Tweeter bị cháy, hỏng thường là do có vấn đề giữa ampli và loa, thế nhưng liệu mọi người đã hiểu đúng về vấn đề này?
Có một câu hỏi thường xuyên được đưa ra nhưng hiếm khi được trả lời đúng, đó là vì sao tweeter bị cháy khi ampli bắt đầu gây méo tiếng? Câu trả lười thực ra khá đơn giản, nhưng hầu hết mọi người đều hiểu nhầm rằng tín hiệu khi méo tiếng sẽ sinh ra hài âm, và lượng hài âm được thêm vào ấy đã làm hỏng driver tweeter.
Điều đó không thực sự chuẩn xác. Driver woofer và midrange cũng có thể bị cháy khi ampli xuất hiện méo tín hiệu, và điều đó dường như không liên quan gì đến hài âm. Chắc chắn sẽ có các hài âm bậc lớn hơn được thêm vào, và thường chúng sẽ khá cao, nhưng mức độ ấy thực chất chỉ đủ đây gây ra mức căng tương đối nhẹ cho tweeter. Nhiều người cũng tin rằng hài âm cao hơn sẽ khiến cho nguồn năng lượng lớn hơn đi vào tweeter, thế nhưng đó mới chỉ là một phần. Cần ghi nhớ rằng các mô phỏng sử dụng một âm thanh (hoặc một vài âm thanh) sẽ không thể nói lên được sự thật. Âm nhạc là sự kết hợp rất phức tạp của nhiều âm và tần số cùng lúc, nếu chỉ dùng có một hoặc hai âm để phân tích thì kết quả đưa ra sẽ rất sai lệch.
Ngoài ra, chúng ta cần nhớ rằng trong trường hợp ampli bị quá tải đến mức xén ngọn tín hiệu, không phải chỉ tweeter mới gặp nguy hiểm mà woofer cũng vậy, do nguồn năng lượng vào liên tục quá lớn, vượt mức cho phép. Nhìn chung, không cần phải chờ đến lúc tín hiệu bị xén ngọn tín hiệu, chỉ cần nguồn công suất vào vượt ngưỡng công suất an toàn là loa có thể hỏng rồi.
Tweeter có thể hỏng, và cũng thường bị hỏng khi sử dụng cách đấu dây bi-amp hoặc nằm trong hệ thống đa power-amp với phân tần chủ động – ngay cả khi ampli cho tweeter không xén ngọn tín hiệu. Nếu như ampli tweeter có đủ công suất và năng lượng tăng lên quá cao, tweeter hoặc các driver nén đặt trong họng kèn sẽ hỏng ngay cả khi không có hài âm thêm vào. Vấn đề ở đây là nguồn công suất vào quá lớn và âm lương của các dải dưới tần số cắt tăng lên quá cao. Nhìn chung, vấn đề này xuất hiện như thế nào thì có rất nhiều cách giải thích, nhưng chúng ta không thể chỉ nói rằng do có hài âm thêm vào và đó là nguyên nhân duy nhất.
Phân phối năng lượng
Một phần rất lớn của vấn đề sẽ được tiết lộ khi ta nhìn vào hai khía cạnh: công suất đỉnh cũng như công suất liên tục, và sự phân phối năng lượng dựa vào tính chất của bản nhạc.
Chúng ta thường tin rằng âm nhạc sẽ có khoảng cách giữa mức đỉnh và mức trung bình khoảng từ 10 đến 20 dB. Điều đó đồng nghĩa việc nếu tín hiệu được khuếch đại bằng một ampli 100 watt, ampli sẽ giới hạn mức công suất cao nhất là 100 watt (có thể thêm bớt đi một chút). Vì đây là công suất đỉnh, mức trung bình phải thấp hơn, và để tiện thì chúng ta sẽ lấy con số 10dB làm chuẩn. Mức công suất trung bình do đó chỉ từ 10 watt trở xuống khi tín hiệu bắt đầu xén ngọn.
Lưu ý rằng đây không phải là độ động, nhưng nó chắc chắn góp phần làm nên độ động của tín hiệu. Cụm từ “độ động” thường được dùng để chỉ khác biệt giữa đoạn nhỏ tiếng nhất và đoạn lớn tiếng nhất trong một bản nhạc. Trong một vài trường hợp, vì nén độ động nên nó gần như không có khác biệt, bắt đầu ồn ào, giữa cũng ồn và đến cuối vẫn ồn không kém. Tỉ lệ mức đỉnh – trung bình cũng sẽ bị nén lại, nhưng thường rất khó để có thể giảm độ động xuống thấp hơn 10dB mà không làm cho âm nhạc trở nên vô hồn, mất đi sự sống động. Hiểu một cách đơn giản, khi độ động bị cắt đi quá nhiều, âm nhạc sẽ không còn là chính nó nữa.
Hầu hết các loa đều có thông số cho công suất liên tục và công suất đỉnh – cuộn voice coil và phần nào đó là cả hệ treo có thể chịu được một mức công suất rất lớn trong khoảng thời gian siêu ngắn. Có thể hiểu rằng công suất đỉnh chính là công suất tức thời lớn nhất mà loa có thể chịu được mà không chịu tổn hại về mặt cơ học cũng như điện.
Hầu hết tweeter đều được tính công suất dựa vào mức công suất hệ thống, và mức công suất này được tính dựa vào tần số cắt cụ thể. Giả sử một tweeter được đánh giá có công suất hệ thống 100 watt ở tần số cắt là 3000Hz. Thế nhưng công suất mà tweeter chịu được không phải là 100 watt, bất kể thời gian có ngắn đến đâu hay ở dải tần số nào. Công suất trung bình thực tế mà hầu hết tweeter có thể chịu được lâu dài chỉ khoảng 10 watt. Thậm chí nhiều tweeter còn không thể xử lý tần số đó mà không phải chịu áp lực.
Biểu đồ trên thể hiện mức phân phối năng lượng tương đối, được áp dụng cho các thể loại nhạc điển hình. Nhìn vào vị trí tần số cắt 3kHz, có thể thấy 85% năng lượng được chia cho quãng trầm và chỉ có 15% là thuộc về các quãng cao trên 3kHz. Không khó để tính rằng mức năng lượng đỉnh mà tweeter có thể nhận từ ampli sẽ là 15 watt, như vậy với 10dB khoảng cách giữa mức đỉnh và mức trung bình, công suất trung bình của tweeter sẽ khoảng 1.5 watt.
Đấy là cách hệ thống được thiết kế, và chừng nào power-amp còn chưa làm xén ngọn tín hiệu, mọi thứ vẫn ổn cả.
(Hết kỳ 1)
Đi tìm nguyên nhân cháy loa tweeter (kỳ 2)
Đi tìm nguyên nhân cháy loa tweeter (kỳ 3)
Đi tìm nguyên nhân cháy loa tweeter (kỳ 4)
Nguyễn Hào
