Vật liệu thùng loa (kỳ 3)

Ngoài gỗ ra, có khá nhiều vật liệu khác đã được sử dụng thay thế cho công việc chế tạo thùng loa. Một số tương đối thành công trong khi số khác vẫn còn là câu hỏi để ngỏ.

Trong suốt nhiều năm liền, các nhà sản xuất đã liên tục tìm kiếm những vật liệu mới để thay thế cho thùng gỗ. Một vật liệu lý tưởng cần phải nhẹ nhưng vẫn bền, chắc và mỏng như gỗ ván ép, đồng thời dễ xử lý, chế tác như gỗ ván dăm. Cấu trúc đơn giản cũng là một yếu tố được cân nhắc (các vật liệu có thể đúc bằng khuôn sẽ giúp bớt được bước ghép lại với nhau, đồng thời dễ dàng tạo thành các cạnh bo tròn, mặt trước cũng có thể định hình lại để đảm bảo đồng nhất về mặt thời gian, tạo thành ống dẫn sóng cũng như giữ được yếu tố thẩm mỹ).

loa bose 901

Những thùng loa phi truyền thống, kết hợp giữa việc dùng vật liệu lạ và hình dáng độc đáo thường đòi hỏi kỹ thuật gia công tốt và rất nhiều công sức marketing. Đổi lại kết quả thu về có thể rất khả quan. Những thiết kế lạ thường như mẫu loa Bose 901 năm mặt được giới thiệu năm 1968, hay như dòng loa Bowers & Wilkins Nautilus 800 cực kỳ độc đáo của thập niên 90 đều là những thiết kế mang tính đột phá.

Các mẫu loa như Bang & Olufsen Beolab 5 và B&W Zeppelin Air với ngoại hình khác biệt càng khiến cho thương hiệu sản xuất chúng trở nên nổi bật và dễ nhận biết hơn. Cấu trúc thùng vách mỏng, sử dụng nhựa đúc bằng phương pháp ép phun thường thấy ở các mẫu loa âm tường hay loa cho hệ thống xem phim giá rẻ vẫn được xem là hợp lý đối với các loa dân dụng thông thường. Thế nhưng, các kỹ sư lại không hài lòng với chất âm thiếu sức sống đến từ các thùng loa nhựa. Vậy, vì sao nhựa ép phun vẫn được dùng để làm thùng loa ngày nay?

loa Bang Olufsen Beolab 5

Liệu có phải ngoại hình rất phong cách và sự nhất quát lúc nào cũng đi cùng với chuỗi cung ứng có sẵn và các yêu cầu về thiết kế được biết đến từ lâu? Ở những kỳ trước, chúng ta đã biết rằng các cạnh thùng vuông, sắc thường gây ra hiện tượng nhiễu xạ, cụ thể hơn, cạnh thùng loa thường hoạt động giống như một nguồn âm thanh thứ hai, từ đó can thiệp vào âm thanh gốc. Để có được thiết kế tối ưu, từ đó tạo ra được âm trường chính xác, tập trung hơn, trong tâm âm học của các driver phải được cân chỉnh, và điều này cũng rất có lợi cho các vùng kế cận với tần số cắt. Họng kèn/ống dẫn sóng của tweeter chính là một công cụ tốt để kiểm soát hướng tính, tăng độ nhạy và đem đến sự đồng nhất thời gian giữa các trọng tâm âm học của tweeter và woofer khi chuyển đổi giữa tần số cắt.

Headphone và earphone sở dĩ có thể đeo được là vì trong cấu trúc của chúng có những bộ phận được làm bằng nhựa ép phun. Thế nhưng cho đến giờ, các sản phẩm nhựa ép phun vẫn bị coi là rẻ tiền và có chất âm khá nhàm chán. Những mẫu loa Bluetooth phổ thông có vách thùng loa dễ bị cộng hưởng, trong khi âm bass dễ bị mất một phần vì driver quá nhỏ, phần khác là do vách thùng dao động làm mất đi năng lượng. Đối với loa Bluetooth, nếu như có một ampli đủ mạnh, bass EQ và driver loa chất lượng tốt, ngay cả vỏ nhựa cũng có thể phát ra tiếng to hơn hẳn.

Từ những loại nhựa styrene rẻ tiền nhất cho đến nhựa ABS tầm trung, thùng loa nhựa trong lịch sử đã chứng kiến khá nhiều thay đổi đột phá bất ngờ. Khi cân nhắc thùng loa nhựa, chúng ta cần tính đến năng lượng sóng âm sau đi xuyên qua vỏ thùng và có thể đo được, ta gọi đây là thất thoát khi truyền âm (sound transmission loss). Thất thoát truyền âm chính là thước đo cho thấy khả năng ngăn chăn năng lượng âm thanh lọt ra ngoài của thùng loa. Khi phải đánh với công suất lớn, các thùng loa nhựa rẻ tiền gây ra quá nhiều rung chấn, cộng hưởng và nhiễu ồn, từ đó giảm hẳn chất lượng âm thanh. Điều này không có gì lạ đối với các kỹ sư thiết kế loa. Tuy nhiên, vẫn có những loại nhựa có các đặc tính tốt hơn nhiều.

Thế nhưng, ngoài chất âm ra, khả năng tương thích của thiết bị với micro và loa cũng khiến người ta phải cân nhắc. Hãy cùng xem cộng hưởng thùng loa làm suy giảm chất lượng của khả năng triệt vang âm (acoustic echo cancelation – AEC) như thế nào khi micro và loa ở cùng trong hộp. Hệ số Q cao trong thùng xuất hiện bởi loa, tại các mức đỉnh, chúng gây ra cộng hưởng vách, khiến AEC vượt ngoài ngưỡng. Một vấn đề khác cũng có ảnh hưởng tương đương là hồi tiếp âm học khi thùng loa cũng góp một phần vào đáp tuyến của loa. Các đỉnh đáp tuyến sẽ gây ra hồi tiếp âm học. Khi hạ hệ số Q của đỉnh bằng các vật liệu chống rung chấn tốt hơn hay gia cố bằng các thanh dầm ở đúng vị trí, độ lợi sẽ được tăng lên trước khi hồi tiếp xuất hiện. Đối với các thiết bị vỏ nhựa ép phun, cách xử lý tốt nhất là sử dụng vật liệu giảm rung chấn phù hợp.

(Hết kỳ 3)

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Vật liệu thùng loa (kỳ 1)

Vật liệu thùng loa (kỳ 2)
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Những loại rung chấn cần xử lý trong hệ thống âm thanh

Nguyễn Hào