Loa là dụng cụ điện thanh có tác dụng biến đổi năng lượng điện âm tần thành năng lượng âm thanh. Nó đóng một vai trò đặc biệt quan trọng đối với ngành điện thanh.
Loa được dùng trong các máy tăng âm, máy thu thanh, máy ghi âm, máy thu hình, trong mạng lưới truyền thanh có dây và để trang âm trong nhà, ngoài trời.
I – ĐẶC TÍNH CHÍNH CỦA LOA:
1 – Công suất danh định của loa:
Công suất danh định của loa là công suất lớn nhất có thể cung cấp cho loa mà loa có thể chịu được, để các bộ phận của loa không bị biến dạng (như cuộn dây bị nóng, màng loa bị méo) và đảm bảo hệ số méo không đường thẳng không vợt quá mức quy định. Đơn vị tính công suất loa là vôn – am – pe (VA).
2 – Điện áp danh định của loa:
Điện áp danh định của loa là điện áp âm tần đưa vào hai đầu loa để có công suất danh định, đơn vị tính điện áp là vôn.
3 – Trở kháng danh định của loa:
Trở kháng danh định của loa là trở kháng đo được khi đưa vào loa một dòng điện âm tần hình sin có tần số quy định (thường là 1000Hz hay 400Hz). Mức điện áp đưa vào loa là 30% điện áp danh định. Trở kháng của loa thay đổi theo tần số.
4 – Thanh áp của loa:
Thanh áp của loa biểu thị độ nhậy của loa. Với cùng một công suất âm tần cung cấp cho loa, loa nào có thanh áp lớn hơn thì độ nhậy cao hơn. Độ nhậy của loa được đánh giá bằng thanh áp chuẩn của loa. Thanh áp chuẩn của loa đo ở điểm trên trục loa cách miệng loa 1m, khi đưa vào loa công suất 0,1VA. Thanh áp tính theo đơn vị m bar.
Thanh áp chuẩn trung bình của loa là trung bình cộng của các thanh áp chuẩn riêng, đo ở các tần số 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4500, 5500, 6500, 8000, 10.000, 12.000, 15.000Hz.
5 – Đáp tuyến tần số của loa: Đáp tuyến tần số của loa biểu thị sự biến đổi của thanh áp chuẩn của loa khi tần số thay đổi
Đáp tuyến tần số biểu thị tính trung thực của loa. Loa có chất lượng cao thì dải tần số công tác rộng và độ không đồng đều của đáp tuyến tần số càng ít. Màng loa càng to thì tiếng trầm càng rõ.
Loa điện từ có đáp tuyến tần số từ 200 đến 2000Hz chênh lêchh 18dB; loa điện động cỡ nhỡ: từ 150 – 6000Hz, chênh lệch 18 dB; loa điện động cỡ lớn từ 100 – 8000Hz, chênh lệch 15dB; loa điện động chất lợng cao: từ 70 – 10:000Hz, chênh lệch 15dB; loa nén 25W: từ 200 – 4000Hz, chênh lệch 15dB.
6 – Độ méo không đường thẳng:
Nếu đưa vào loa một dòng điện hình sin thì tiếng loa phải là một đơn âm. Nhưng do kết cấu của loa kém, nên tiếng phát ra bị méo, vì tiếng phát là một âm phức tạp gồm âm đơn và một số âm hài. Tỷ số giữa biên độ những âm hài và biên độ âm cơ bản là độ méo không đường thẳng. Độ méo này càng lớn thì tiếng loa càng méo, nghẹt, rè …
7 –Búp hướng của loa:
Các điểm chung quanh loa có cùng mức thanh áp, tạo thành đường đặc tính phương hướng của loa. Loa đơn treo lơ lửng có búp hướng hình cầu, âm thanh toả đều ra mọi phía. Loa cột và loa nén có búp hướng nhọn. Đối với loa đơn thì tiếng trầm có búp hướng giống hình cầu, tiếng thanh có búp hướng nhọn.
8 – Hiệu suất của loa:
Hiệu suất của loa là tỷ số giữa công suất âm thanh phát ra với công suất điện âm tần vào loa. Hiệu suất của loa phụ thuộc vào kết cấu và chất lượng các chi tiết của 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.
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 thể hiện 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.
.jpg "Thùng loa dạng kín")
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 lưu ý khi sử dụng với dạng thùng loa có cổng hở phía sau khi đặt ở vị trí gần tường thì nên cách mặt tưởng ít nhất 20cm để đảm bảo hơi được thoát ra để đạt hiệu quả tối ưu. Còn cổng hở phía trước thì thoải mái hơn trong vấn đề tìm vị trí lắp đặt.
Mạch phân tần
Mạch phân tần hay còn gọi là Crossover, là một bộ phận tách các kênh thành các dải âm thanh khác nhau cho từng loại loa khác nhau. Bạn có thể hiểu cụ thể đó là tần số thấp cho loa Bass và tần số cao cho Tweeter.
