CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LOA TRONG HỆ THỐNG ÂM THANH – Sóng Âm Thanh

Trong một hệ thống âm thanh hoàn chỉnh cần rất nhiều thiết bị hợp thành, trong đó Loa là một trong những thiết bị không thể nào thiếu trong hệ thống âm thanh, vậy bạn đã biết gì về Loa và cấu tạo của nó như thế nào, có đơn giản như những gì chúng ta nhìn thấy về nó? Để có thể hiểu thêm về loa thì hãy tham khảo bài chia sẻ này của chúng tôi.

✅Loa Là Gì?

Loa là một thiết bị trong hệ thống âm thanh, có nhiệm vụ là phát ra âm thanh bằng cách chuyển hóa tín hiệu điện (Sóng điện) thành tín hiệu âm thanh (Sóng âm) và tái tạo âm thanh truyền đến tai người nghe.

• Sóng điện là sự dao động và thay đổi của nguồn điện trong quá trình chuyền tải, là sự thay đổi liên tục theo chu kỳ hoặc không theo chu kỳ của điện áp và dòng điện.
• Sóng âm là sự dao động của âm thanh thông qua các hạt vật chất và truyền đến tai người nghe (Sóng âm không lan truyền trong môi trường chân không).

Hỉnh ảnh các bộ loa trong một hệ thống âm thanh (Nguồn: Internet)

Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Bộ Loa

Cấu tạo của một chiếc loa khá đơn giản bao gồm ba bộ phận chính là: Củ Loa, Thùng Loa, Mạch lọc. Mỗi bộ phận sẽ đảm nhận một nhiệm vụ quan trọng nhất định. Xin mời các bạn cùng tìm hiểu kĩ hơn từng thành phần cấu tạo của loa ở nội dung dưới đây:

✔ Củ loa

Củ loa là gì? (Tên tiếng anh: Driver) là một bộ phận quan trọng trong loa và là linh hồn của mọi chiếc loa. Nó có chức năng phát ra âm thanh bằng cách chuyển tín hiệu sóng điện sang tín hiệu sóng âm nhờ chuyển động của màng loa.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của củ loa:

Trong một Củ Loa hoàn chỉnh sẽ có 6 bộ phận nhỏ cấu thành là: Khung sườn, viền nhún, mạng nhện, nam châm, cuộn âm và màng loa.

