Ở kỳ trước, chúng ta đã tìm hiểu về các loại tay cơ cơ bản cùng trục xoay của tay cơ. Trong phần này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về các bộ phận và yếu tố quan trọng khác.
Bộ phận tiếp theo của tay cơ là ống tay cơ, được thiết kế rất chắc chắn, nhẹ về khối lượng, chống được rung chấn và có khả năng tắt dần mọi cộng hưởng nếu như chúng diễn ra. Ống tay cơ thường được làm từ các vật liệu đặc biệt, kết hợp giữa hai yếu tố chắc chắn và nhẹ (sợi carbon là lựa chọn khá phổ biến). Người thiết kế cũng thêm vào các vật liệu giảm chấn để từ đó loại bỏ cộng hưởng. Những tay cơ đặc biệt như tay cơ Graham thậm chí còn làm ống đồng trục tách biệt khỏi vật liệu giảm chấn, mục đích là để ống tay càng bất động càng tốt, như vậy chúng sẽ ít rung chấn và không truyền rung chấn đến cartridge. Khả năng giảm chấn của ống tay cơ càng tốt bao nhiêu, khả năng tái hiện các chi tiết với mức âm lượng thấp càng tốt bấy nhiêu.
Khối lượng hiệu dụng (effective mass) của tay cơ được lựa chọn kỹ càng để đảm bảo cân bằng giữa khả năng giữ cartridge chắc chắn khi các điều biến trên rãnh đĩa (groove modulation) di chuyển đầu kim từ bên này sang bên kia (đòi hỏi khối lượng hiệu dụng cao) với khả năng di chuyển dọc tùy theo các vết mấp mô và các điểm lệch tâm của rãnh (đòi hỏi khối lượng hiệu dụng thấp). Khi một tay cơ lớn đi đến điểm cong vênh trên rãnh đĩa, lực tì xuống của đầu kim sẽ tăng lên ở phía đi lên của đoạn bị vênh và giảm dần khi bắt đầu đi xuống. Nếu như đoạn cong vênh quá nghiệm trọng và trong trường hợp tay cơ đủ nặng, đầu kim có thể trượt hẳn ra khỏi rãnh. Mặc dù tay cơ nào cũng bị như vậy nhưng tình hình sẽ tệ hơn nếu tay cơ đó có khối lượng hiệu dụng cao.
Độ dài hiệu dụng (effective length) của tay cơ là khoảng cách từ điểm trục xoay đến đầu mũi kim. Độ dài hiệu dụng của hầu hết tay cơ nằm trong khoảng từ 210 đến 230mm (độ dài hiệu dụng ngắn hơn chiều dài thực tế do góc bù, tức đoạn uốn cong trên tay gần điểm giữ cartridge). Độ dài hiệu dụng của tay cơ có ảnh hưởng đến khoảng overhang. Overhang là khoảng cách từ đầu kim đến tâm mâm xoay khi ba điểm tâm mâm xoay, trục xoay tay cơ và đầu kim nằm trên cùng đường thẳng. Ta lấy khoảng cách từ điểm trục xoay tay cơ đến đầu kim trừ đi khoảng cách từ điểm trục xoay tay cơ đến trục xoay mâm để tính khoảng overhang. Overhang có thể điều chỉnh được bằng cách di chuyển vị trí cartridge trên máng lắp. Một vài tay cơ có ống tay điều chỉnh được độ dài để thay đổi khoảng overhang.
Giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu nhược điểm của tay cơ xoay quanh trục (pivot) để hiểu vì sao tay cơ tiếp tuyến (tangential) ra đời.
Một đĩa than bình thường sẽ được cắt với cơ chế cắt tiếp tuyến. Đầu cắt đĩa di chuyển thành một đường thẳng dọc đĩa master phủ sơn mài. Thế nhưng, tay cơ di chuyển quanh trục đi theo quỹ đạo hình cung tròn. Quỹ đạo này khiến một bên đầu kim chạm vách đĩa hơi sâu so với điểm chạm thông thường, trong khi bên kia đầu kim chạm vách đĩa hơi hụt so với điểm chạm thông thường. Sai khác về tương quan góc của đầu kim với rãnh đĩa gọi là sai lệch phi tuyến tính (lateral tracking error), hoặc gọi đơn giản hơn là sai lệch. Sai lệch sẽ gây méo tiếng, nhất là ở những đoạn có âm lượng lớn.
Về mặt kỹ thuật, quy trình cắt tiếp tuyến sẽ khiến các điều biến trên rãnh luôn nằm ở góc bên phải của rãnh. Thế nhưng, di chuyển tiến lùi của đầu kim chơi đĩa tương ứng với điều biến trên rãnh sẽ lệch dần từ góc bên phải sang đường tiếp tuyến của rãnh. Cụ thể hơn, góc này sẽ kém góc 90° một vài độ lẻ. Khi đầu kim đi theo quỹ đạo hình vòng cung để tiến đến tâm đĩa, nó sẽ xoay, từ đó giảm thiểu sai lệch cho đến khi chạm điểm không có sai lệch nào. Ở điểm này, đầu kim chơi đĩa sẽ có tương quan góc với rãnh giống như đầu kim cắt đĩa. Khi đầu kim tiếp tục di chuyển và xoay đi xa hơn, sai lệch lúc này sẽ mở rộng về phía bên kia. Sai lệch này sẽ đến ngưỡng đỉnh, sau đó giảm dần tới khi chạm đến điểm không lỗi thứ hai trên đĩa. Hai điểm không lỗi góc này thường là điểm cách rìa ngoài cùng của đĩa 6cm và 12.7cm.
Sai lệch phi tuyến tính sẽ gây ra méo hài, chủ yếu là hài âm bậc hai. Các hài âm khác cũng xuất hiện nhưng thường có biên độ thấp hơn hài âm bậc hai (tức âm lượng nhỏ hơn, khó phát hiện hơn). Tuy vậy, chừng đó vẫn đủ để chất âm trở nên thô, cứng hơn. Lượng méo tiếng do sai lệch gây ra không chỉ liên quan đến sai lệch mà còn do tốc độ của rãnh đĩa, thay đổi theo chiều từ các rãnh bên trong cho đến rãnh bên ngoài.
Lượng méo do sai lệch ở rãnh trong cùng thường cao gấp đôi so với rãnh ngoài cùng. Nguyên nhân là vì một vòng xoay của kim ở rãnh ngoài cùng có khoảng cách tuyến tính dài hơn 2.5 lần so với một vòng xoay ở rãnh bên trong. Thế nhưng cả hai vòng xoay này lại giống nhau về thời gian, nghĩa là số lượng thông tin giữa hai rãnh bằng nhau mặc dù không gian của rãnh trong ít hơn. Khoảng cách tuyến tính dài hơn đồng nghĩa với việc điều biến trên rãnh cũng dài theo, như vậy đầu kim sẽ dễ dàng đọc được các điều biến này. Do đó đĩa 45 vòng / phút thường có chất âm tốt hơn đĩa 33 1/3 vì điều biến rãnh được kéo dài trên một khoảng rộng hơn.
(Hết kỳ 2)
Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây
Tay cơ – Những điều ít được biết đến (phần 1)
Tay cơ – Những điều ít được biết đến (phần 3)
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây
Những cặp loa có ảnh hưởng lớn nhất trong lịch sử 2
Nguyễn Hào