Các tín hiệu âm thanh phải được thiết kế sao cho những dải âm thanh không bị chồng lên nhau. Tuy nhiên, trên thực tế điều này khó mà xảy ra nhiều âm Bass hoặc có hỏng một dải âm nào đó.
Mạch phân tần có chức năng tách các kênh thành các dải âm thanh khác nhau
II – CÁC LOẠI LOA:
1 – Loa điện động:
Trong đó: a là nam châm mạng hình trụ tròn rỗng, b là cuộn dây động quấn trên một khoanh giấy, nằm trong khe từ hình nhẫn, c là trụ sắt non, tạo với nam châm một khe từ trường hình nhẫn khá mạnh, d là màng giấy (nón loa) gắn liền với cuộn dây và mạng trong, đ là sườn loa, e là mạng nhện, g là nếp nhăn của nón loa.
Mạng nhện có một vài nếp nhăn và giữ cho nón loa nằm trong giữa và cuộn dây loa dao động trong khe từ không bị chạm.
Nguyên lý làm việc của loa điện động: Cuộn dây động của loa nằm trong từ trường của nam châm có cực bắc (N) ở trong lòng cuộn dây, cực nam (S) ở vòng chung quanh cuộn dây. Khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây động của loa thì nó sinh ra một từ trường biến đổi. Cuộn dây động nằm trong từ trường biến đổi thì sẽ di chuyển dọc theo khe từ, theo quy luật bàn tay trái.
Nếu từ trường của nam châm toả ra chung quanh và dòng điện chạy theo chiều mũi tên, thì theo quy luật bàn tay trái cuộn dây động của loa sẽ bị kéo xuống. Khi dòng điện đổi chiều, nghĩa là dòng điện chạy theo chiều mũi tên đứt đoạn thì theo quy luật bàn tay trái, cuộn dây động của loa sẽ bị kéo lên (hình 12b). Do đó, khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây động thì cuộn dây sẽ rung theo nhịp điệu đó. Rung động này truyền sang màng loa, làm cho màng loa rung động, nên tai nghe được âm thanh. Nón loa càng rộng thì âm thanh càng trầm.
Loa điện động có trở kháng thấp, thường trừ 3W đến 8W, cao lắm là 40. Cho nên khi dùng trong máy thu thanh hay mạng lưới truyền thanh, thường phải kèm theo một biến áp giảm áp, gọi làbiến áp loa. Một số loa điện không dùng nam châm vĩnh cửu, mà dùng nam châm điện. Trong đó nam châm vĩnh cửu được thay bằng cuộn dây có dòng diện một chiều chạy qua. Cuộn dây này tạo nên từ trường trong khe từ. Loa điện động này chỉ dùng trong một số máy thu thanh.
Loa điện động có chất lượng âm thanh cao, đáp tuyến tần số rộng, công suất có thể nhỏ tới 1/20 oát và lớn tới vài chục oát. Loa điện động được dùng rộng rãi trong các máy thu thanh, ghi âm, thu hình, trong mạng lưới truyền thanh, trang âm. …
Loa điện động công suất nhỏ dùng trong truyền thanh có công suất quy định là 0,25VA và 0,15VA. Các loa truyền thanh của Liên Xô bao giờ cũng có núm điều chỉnh âm lượng.
2 – Loa điện từ:
Loa điện từ còn gọi là loa kim, Hình 13 trình bày cấu tạo của loa điện từ.
Trong đó: a là nam châm, b là cuộn dây, c là lưỡi gà, d là màng loa bằng giấy, đ là sườn loa, e là hai miếng sắt chữ U, f là các miếng sắt non, g là cần câu, một đầu gắn vào lưỡi gà, một đầu gắn vào chóp nón loa.
Nam châm có thể là hình trụ hay hình móng ngựa. Bộ phận động cơ của loa có thể lắp ở phía sau nón loa như trong hình trên, có thể lắp trên giá gỗ ở phía nón loa.
Khi chưa có dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây thì cuộn dây và lưỡi gà nằm trong một từ trường không đổi của nam châm.
Khi dòng diện âm tần chạy qua cuộn dây loa thì tạo nên từ trường biến đổi. Lưỡi gà nằm trong từ trờng này, nên bị rung động theo tần số của dòng điện chạy qua cuộn dây. Hệ thống cần câu này truyền rung động này tới màng loa. Màng loa rung động và phát ra âm thanh.
Loa điện từ có cấu tạo đơn giản, nhưng chất lượng kém tiếng trầm bổng đều bị cắt và hay bị hỏng vặt do lưỡi gà bị hút về một bên, kêu vè vè …
Các loa điện từ dùng trong truyền thanh có công suất danh định 0,25VA; trở kháng danh định 3600W (đo ở 400Hz) đáp tuyến tần số từ 200 – 2000Hz chênh lệch 20 dB, hệ số méo không đường thẳng 15% (ở 400Hz).
Hiện nay trên thế giới đã loại bỏ loa này và trên mạng lưới truyền thanh ở nước ta, nó cũng dần dần bị thay thế bằng loa điện động.
