Cộng hưởng thùng loa – “Kẻ thù vô hình của âm thanh” (phần 1)

Rung chấn, cộng hưởng thùng loa là vấn đề mà bất cứ người thiết kế loa nào cũng cần phải giải quyết, bởi tác động tiêu cực mà nó để lại là khá lớn.

Có hai hiểu lầm mà không ít người chơi âm thanh thường mắc phải. Thứ nhất họ cho rằng loa càng đánh mạnh, càng rung nhiều thì càng hay. Thứ hai, quan điểm của nhiều người cho rằng loa cũng giống như hộp cộng hưởng của nhạc cụ, là nơi để phát ra âm thanh. Sở dĩ điều thứ hai sai lầm vì chỉ có nhạc cụ mới phát ra âm thanh, tức là tự tạo ra âm thanh của riêng mình. Bản chất của loa là một công cụ tái tạo âm thanh và âm thanh của loa được sinh ra từ driver chứ không phải thùng loa, vì thế những cặp loa tốt chỉ tái tạo lại đúng những tín hiệu âm thanh mà nó đã tiếp nhận chứ không thêm bất cứ yếu tố âm thanh nào của riêng mình. Vì thế, ở điều đầu tiên, nếu như một cặp loa đánh mạnh và rung nhiều, đó là dấu hiệu cho thấy thùng loa bị tác động rất nhiều từ cộng hưởng và rung chấn. Đó là dấu hiệu chắc chắn cho thấy đấy không phải là một cặp loa hay nếu không muốn nói là được thiết kế rất kém. Vậy tại sao rung chấn thùng loa lại là một yếu tố tiêu cực, cần phải được loại bỏ.

1 nang cap thung loa

Trước hết, chúng ta cần hiểu rằng thùng loa, dù được làm từ gỗ “chết” như ván MDF vẫn xuất hiện cộng hưởng, tức là có tần số cộng hưởng tự nhiên của riêng nó. Driver woofer khi di chuyển hướng trước hoặc ra sau sẽ tác động đến thùng loa, hoặc là tác động vật lý thông qua điểm cố định driver trên vách thùng, hoặc là tác động âm học với năng lượng sinh ra ở mặt sau của driver, bên trong thùng loa. Chính hai yếu tố này sẽ khiến thùng loa chuyển động, tạo nên âm thanh của riêng mình. Thùng loa lúc này trở thành hộp cộng hưởng, tức là một nhạc cụ đúng nghĩa. Chúng ta nghe thấy âm thanh không phải chỉ từ driver mà còn là từ thùng nữa.

Rung chấn thùng loa sẽ tạo ra âm thanh trên một hoặc khá nhiều khoảng tần số hẹp tập trung quanh tần số cộng hưởng của vách thùng. Loa sẽ phát ra âm thanh lớn hơn ở những tần số này. Kết quả là cộng hưởng thùng loa có thể ảnh hưởng đến âm sắc của nhạc cụ cũng như giọng hát. Với những bản thu sử dụng nhạc cụ trầm như double bass hay piano, người nghe có thể dễ dàng nhận ra hiện tượng cộng hưởng thùng loa làm thay đổi âm sắc ở những nốt nhất định. Một vài nhạc cụ cũng xuất hiện hiện tượng này, gọi là âm sói (Âm sói là hiện tượng bội âm bất tự nhiên kéo dài, khuếch đại âm thanh và mở rộng dải tần số của nốt nhạc được chơi, được sinh ra khi nốt nhạc gốc trùng với tần số cộng hưởng của gỗ làm nhạc cụ).

Cộng hưởng thùng loa không chỉ lên màu âm thanh (thay đổi âm sắc của nhạc cụ), chúng còn khiến cho nốt nhạc bị kéo đuôi (kéo dãn về mặt thời gian), không còn giống như ban đầu nữa. Nguyên nhân là bởi thùng loa tích tụ năng lượng và xả năng lượng từ từ. Trong khi nốt tiếp theo đã được driver phát thành tiếng thì thùng loa vẫn sản sinh năng lượng của nốt trước đó. Loa bị cộng hưởng thùng nghiêm trọng sẽ tạo ra âm bass kéo đuôi, mờ nhạt thiếu độ chi tiết chứ không phải âm thanh nhanh, gọn, chính xác và giàu chi tiết của âm nhạc. Rung chấn ở thùng loa cũng ảnh hưởng không nhỏ đến trung âm, bởi chúng sẽ làm mất độ rõ ràng và gây kéo đuôi các âm thanh tức thời.

thung loa

Ảnh hưởng âm học từ một bề mặt bị rung chấn như vách thùng loa là một đặc điểm của khoảng hành trình vách và bề mặt vách. Nhìn chung, vách thùng loa được làm tương đối rộng cho nên chỉ cần xuất hiện một chút rung chấn thôi cũng sẽ tạo ra âm thanh. Do đó, thời điểm mà người nghe cảm nhận được loa đang rung lên cũng là lúc loa đã làm thay đổi chất âm gốc rồi. Đó cũng là lý do vì sao những loa có kích thước nhỏ hơn sẽ có âm thanh hay hơn những loa cùng giá nhưng mang kích thước lớn hơn. Suy cho cùng, thùng loa thường được làm gỗ MDF. Ván gỗ này có đặc điểm cứng chắc ở cạnh nhưng càng về điểm chính giữa thì càng yếu, do đó để chống rung chấn cho thùng loa to thường khó và đắt đỏ hơn nhiều.

Lý tưởng nhất, thùng loa nên tạo ra một bề mặt trơ hoàn toàn để đặt driver. Khi loa nhận luồng tín hiệu tức thời với công suất cao, âm lượng lớn, toàn bộ năng lượng của tín hiệu đó nên được driver chuyển thành năng lượng âm học (tức âm thanh). Thùng loa cũng cần phải cứng chắc để không sinh ra chuyển động, và được xử lý chống rung chấn tốt để mọi năng lượng tác động vào thùng loa từ chuyển động của driver nhanh chóng bị triệt tiêu.

(Hết kỳ 1)

Bạn có thể tham khảo sản phẩm khác tại đây

Bí mật của thùng loa kim loại

Nguyễn Hào