Uni-Q – chìa khóa làm nên những cặp loa KEF hiện đại (phần 2)

Trong phần này, chúng ta sẽ cùng nghiên cứu kỹ hơn về khái niệm nguồn điểm đơn (single point source), các đặc điểm của nó cũng như lý do vì sao cần phải có một công nghệ như Uni-Q.

Trước khi bắt đầu, ta sẽ cùng nghe thử Yo-Yo Ma và Bobby McFerrin (cùng khách mời Marc O’Connor – người chơi violin và Edgar Meyer – người biểu diễn đàn bass) cùng trình bày bản Hush Little Baby. Không chỉ là một bản nhạc quen thuộc, Hush Little Baby còn đem đến cho chúng ta cái nhìn rõ hơn về khái niệm nguồn điểm đơn.

Có nhiều cách để chúng ta xác định những nguồn điểm đơn này. Đứng từ góc độ của khán thính giả, sân khấu là một dãy các nguồn điểm đơn khác nhau (tiếng cello, tiếng của Mc Ferrin, tiếng đàn bass và tiếng violin). Tất cả cùng hòa trọn với nhau tạo thành một màn trình diễn đơn thể, nhất quán. Khi thêm độ vang trong phòng cùng hiệu ứng ambience từ khán giả, chúng ta đã có được một buổi biểu diễn trực tiếp hoàn chỉnh.

Trong quá trình mix, các bản thu sẽ được giả định đặt lên một âm trường ảo để tái hiện lại vị trí gốc của các nhạc cụ, như vậy khi phát lại người nghe có thể trải nghiệm được gần giống như khi nghe trực tiếp ở ngoài đời. Cần lưu ý rằng các tần số trầm không mang hướng tính, do đó chúng không bị cố định trên âm trường và cũng không bị ảnh hưởng bởi các vấn đề liên quan đến vị trí của driver trên thùng loa. Bản Hush Little Baby mà chúng ta xem ở clip trên sử dụng ba micro đặt trên chân đế boom stand, một micro cầm tay và một loạt micro khác đặt ở những vị trí quan trọng trên sân khấu cũng như xung quanh nhà hát để thu hiệu ứng ambience trong không gian. Các âm thanh này sau đó được mix với nhau và đặt trên âm trường ảo, tạo thành những âm thanh mà chúng ta vừa nghe được.

Giờ hãy cùng xét đến những yếu tố riêng lẻ để xem hệ thống loa gặp những khó khăn nào khi tái hiện lại màn biểu diễn:

·         Đàn double bass tạo ra tần số trong phạm vi 60Hz – 130Hz. Cũng cùng lúc đó, tiếng huýt sáo của McFerrin xuất hiện, nằm trong khoảng 2kHz.

·         Các đoạn vamp của McFerrin thường có tần số khoảng 600Hz. Khi hát, giọng của ông giao động từ 300 đến 500Hz.

·         Tiếng cello nằm trong phạm vi 500Hz và violin đôi khi lên tới 2kHz.

·         Để một màn trình diễn sống động và chân thực, ta cần thêm hài âm và hiệu ứng ambience. Như vậy hài âm của giọng hát là 3.8kHz, của violin là 5kHz, các đoạn huýt gió có hài âm từ 7kHz đến 9kHz.

·         Quan trọng hơn, hãy chú ý đến đoạn McFerrin hát từ 2:02 đến 2:27. Đây không chỉ là ví dụ cho khả năng kiểm soát giọng và hơi thở mà còn cho thấy khó khăn khi tái hiện lại âm nhạc một cách tự nhiên, với độ tỏa âm tốt. Giọng của McFerrin chuyển đổi qua các điểm phân tần của một cặp loa 3 đường tiếng hai lần chỉ ở riêng đoạn này. Liệu nghe giọng của ông từ một điểm có tốt hơn nhiều, hay chí ít khác biệt hơn hẳn khi nghe từ ba điểm khác nhau không?

Ngay cả trong một bản nhạc đơn giản, một cặp loa cũng đã có rất nhiều thứ cần xử lý chứ chưa cần tính đến những bản thu tinh tế hơn. Tất cả những thứ đó thậm chí còn chẳng là gì khi so với độ phức tạp, chi tiết của soundtrack phim hay một tác phẩm giao hưởng.

