Phono preamp và những điều cần biết (kỳ 1)

Phono preamp và những điều cần biết (kỳ 1)

Saturday 29/12/2018 3:24 pm GMT +7

Xem thêm:

Phono preamp không phải là một thiết bị mới mẻ, với những công nghệ hiện đại. Cùng sự xuất hiện của mâm đĩa than, phono preamp là một thiết bị có tuổi đời từ khá lâu.

Phono preamp thực chất cũng là preamp, là một thiết bị đóng vai trò quan trọng trong hệ thống âm thanh. Đây là thiết bị có chức năng khuếch đại tín hiệu âm thanh từ phono cartridge rồi gửi đến cổng vào tín hiệu của power-amp. Bên cạnh cái tên phono preamp, người ta còn gọi thiết bị này bằng những cái tên như tầng phono, RIAA preamp hay preamp cho mâm đĩa than.Vậy chính xác phono preamp làm những gì, và hiện tại trên thị trường đang có những loại phono preamp nào?

Phono preamp là gì

Phono preamp

Vấn đề lớn nhất của tín hiệu từ cartridge đĩa than, đó là tín hiệu này quá nhỏ, không đủ để lái tầng power-amp, bên cạnh đó, tín hiệu này lại cũng không được “phẳng”, có nghĩa là âm lượng của bass, midrange và treble sẽ bị thay đổi so với tín hiệu gốc. Trong nhiều trường hợp, treble sẽ lớn hơn midrange, và midrange lại lớn hơn bass. Do đó, nếu đấu nối mâm đĩa than trực tiếp vào cổng Line của preamp (một số gọi đây là cổng AUX), thứ tiếng duy nhất người ta có thể nghe thấy chỉ là âm treble cực kỳ nhỏ, các tiếng khác bị mất đi hoàn toàn.
Một vài mâm đĩa than đời mới có tích hợp phono preamp bên trong, cho phép đầu ra của thiết bị là đầu RCA giống như các thiết bị nguồn phát khác. Tuy nhiên, với những đầu đĩa than này, người dùng sẽ không thể thay đổi hay nâng cấp được cho thiết bị để cải thiện chất lượng âm thanh, trong khi ai cũng biết rằng preamp là nhân tố quan trọng tác động đến chất âm của hệ thống. Nếu đó không phải là một mâm đĩa than cực đắt đỏ với phono preamp tích hợp chất lượng cao, lựa chọn tốt nhất vẫn là mua mâm đĩa than bình thường và sử dụng phono preamp rời hoặc preamp thường có tích hợp thêm tầng phono.

Nguyên lý hoạt động và RIAA Equalization

Phono preamp dep

Khác biệt lớn nhất giữa một preamp thông thường và một phono preamp là đáp tuyến tần số của từng thiết bị: Phono preamp phải làm nhiệm vụ cân bằng tất cả các dải tần số từ tín hiệu do cartridge gửi đến, như vậy khi xuất tín hiệu đến power-amp, đáp tuyến tần số mới có thể “phẳng” được và các dải tần số lúc này mới có âm lượng to, rõ ràng như nhau.

Vậy tại sao họ không thiết kế phono cartridge với tín hiệu đầu ra “phẳng” ngay từ đầu?

Trên thực tế, đã từng có những nỗ lực chế tạo loại cartridge như vậy, nhưng tất cả đều không thành công bởi một lý do, cartridge là chi tiết quyết định chất lượng tín hiệu và đĩa thu được cắt dựa vào cartridge. Cho nên dù có sử dụng cartridge gốm hay pha lê, loại dùng cho đĩa thu âm có xuất xứ từ Anh, với tín hiệu đầu ra “phẳng”, nhưng nếu không dùng đúng loại đĩa cho cartridge ấy thì kết quả là âm trung, dải tần số mà tai rất nhạy cảm sẽ nhanh bị mất. Thực ra vấn đề có thể xử lý nếu dùng equalizer, nhưng cách làm cực kỳ phức tạp và tốn kém, do đó giải pháp cuối cùng vẫn là sử dụng cartridge thông thường, dành cho đĩa thu âm cắt theo chuẩn của Mỹ.
Nguyên nhân bộ cân chỉnh, viết tắt là EQ (equalization) cần thiết có liên quan đến quá trình thu âm đĩa than và phát lại tín hiệu. Đầu kim cắt đĩa phải vừa với rãnh đĩa 25 phút trên đĩa 12 inch loại 33.3 vòng/phút. Như vậy, trung bình một đĩa than có 33.3 x 25 = 832 đường xoắn ở mỗi bên rãnh đĩa, chưa kể đoạn mở đầu và đoạn kết thúc và nhãn đĩa nữa.