• Khung sườn (Frame): Có nhiệm vụ gắn kết các thành phần của loa lại với nhau, có rất nhiều chất liệu để sản xuất ra khung sườn như nhôm đúc, sắt dập đôi hoặc là bằng nhựa để giảm chi phí giá thành khi bán ra. Tùy vào từng loại chất liệu sản xuất mà phần phía sau có thể bịt kín hoặc để hở. Chất liệu sản xuất khung sườn là yếu tố để các nhà sản xuất loa khẳng định đẳng cấp, giá trị sản phẩm của họ.
• Viền nhún (Surround hoặc edge): Chức năng của viền nhún là giữ kín hơi và tạo độ mềm dẻo, linh hoạt cho loa. Viền nhún không thể phát ra được âm thanh nhưng chúng lại có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng của âm thanh khi phát ra. Và lý do vì sao lại có chuyện này, đó là dựa vào chất liệu sản xuất ra chúng, viền nhún thường được sản xuất từ các chất liệu như giấy, vải xếp gấp lại với nhau để tạo thành một lớp dày, cứng và điều này ảnh hưởng đến thông số kỹ thuật của loa khá nhiều, nếu viền nhún bị ướt thì sẽ rất dễ bị rách và bắt buộc chúng ta phải thay thế một loại viền nhún khác và điều này dẫn đến việc âm thanh khi phát ra sẽ rất khác so với ban đầu.
• Mạng nhện (Spider): Trong củ loa mạng nhện giữ vai trò vô cùng quan trọng, và là bộ phận phải hoạt động nhiều nhất. Khi tín hiệu điện được đưa vào, mạng nhện sẽ hoạt động như một cái lò xo di chuyển nhanh để truyền tín hiệu rồi quay về vị trí cân bằng để nhận tín hiệu tiếp theo và tiếp tục truyền tín hiệu đi. Độ dao động của củ loa phụ thuộc rất lớn vào việc nhận tín hiệu nhanh hay chậm của mạng nhện. Ngoài ra, mạng nhện còn là nhân tố quan trọng quyết định chất lượng củ loa và độ bền âm thanh của một chiếc loa theo thời gian.
• Nam Châm: có cấu tạo hình tròn được đặt cố định ở đầu nhọn phía sau cùng của loa, tâm của nam châm nằm thẳng hàng với tâm của cuộn dây đồng và tâm của màng loa. Tác dụng chính của nam châm là tạo ra lực từ tương tác với cuộn dây đồng để tạo ra những xung động âm thanh và những xung động này sẽ dao động liên tục và tác động đến màng loa để phát ra âm thanh. Khối lượng nam châm càng lớn thì loa vận hành với cường độ và năng lượng âm thanh càng cao. Đặc biệt là giúp cho sự giải nhiệt của loa hoàn hảo hơn khi vận hành ở cường độ âm thanh lớn. Đồng nghĩa với việc khối nam châm lớn thì giá tiền những chiếc loa này cũng sẽ đắt tiền hơn. Trên thị trường hiện nay có ba loại nam châm chính là: Alnocol, Ferrite và Neodymium.
• Côn loa (Voice coil): Côn loa có cấu tạo gồm lõi kim loại là ống hình trụ (thường được làm bằng nhựa chịu nhiệt) kết hợp với các dây đồng quấn xung quanh nó. Côn loa này được đặt trong khe hở từ. Khe từ này càng nhỏ mật độ từ càng cao, chất lượng âm thanh càng đặc biệt. Côn loa là bộ phận chịu nhiệt cao khi có dòng điện đi qua nên nó được phủ keo cố định với lõi kim loại để tạo độ chắc chắn.
• Màng loa: Màng loa là một trong những bộ phận quan trọng quyết định một chiếc loa có tốt hay không. Màng loa quyết định đến sắc thái cũng như chất lượng âm thanh phát ra của một chiếc loa. Màng loa trên thị trường hiện nay phần lớn được làm bằng giấy, nhựa, kim loại, gỗ… Trong đó, tùy theo từng đơn vị sản xuất và nhu cầu hướng đến các đối tượng người dùng khác nhau mà chất liệu làm màng loa sẽ có sự thay đổi sao cho phù hợp.

Nguyên Lý Hoạt Động Của Củ Loa:

Khi có dòng điện đi vào, nam châm hút sẽ tạo ra những từ trường, những lực từ trường này sẽ tác động ảnh hưởng làm cho cuộn âm hoạt động vào ra liên tục theo dao động cơ. Cuộn âm khi hoạt động sẽ kéo theo màng loa hoạt động theo, do 2 bộ phận này được gắn vào nhau, phần mạng nhện rác rưởi cũng được gắn với cuộn âm, vậy nên mạng nhện rác rưởi sẽ có tần số cùng với tần số giao động của màng loa và giúp sự hoạt động của màng loa trở nên uyển chuyển hơn. Cả 2 bộ phận ( Màng loa, mạng nhện rác rưởi ) được gắn chung vào phần khung viền, khung viền sẽ giúp giữ cố định và thắt chặt cho màng loa. Khi màng loa hoạt động ảnh hưởng tác động vào không khí phía trước loa bị rung động, từ đó tín hiệu âm thanh ( Sóng âm ) được tạo ra. Dòng điện sẽ đổi chiều liên tục với tần số đổi khác sẽ tạo ra âm trầm, âm bổng khác nhau. Chính vì nguyên lí đó mà bạn hoàn toàn có thể lựa chọn cách sắp xếp loa trong dàn âm thanh một cách thích hợp nhất .