Chúng ta đều biết rằng để tạo được một nguồn điểm đơn, trọng tâm âm học của driver midrange và tweeter nên ở cùng một vị trí. Thế nhưng từ mẫu loa năm 1955 được giới thiệu ở kỳ trước, có thể thấy kích thước vật lý là một vấn đề, và để phát triển công nghệ tạo ra được nguồn điểm đơn là điều không hề đơn giản.

driver loa

Để xử lý vấn đề này, các loa thường đặt driver tweeter ngay phía trên midrange, hoặc cả hai đều đặt sát ngay cạnh nhau (paraxial). Vấn đề ở đây là âm thanh phát ra từ hai vị trí khác nhau. Ngay cả những tiếng huýt gió, tiếng hát đệm vamp và hát thường, vốn dĩ ở ngoài đời đều đến từ một điểm, khi chơi trên loa sẽ do những driver khác nhau xử lý. Với những driver ở vị trí khác nhau trên một loa xử lý cùng một màn trình diễn, âm thanh sẽ không thể đến tai người nghe cùng một lúc được.

Với một driver được đặt ở phía trước driver khác, giống như trong trường hợp của loa đồng trục thông thường, âm thanh gần như đến từ cùng một vị trí trên cùng một trục. Thế nhưng, do hai driver này vẫn ở hai vị trí khác nhau, từ đó dẫn đến không đồng nhất về thời gian, pha sẽ không được nhất quán và não bộ sẽ xử lý âm thanh một cách thiếu tự nhiên. Sự không nhất quán này có thể tạo ra một điểm ngọt rất hẹp (hệ số Q cao), hay một khu vực có chất lượng âm thanh tốt cực kỳ hạn chế.

mat nghieng driver

Để xử lý vấn đề này, các kỹ sư ở KEF đã sử dụng nam châm làm từ vật liệu hỗn hợp giữa Neodymium, sắt và boron, có từ lực mạnh gấp 10 lần nam châm ferrite thông thường. Sức mạnh của nam châm mới cho phép họ tạo ra một tweeter đủ nhỏ để trở thành một phần của chính driver midrange có kích thước cơ bản. Điều này cho phép các dải cao và dải trung của một màn trình diễn phát ra chính xác từ cùng một vị trí trong không gian.

Hiểu một cách đơn giản, cả driver midrange và tweeter sẽ đồng pha thời gian, đến từ cùng một vị trí, cùng hướng trong một môi trường đa chiều chứ không đơn giản chỉ là các driver được xếp cùng một trục giống như loa đồng trục thông thường.

Bên cạnh đó, ở thiết kế loa thông thường, bên cạnh hiện tượng méo tiếng còn có đáy năng lượng xuất hiện ở điểm phân tần giữa hai driver tweeter / midrange, từ đó khiến cho hiện tượng méo tiếng càng trở nên nghiêm trọng hơn. Công nghệ Uni-Q có thể giải quyết triệt để những vấn đề trên bằng cách đảm bảo đồng pha cho các driver cả về thời gian cũng như phương hướng. Vì driver tweeter nằm ngay trên chính giữa driver midrange, hướng tính của tweeter cũng do gốc của màng nón tác động, khiến cho tweeter có hướng tính giống như midrange. Nghĩa là dù người nghe có ngồi lệch khỏi trục chính của loa, sự thay đổi âm thanh giữa hai driver vẫn tương đồng như nhau, từ đó đảm bảo cân bằng chất âm cũng như cảm nhận âm hình của phòng nghe.

Theo như các kỹ sư, đứng từ quan điểm của người nghe, sự kết hợp giữa hướng tính trùng khớp và chính xác về mặt thời gian ở mọi vị trí sẽ cải thiện rõ rệt âm hình ở một phạm vi rất rộng, thậm chí còn được tăng cường nhờ sự cân bằng âm vang trong phòng nghe. Đó chính là thế mạnh của Uni-Q và cũng là lý do vì sao đây không đơn thuần chỉ là một thiết kế đồng trục đơn giản.

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Uni-Q – chìa khóa làm nên những cặp loa KEF hiện đại (phần 1)Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Lịch sử Munich High End Show

Nguyễn Hào