3 – Loa sứ áp điện:
Loa sứ áp điện còn gọi là loa gốm áp điện hay loa tinh thể. Hình 14 trình bày cấu tạo của loa.
Trong đó: a là miếng sứ áp điện, có tráng bạc ở hai mặt, b là miếng đồng tròn mỏng, c là miếng cao su truyền động, d là nón hoa bằng giấy, đ là sườn loa, e là nắp đậy, f là hai dây dẫn điện.
Sứ áp điện có nhiều loại. có tính chất áp điện: Khi đưa một điện áp âm tần vào hai mặt của tấm sứ áp điện thì nó sẽ rung lên theo nhịp điệu của âm tần. Sự rung động đó được truyền qua miếng cao sau tới nón loa và loa phát ra âm thanh.
Đặc điểm của loa sứ áp điện là cấu tạo đơn giản, dễ lắp ráp, dễ sửa chữa, dễ quản lý, giá thành hạ, tiêu thụ ít công suất âm tần. Nhưng tiếng loa lại nhiều thanh ít trầm. Về mặt chất lượng thì hơn loa điện từ, nhưng kém loa điện động.
Loa sứ áp điện hiện nay được nhiều dùng trên mạng lưới truyền thanh ở Trung Quốc. Chẳng hạn, loa sứ áp điện kiểu Hồng Mai YY – 200. Có công suất danh định 0,1VA. Điện áp danh định nhỏ hơn 30V – Trở kháng ở 1000Hz: 9000Hz: 9000W. Dải âm tần: 300 – 10.000Hz. Độ méo không đ ờng thẳng 12%. Thanh áp: 84dB. Đường kính nón loa 200mm.
4 – Loa nén:
Loa nén có hai phần (hình 15): là động cơ loa và vành loa. Động cơ loa chính là một loa điện động cơ có kết cấu đặc biệt và nhỏ gọn.
Trong động cơ loa có nam châm, khe từ, cuộn dây và màng loa bằng nhựa cứng tròn và lỗi. Vành loa thường gồm có 3 ống. ống trong cùng nhỏ, ống ở giữa lớn hơn, ống ngoài cùng to và loe rộng ra.
Khi dòng điện âm tần chạy qua cuộn dây thì làm cho cuộn dây rung lên, truyền rung động đến màng loa. Âm thanh phát ra được phóng mạnh ra phía trước, lần lượt qua các ống nhỏ, ống giữa, ống ngoài… làm cho thể tích không khí bị dao động tăng dần lên, tiếng loa phát ra rất to.
Loa nén có hiệu suất rất cao, nhưng chất lượng âm thanh kém, dải tần hẹp, thiệt tiếng trầm. Loa nén chỉ nên dùng ở ngoài trời, nơi đông người, ồn ào, không nên đặt trong hội trường.
Loa nén có các loại công suất khác nhau: 5w,10w,15w,25w, 50w. Có một số loa nén công suất lớn tới 300w, 500w gồm có nhiều động cơ loa ghép chung vào một vành hoa.
Ở nước ta thường dùng nhiều loa nén của Trung Quốc: loa 5w có trở kháng 4W, loa 10w có trở kháng 8W, loa 15w và loa 25w có trở kháng 16W. Khi đấu các loa này để trang âm trong một phạm vi hẹp thì không cần dùng kèm thêm biến áp.
Nếu loa đặt ở xa máy hàng trăm mét trở lên hoặc mắc lên dây truyền thanh thì nhất thiết phải dùng kèm biến áp loa. Biến áp loa có cấu tạo và sơ đồ như hình 16.
Cuộn sơ cấp thường có các đầu 0,250W, 500W, 1000W, 1500W, 2000W. Cuộn thứ cấp có các đầu 0 – 8 – 16W (Hình 16)
Loa 10w hoặc 2 loa 5w nối tiếp thì đấu vào đầu 0 – 8W, loa 15w và loa 25w thì đấu vào đầu 0 – 16W. Tùy theo mức trở kháng yêu cầu mà đấu 2 đầu 0 và 250W (hoặc 500W …) lên đường dây. Ngoài ra chúng ta dùng khá nhiều loa nén của Nhật Bản.
Loa nén Nhật Bản cũng tương tự loa nén Trung Quốc. Có các loại 5w, 10w, 15w, 25w. Các loa 5w, 10w thường có trở kháng 8W, các loa 15w, 25w có trở kháng 6W. Loa cũng có biến áp để dùng kèm khi đấu loa ra máy và đấu trên mạng lưới đường dây truyền thanh.
Các loa nén, còn gọi là loa phản xạ hai lần, vì âm thanh từ động cơ loa thoát ra theo ống nhỏ ở trong đập vào đáy ống ở giữa, rồi phản xạ lại phía sau lại đập vào đáy ống loa ngoài và phản xạ lần nữa về phía trước.
Nguồn: www.audiovnclub.vn
Leave a Reply