Phân loại củ loa:

Củ loa được chia thành ba loại chính là : Củ Bass, Củ Mid, Củ Treble

• Củ loa Bass: có chức năng chuyên phát ra âm thanh có dải tần số thấp hoặc rất thấp, khoảng từ 500 Hz trở xuống thậm chí có thể dưới 20Hz. Tiếng trống hay tiếng bom rơi trong các bộ phim là các đối tượng được nhắc nhiều nhất khi nói tới củ loa siêu trầm hay còn gọi là Subwoofer.
• Củ Mid: hay còn có một số cái tên khác như: Loa Mid hoặc Squawker có chức năng chuyên phát ra âm thanh có dải tần số trung bình và vừa, là dải âm mà tai người dễ nghe thấy nhất trong khoảng dải tần số 250-2.000Hz.
• Củ Treble: Chức năng của dạng củ loa này là phát ra âm thanh có dải tần số cao như: m sắc của nhạc cụ, hiệu ứng kính vỡ,… trong dải tần số khoảng 2.000Hz-20.000Hz. Đặc biệt với dòng loa Super tweeter – Loa siêu cao tần có dải tần số rất cao, có thể lên tới 100.000Hz

✔ Thùng Loa

Thùng loa là bộ phận không thể thiếu trong tất cả các chiếc loa, thùng loa chính là một cái hộp (Thùng, cabinet) để đặt các củ loa và mạch lọc vào bên trong, các thùng loa phải được thiết kế phù hợp để giúp sóng âm cộng hưởng tốt nhất và định hướng được sóng âm theo yêu cầu của người thiết kế.

Có rất nhiều yếu tố tác động đến việc tạo thành một thùng loa là: Kích thước, vật liệu chế tạo, độ dày và các loại sơn phủ lên bề mặt thùng loa… Những điều này tác động khá lớn đến chất lượng âm thanh mà loa phát ra. Ngoài ra, khoảng không bên trong thùng loa cũng có ảnh hưởng quan trọng nhất định tới hoạt động của loa.
Thùng Loa không đơn giản chỉ là bộ phận để đặt và cố định hệ thống linh kiện vào bên trong mà còn được xem là một vật trang trí với sự đa dạng và độc đáo trong ý tưởng thiết kế.

Các dạng thùng loa:

Câu nói : “ Thùng có tốt, loa mới hay ” đã biểu lộ được rằng thùng loa có mức độ quan trọng như thế nào. Thông thường thùng loa có 2 dạng chính : Thùng loa dạng kín và thùng loa dạng hở .

Thùng loa dạng kín

Đúng với tên gọi của nó, Thùng Loa Dạng Kín được thiết kế kín hoàn toàn sao cho không khí không thể lọt từ bên ngoài vào và ngược lại dù nó ở bất kỳ hình dạng nào. Thường thì thùng loa dạng kín sẽ có hiệu suất hoạt động không được cao nhưng bù lại chất lượng âm thanh ở các dải tần số đạt được độ cân bằng.

Thùng loa dạng kín (Nguồn: Internet)

Thùng loa dạng hở

Thùng Loa Dạng Hở hay còn được gọi là bass reflex là dạng loa đang khá được ưa chuộng trên thị trường hiện nay. Nó được thiết kế thêm 1 cổng thông hơi ở mặt trước hoặc sau của thùng loa. Cổng này có tác dụng lưu thông luồng không khí từ ngoài vào giúp nâng cao hiệu suất làm việc của loa. Điểm nổi bật của thùng loa dạng hở là khả năng lan tỏa âm thanh mạnh mẽ.

Nhưng điều cần chú ý quan tâm khi sử dụng với dạng thùng loa có cổng hở phía sau khi đặt ở vị trí gần tường thì nên cách mặt tưởng tối thiểu 20 cm để bảo vệ hơi được thoát ra để đạt hiệu suất cao tối ưu. Còn cổng hở phía trước thì tự do hơn trong yếu tố tìm vị trí lắp ráp .
Thùng loa dạng hở (Nguồn: Internet)

✔ Mạch Lọc Loa

Mạch lọc (Bộ phân tần hay Crossover) là một bộ phận bên trong loa, làm nhiệm vụ tách, chia và phân loại các dải tần số phù hợp để đưa đến các củ loa: Bass, Treble, Mid, để tái tạo âm thanh tốt nhất mà một chiếc loa có thể phát ra (Âm thanh rõ ràng, không bị biến dạng và độ lớn của cường độ âm thanh cũng vừa đủ nghe). Mạch Lọc giúp bảo vệ loa hạn chế cháy củ loa.

Mạch lọc của loa (Nguồn: Internet)

Source: https://dvn.com.vn
Category: Điện Tử