Tìm hiểu về lọc nguồn cho hệ thống âm thanh (phần 1)

Lọc nguồn là một trong những thiết bị quan trọng để có thể đem đến nguồn điện sạch cho hệ thống âm thanh. Vậy từ khi nào người dùng đã bắt đầu chú ý đến lọc nguồn, hay chính xác hơn, là các vấn đề liên quan đến nguồn điện?

Trong vòng 15 năm trở lại đây, thế giới audio đã có hiểu biết tốt hơn về vai trò của dòng điện xoay chiều đối với hệ thống âm thanh. Trước đó, lọc điện cũng đã từng xuất hiện, thế nhưng phần lớn các thiết bị lọc điện thế hệ trước, thậm chí không ít các mẫu lọc điện ngày nay, đều có hiệu quả không cao. Kỹ sư thiết kế chúng cố gắng chỉ ra vấn đề của dòng điện xoay chiều nhưng không thực sự hiểu về các hiện tượng có liên quan, hậu quả là có những lọc điện chất lượng tốt thì cũng sẽ có những lọc điện có thể gây hại cho thiết bị (một số thậm chí có thể nén độ động của tín hiệu). Tuy nhiên, lọc điện và dây dẫn ngày nay đã hiệu quả hơn cách đây khoảng chừng một thập kỷ, bởi chúng được thiết kế với hiểu biết vững chắc hơn về cách dòng điện tương tác với tín hiệu audio, từ đó tác động ra sao tới hệ thống. Một số thiết kế lọc điện là kết quả từ quá trình nghiên cứu rất nghiêm túc, do đó những lọc điện dựa theo các thiết kế này thường rất tốt, có hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện chất lượng âm thanh.

loc nguon audioquest niagara 1200

Lọc nguồn được cắm vào ổ điện và trực tiếp nhận năng lượng. Về bản chất, lọc nguồn cũng giống như một bộ ổ cắm, cung cấp các ổ điện cho thiết bị âm thanh. Tuy nhiên, trước khi nói về lọc nguồn, chúng ta cần điểm qua vài vấn đề về dòng điện và mối quan hệ của nó với hệ thống âm thanh. Ở châu Âu, phần lớn châu Á (trừ Nhật Bản), châu Đại Dương và phần lớn châu Phi, mạng điện lưới được sử dụng là loại 50Hz, 220 – 240V. Trong khi đó, toàn bộ Bắc Mỹ, một nửa Nam Mỹ, và Ả Rập Saudi sử dụng điện lưới 60Hz, 100 – 127V. Nhìn chung, tất cả các thiết bị âm thanh đều kết nối với nhau thông qua dòng điện. Và vì cùng sử dụng chung điện lưới nên chúng cũng kết nới với tất cả các thiết bị điện trong nhà, tới các hộ dân cũng như các nhà máy cùng chung điện lưới đó.

Tất cả các thiết bị cắm vào ổ cắm trên tường đều sinh ra nhiễu và nhiễu này sẽ xuất hiện trên dòng điện xoay chiều. Từ dòng điện xoay chiều, chúng sẽ lan sang các thiết bị khác được cắm vào ổ điện. Nhiễu này được gọi là can nhiễu điện từ (electromagnetic interference – EMI), với số lượng khác nhau đối với từng thiết bị. Từ đèn ngủ, tủ lạnh, máy hút bụi cho đến các thiết bị điện khác đều sản sinh ra nhiễu, là nguồn gây nhiễu chủ yếu cho dòng điện vì các sợi của chổi than trong motor liên tiếp tạo ra các kết nối cũng như phá vỡ kết nối (cần hiểu rằng chổi than carbon có tác dụng là tiếp điện, duy trì kết nối điện giữa bộ phận tĩnh và các phần chuyển động như cổ góp hay vành trượt tiếp của động cơ điện), từ đó truyền thẳng vào dòng điện những xung tức thời rất nhỏ. Ngoài ra, sóng radio tần số thấp cũng dễ bị dòng điện (có khả năng hoạt động giống như ăng-ten) bắt được, từ đó lại làm cho dòng điện bị biến dạng thêm một chút nữa). Các nhiễu ồn từ dòng điện sau khi vào hệ thống âm thanh sẽ khiến cho chất âm của nhạc cụ bị mờ nhạt đi, khiến các dải cao trở nên thô cứng, giảm độ chi tiết của dải trầm, đồng thời còn hạn chế các dấu hiệu làm nên các giác về không gian, khiến kích thước âm trường bị thu nhỏ trong khi vị trí của các nhạc cụ trên âm trường không còn rõ nữa.

loc nguon audioquest niagara 1200 hay

Trước đây, các kỹ sư thiết kế cho lọc nguồn của những thế hệ đầu cho rằng nhiễu ồn trên dòng điện chính là vấn đề lớn nhất đối với các thiết bị âm thanh. Lọc nguồn của họ loại bỏ các nhiễu ồn đến từ dòng điện. Hầu hết đều giúp cải thiện chất lượng âm thanh về mặt nào đó, nhưng kỹ sư thiết kế đã bỏ qua một nguồn gây nhiễu khác cũng quan trọng không kém: các nhiễu ồn sinh ra từ chính hệ thống âm thanh. Lọc nguồn thế hệ cũ cách ly thiết bị khỏi nhiễu từ bên ngoài nhưng lại không thể loại bỏ nhiễu ồn từ chính thiết bị.

Vậy, thiết bị âm thanh gây nhiễu cho dòng điện như thế nào? Khi thiết bị hoạt động, dòng điện sẽ được truyền từ ổ cắm sang. Bản thân dòng xoay chiều mang tần số thấp (50 hoặc 60Hz). Tuy nhiên, một thiết bị âm thanh sẽ có nhu cầu rất khác đối với hệ thống điện, do đó phản ứng của dòng điện cũng khác hẳn. Tụ điện ở mạch nguồn thiết bị sẽ sạc – hay đúng hơn là lấy điện từ ổ cắm – chỉ trong những khoảng thời gian rất ngắn, ở đỉnh và đáy của sóng sine dòng điện, khiến tần số tăng lên gấp đôi. Điều đó đồng nghĩa với việc dòng điện lặp lại trạng thái 100 – 120 lần mỗi giây, như vậy hệ thống điện phải truyền tải những lượt dòng dù ngắn nhưng rất mạnh để cấp cho tụ của thiết bị. Những lượt dòng điện như thế sẽ đưa nhiễu ồn trở về lưới điện. Cụ thể, ở mỗi lượt dòng như vậy, diode ở chỉnh lưu sẽ liên tiếp ngắt và mở, tạo ra nhiễu ồn. Hiện tượng này sẽ rất mạnh ở power-amp vì power-amp đòi hỏi công suất lớn hơn nhiều so với các thiết bị khác. Một nguồn gây nhiễu ồn nữa là các linh kiện trong mạch digital, không chỉ là DAC hay đầu CD mà còn là những preamp được kiểm soát bằng phần mềm. Vấn đề này ngày càng nghiêm trọng hơn khi xu hướng tích hợp hệ thống âm thanh với hệ thống music server điều khiển bằng máy tính. Kết nối máy tính vào DAC sẽ khiến nhiễu ồn từ máy chuyển sang DAC, rồi từ đó xâm nhập vào các thiết bị khác.

loc nguon audioquest niagara 1200 mat truoc

(Hết kỳ 1)

Tìm hiểu về lọc nguồn cho hệ thống âm thanh (phần 2)
Bạn có thể tham khảo sản phẩm khác tại đây

Giới thiệu dòng loa Pylon Audio Sapphire

Nguyễn Hào