Phono preamp tot

Để tạo ra những đường xoắn này không quá phức tạp (đó là còn chưa kể để tạo ra đĩa stereo, khi cắt đĩa còn phải tạo rãnh chữ V với thông tin ở hai bên trái phải vách rãnh đĩa). Rãnh đĩa thực chất là đường cắt có hai mặt bên, cho phép đầu kim chạy, dao động với mặt bên của rãnh tạo thành tín hiệu đầu ra, chuyển về cartridge. Điện áp mà phono cartridge tạo ra tương ứng với tốc độ đầu kim di chuyển từ bên này sang bên kia trong khi đang chạy trên rãnh đĩa.
Để có tín hiệu đầu ra cho các dải tần số giống nhau, khoảng cách di chuyển cho dải bass phải rộng hơn so với khoảng cách cho dải treble, và như vậy đường cắt cho dải bass có thể cắt cả vào những đường xoắn liền kề. Nếu như số lượng đường cắt bị giảm để vừa các dải bass thì gần như sẽ không có tín hiệu đầu ra cho dải treble. Thực tế cũng cho thấy làm vậy sẽ khiến âm treble bị lấn át bởi nhiễu ở bề mặt đĩa cho dù đầu kim cắt đĩa được làm nóng để cắt đĩa mượt hơn
Vì thế, khi thu âm, lý tưởng nhất là cắt đĩa với biên độ không đổi (constant amplitude). Tín hiệu đầu ra của cartridge (vốn phụ thuộc vào tốc độ) sẽ giảm nếu tần số giảm, do đó, phono preamp có thể cân bằng tín hiệu bằng cách đảo ngược lại quá trình (tăng tiếng bass và giảm tiếng treble khi đọc đĩa than để bù đắp lượng tiếng bass bị giảm và lượng tiếng treble tăng lên trong quá trình biên tập âm thanh khi làm đĩa).
Tuy nhiên, headroom (khoảng cách biệt dự trữ từ tín hiệu bình thường đến tín hiệu tối đa trong hệ thống âm thanh, chẳng hạn, nếu hệ thống âm thanh có thể phát được 120dB, mà tín hiệu trung bình chỉ là 100dB, thì headroom là 20dB) cho âm bass có thể yêu cầu rất lớn, vì thế khoảng tần số thường chia ra làm hai phần trên và dưới của một dải tần số midrange tham chiếu.

Phono preamp chat

Trong nhiều trường hợp, tầm số tham chiếu là 1kHz. Khi cắt giữa khoảng 500Hz và 2122Hz, đầu kim sẽ cắt với tốc độ không đổi (constant velocity) thay vì theo biên độ không đổi. Như vậy, tín hiệu đầu ra của cartridge giữa hai điểm sẽ giữ nguyên, tiết kiệm được 20dB khoảng headroom cho thiết bị.
Những ai sử dụng mâm đĩa than chắc sẽ nghe đến đường cong đặc tuyến RIAA, thường được miêu tả dưới dạng biểu đồ khá phức tạp. Đường cong này là dạng đồ thị hóa cho đặc tả các thông số Equalizer áp dụng cho các thao tác ghi phát đĩa Vinyl Hiệp hội công nghiệp thu âm Hoa Kì (Recording Industry Association of America) ban hành từ 1954. Tiêu chuẩn này quy định rõ ràng và nghiêm ngặt về các thông số thiết lập chi tiết cho EQ để cắt tại các tần số quy định với tham số Q chính xác cho từng tần số đó.
Ở biểu đồ trên, đường nét đứt màu tím là đáp tuyến tần số ghi lại từ đĩa than, đường màu đỏ là EQ được sử dụng ở tầng phono preamp để cân bằng tín hiệu, tức là làm cho tín hiệu trở nên “phẳng”, ra thành đường thẳng màu xanh trên biểu đồ bằng cách tăng dải bass và giảm treble cùng lúc, khuếch đại tín hiệu lên mức cực lớn, lên đến mức ngang với tín hiệu line-level thông thường. Có thể thấy, để “làm phẳng” tín hiệu, dải tần của EQ giống như dải tần của mâm đĩa than nhưng lệch pha 180 độ để có thể bù đắp cho nhau và tạo thành đáp tuyến “phẳng” mà power-amp hay hệ thống âm thanh yêu cầu.

(Hết kỳ 1)

Xem:

Phono preamp và những điều cần biết (kỳ 1)

Phono preamp và những điều cần biết (kỳ 2)

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

Loa âm trần, âm tường lựa chọn cho biệt thự cao cấp

Nguyễn Hào

Từ khóa:

Ampli hay nhất