Ở kỳ trước, chúng ta đã tìm hiểu về sai lệch phi tuyến tính (lateral tracking error) cũng như lý do vì sao tay cơ di chuyển quanh trục (pivot) lại mắc lỗi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng đi sâu hơn vào các biện pháp khắc phục.
Người ta có thể giảm thiểu sai lệch góc bằng cách thêm một đoạn bẻ cong trên tay cơ, gọi là bù góc (offset). Bù góc có thể là một góc bẻ hướng đột ngột ở đoạn cuối của tay cơ, hoặc là một đoạn bẻ cong từ từ khiến ống tay cơ (armtube) có hình chữ J hay chứ S. Bù góc của tay cơ 22.86cm thường là từ 22 đến 25°, như vậy sai lệch góc sẽ ở mức nhỏ nhất. Việc thêm bù góc không triệt tiêu được sai lệch góc. Về bản chất, nó vẫn có sai lệch nhưng chỉ ở mức thấp nhất, với hai điểm trên đĩa than có sai lệch bằng 0.\
Nhiều cách chỉnh cartridge khác nhau cũng được phát triển để giảm thiểu sai lệch phi tuyến tính. Có hai yếu tố ảnh hưởng đến sai lệch góc là lượng bù góc và khoảng overhang (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). Cách căn chỉnh tối ưu đã từng được thực hiện từ khá lâu trước đó. Hai kỹ sư E. Lofgren và H.G. Baerwald đã từng phát một vài cách tính khác nhau cho việc cân chỉnh tối ưu tay cơ / cartridge lần lượt vào năm 1938 và 1941. Ngày nay, ta gọi đó là cách chỉnh Lofgren hoặc Baerwald.
Có một cách khác để giảm sai lệch phi tuyến tính, đó là dùng tay cơ 30.48cm. Về mặt lý thuyết, tay cơ có độ dài vô hạn sẽ không xuất hiện sai lệch phi tuyến tính. Tay cơ 30.48cm với độ dài lớn hơn tay cơ 22.86cm sẽ có sai lệch phi tuyến tính ít hơn vì độ cong của cung tròn nhỏ hơn. Tuy nhiên, tay cơ 30.48cm sẽ năng hơn, quán tính của tạ sau lớn hơn (khiến đĩa nhanh bị mòn hơn), đồng thời cân chỉnh cũng dễ bị lệch hơn. Những lỗi cân chỉnh nhỏ sẽ nghiêm trọng hơn ở tay cơ 30.48cm nếu so với tay cơ 22.86cm. Cuối cùng, tay cơ 30.48 dễ bị cộng hưởng tác động hơn trong trường hợp tất cả các thông số còn lại đều giống nhau.
Bù góc cần dùng để giảm sai lệch tuyến tính (linear tracking error) của tay cơ di chuyển quanh trục phát sinh ra vấn đề gọi là trượt (skating). Trượt là một lực kéo tay cơ về phía tâm đĩa. Điều này khiến đầu kim tì mạnh hơn vào vách trong của rãnh, do đó buộc phải bù lại bằng cách thêm một lực ngang bằng nhưng trái chiều lên cartridge. Việc bù lực này được gọi là chống trượt (anti-skating), sẽ phản lại lực trượt do bù góc của tay cơ gây ra. Phản lực trượt cho phép đầu kim duy trì lực tác động đồng đều ở hai bên rãnh đĩa, giúp cantilever (thanh giữ đầu mũi kim) không bị lệch khỏi vị trí trung tâm cartridge. Một phản lực trượt có thể tạo ra bằng lò xo, tạ với pulley hay liên kết. Lực trượt sẽ khiến đĩa bị mài mòn không đều, từ đó âm trường không có được sự tập trung cần thiết.
Thế nhưng, các vấn đề của tay cơ pivot – lực trượt và sai lệch phi tuyến tính sẽ không xuất hiện trên tay cơ tiếp tuyến (tangential-tracking). Lúc này, toàn bộ tay cơ sẽ phải di chuyển dọc bề mặt đĩa, quan hệ góc giữa kim chơi đĩa than và rãnh đĩa sẽ giống như quan hệ góc giữa kim cắt đĩa và đĩa than với đường kính bất kỳ nào. Và vì tay cơ tiếp tuyến không có bù góc cho nên lực trượt sẽ không xuất hiện. Tay cơ tiếp tuyến còn có một ưu điểm khác, đó là rất ngắn nên khối lượng chiều dọc se nhẹ hơn tay cơ di chuyển quanh trục. Tuy nhiên, khối lượng chiều ngang của tay cơ tiếp tuyến sẽ cao hơn. Vì không xoay quanh trục nên khối lượng chiều ngang hiệu dụng chính là khối lượng thực của tay cơ, cao hơn hẳn so với khối lượng chiều ngang hiệu dụng của tay cơ di chuyển quanh trục. Thiết kế tay cơ tiếp tuyến chính là sự kết hợp giữa hai yếu tố: khối lượng chiều dọc quá thấp và khối lượng chiều ngang quá cao.
Tay cơ tiếp tuyến có thiết kế phức tạp hơn, vì thế giá thành cũng sẽ cao hơn nhiều. Toàn bộ tay cơ phải di chuyển dọc theo một đường tiếp tuyến với đĩa than – đây là một thách thức về mặt kỹ thuật. Ở những mâm đĩa than tầm trung sử dụng tay cơ tiếp tuyến, tay được điều khiển bằng motor servo với chuyển động chưa chắc đã khớp với cao độ đĩa (khoảng cách giữa các rãnh đĩa), buộc đầu kim trước tiên phải tì hẳn vào một bên rãnh đĩa, sau đó chuyển sang bên kia. Mặc dù hệ thống servo cố gắng sửa lỗi này, về bản chất, chúng chỉ thực sự phát huy tác dụng sau khi lỗi đã xuất hiện.
Ở các tay cơ tiếp tuyến cao cấp, giải pháp đưa ra là sử dụng trục xoay khí. Như vậy, tay sẽ chạy trên một đệm khí bao quanh ống lắp. Lực duy nhất làm di chuyển tay cơ là lực rất nhẹ do đầu kim gây ra. Với trục xoay khí, ma sát giữa tay cơ và ống lắp gần như bằng 0. Tay cơ của mâm đĩa than Walker Audio ở hình trên cũng là loại sử dụng trục xoay khí. Việc lắp đặt tay cơ tiếp tuyến, để chuyển thì sẽ khó hơn, đòi hỏi phải điều chính định kỳ, với không khí bơm vào gần như cách li khỏi ngưỡng nghe. Không khi quanh trục xoay không khí cũng có khả năng phát thành tiếng được.
Những người ủng hộ tay cơ di chuyển quanh trục cho rằng lợi thế hình học vốn có của cánh tay tiếp tuyến chưa chắc đã bù đắp được các yếu tố quan trọng như độ cứng chắc, khả năng giảm cộng hưởng. Họ tin rằng méo tiếng do sai lệch phi tiếp tuyến chưa phải là một nguyên nhân quan trọng gây ra suy giảm âm thanh. Quả thật, khi nghe hết toàn bộ một bản thu âm, người nghe chưa chắc đã cảm thấy tốt hơn khi kim chạy đến hai điểm tiếp tuyến hoàn hảo, cũng như chẳng phát hiện ra được méo tiếng tăng dần khi đầu kim rời khỏi các điểm tiếp tuyến trên đĩa.
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 2)
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây
Những bộ cơ mâm đĩa than thường gặp hiện nay
Nguyễn Hào
