lượng lớn, bất kể vách loa có chắc chắn đến mấy thì rồi vẫn sẽ đến lúc các đoạn khớp nối bị lỏng, từ đó làm hại đến chất âm đáng kể.
Một trong những hư hại thường gặp do tác động vật lý gây ra ở những cặp loa bị quá tải vì công suất quá lớn là cuộn voice coil vượt quá giới hạn khoảng hành trình của ống cuộn, dây quấn và màng nón. Nếu chơi với mức âm lượng cực kỳ lớn, toàn bộ nam châm, cuộn dây và màng nón sẽ bị lệch vị trí, thậm chí còn làm rách cả màng loa.
Để làm như vậy, hiển nhiên cần phải có một lực rất lớn, và chỉ có những ampli cực mạnh mới có thể làm được như vậy.
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây
Nuda – Nối tiếp sự ấn tượng của Viva Master Horn
Bách Diệp
