Driver nón: Màng nhện (phần 6)

Nếu như viền màng loa là hệ treo ngoài của driver thì hiển nhiên, màng nhện của loa, còn gọi là chi tiết định tâm, sẽ là hệ treo bên trong hay hệ treo phía sau.

Chức năng chủ yếu của màng nhện là để duy trì cho cuộn voice coil luôn ở vị trí chính giữa khe từ. Phần rìa mặt trong của màng nhện được nối với ống cuộn dây, trong khi phần rìa bên ngoài thì gắn cứng vào khung driver. Những màng nhện hiện đại, như ở trong hình dưới đây, thường được làm bằng vải tẩm nhựa phenolic, được ép nóng để tạo thành hình cụ thể. Sau khi tạo hình xong là chuyển sang quá trình tạo nếp gấp. Quá trình này đòi hỏi người thực hiện phải thật tỉ mẩn, cẩn thận để đảm bảo chuyển động về một phía sẽ không nhiều hơn chuyển động về phía còn lại, bởi vì chuyển động bất đối xứng sẽ tạo ra méo phi tuyến tính. Một vài mẫu driver sử dụng màng nhện kép với các chi tiết giống y hệt nhau để đảm bảo màng nón sẽ có chuyển động tuyến tính và đối xứng.

driver mat cat

Mặt cắt của một driver 38cm, sử dụng màng nhện kép

Hình trên là ví dủ của một driver sử dụng màng nhện kép. Driver này sử dụng nam châm đã được thông hơi, đây là một chi tiết rất tốt. Nhưng trong trường hợp ngược lại (nam châm không được thông hơi), việc thiết kế màng nhện kép sẽ rất phức tạp vì chùng còn phải cho không khí đi qua để làm mát cuộn voice coil. Với viền màng nón gấp đa nếp theo dạng accordion, màng nhện gấp bên trong cũng có thể gặp nhiều vấn đề liên quan đến cộng hưởng nếu không được tinh chỉnh cẩn thận.

Màng nhện đòi hỏi phải có tính ổn định rất cao vì khoảng cách giữa voice coil và nam châm cực kỳ hẹp, đôi khi chỉ được nửa milimet. Trường hợp này rất phổ biến ngay cả với những driver sử dụng màng nón và cuộn dây cỡ lớn. Đối với những thiết kế với màng nón/cuộn dây khá to và nặng, trong trường hợp driver được đặt theo phương ngang và màng nón không được hỗ trợ đầy đủ, cả màng nhện và viền màng nón sẽ bị kéo căng. Cũng tương tự như vậy, các cặp loa hoàn chỉnh nên được để dựng đứng chứ không nên đặt nằm vì driver sẽ dễ bị võng. Một khi đã dựng dọc trở lại, màng nhện có thể đặt lại vị trí cân bằng mới và điểm này không nằm ở chính giữa trục hành trình của driver. Cứ như vậy, khoảng hành trình của loa sẽ bị giới hạn chỉ còn ở một phía. Có những trường hợp màng nón bị võng không thể sửa lại bằng những cách đơn giản nữa.

Màng nhện có vai trò rất quan trọng vì nó cung cấp lực hồi phục chính để định tâm cho màng nón. Hơn 60 năm trước, Gilbert Briggs, chủ của thương hiệu Wharfedale, nhận ra rằng méo hài bậc ba không chỉ là sản phẩm của hệ treo cơ học có thiết kế kém, mà còn thấy rằng hệ treo bị khuyết có thể làm tăng lượng méo ở các tín hiệu tức thời. Hơn 40 năm sau, kỹ sư âm thanh Martin Colloms có viết về nghiên cứu của KEF, cho thấy một vài màng nhện có thể đem đến sóng sine hoàn hảo, mang độ méo thấp, từ đó khiến cho dải bass trở nên rộng mở hơn, nhưng cũng đồng thời phản ứng chậm với các âm bass thuộc về bộ gõ trong các bản nhạc hiện đại. Các phát hiện KEF đã xuất hiện từ các quan sát về những bài đo tần số thấp khác nhau thu được thông qua việc sử dụng các nguồn tín hiệu với trạng thái ổn định hoặc xung tín hiệu. Sự khác biệt được quy cho hiện tượng trễ ở hệ treo, được biểu thị bằng sơ đồ trong hình dưới đây.

so do

Trong một số loa nón với kích thước rất nhỏ, chỉ được thiết kế để xử lý các tần số cao, kỹ sư thiết kế có thể bỏ qua sự phức tạp của màng nhện, bởi phần viền ngoài đã đủ để duy trì màng nón ở vị trí trung tâm, và do đó tránh được tất cả vấn đề liên quan tới màng nhện mà những driver lớn hơn, nặng hơn hay mắc phải.

Mặc dù các hệ treo, cả viền nón và màng nhện, đều là những chi tiết cơ học thiết yếu đối với driver nón xử lý dải trung và trầm, khi gần đến ngưỡng giới hạn khoảng hành trình, chúng đều bắt đầu phát sinh méo hài bậc ba. Nguyên nhân là bởi độ đàn hồi cũng đến giới hạn, khiến cho độ thuận bị giảm (độ cứng tăng lên). Một khi hệ treo không còn tuân theo định luật đàn hồi Hooke (trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi do lò xo sinh ra tỷ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo đó), rất nhiều hiệu ứng không mong muốn do hệ treo sinh ra có thể bất ngờ xuất hiện.

(Hết kỳ 6)

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây

Driver nón: Tổng quan (phần 1)

Driver nón: Màng loa (phần 2)

Driver nón: Màng loa (phần 3)

Driver nón: Màng loa (phần 4)

Driver nón: Viền màng loa (phần 5)

Nguyễn Hào

Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Sử dụng chân kê loa hay giá treo tường