Driver nón là loại driver loa được sử dụng sớm nhất. Trong loạt bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về cấu trúc của driver nón ở mức độ cơ bản nhất.
Trong số tất cả các loại driver được dùng cho loa, có lẽ không một loại nào đa dạng về kích thước, hình dáng, vật liệu hay khả năng trình diễn giống như driver nón sử dụng cuộn dây động. Cấu trúc của những driver này về cơ bản tương tự như driver trong hình dưới đây và trải qua rất ít thay đổi trong suốt hơn 90 năm qua, đặc biệt là về mặt nguyên tắc hoạt động.
Các thành phần của một driver cuộn dây động
Bất cứ driver màng nón nào cũng cần một nam châm; với những mẫu loa đầu tiên, chúng sử dụng nam châm điện trước khi nam châm vĩnh cửu với từ trường đủ mạnh được phát triển. Đối với những driver này, cuộn từ của nam châm sẽ được cấp dòng điện một chiều đủ mạnh để tạo ra từ trường với sức từ lớn, đủ để đánh với cuộn voice coil (vốn được cấp tín hiệu đầu ra từ ampli), khiến cho màng nón của loa di chuyển với độ nhạy yêu cầu. Những chiếc nam châm vĩnh cửu đầu tiên thường được làm từ sắt và chromium. Nhôm, nickel và cobalt bắt đầu được sử dụng rộng rãi từ đầu những năm 1930, kết hợp cùng sắt với những tỉ lệ khác nhau để tạo thành hợp kim, và từ ba loại kim loại này, nam châm Alnico chính thức ra đời.
Bước sang thập niên 70, nội chiến ở Congo và sau đó là Zaire đã tạo ra lỗ hổng lớn cho nguồn cung cấp cobalt, khiến giá của kim loại tăng phi mã chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn. Điều này dẫn đến việc chuyển sang sử dụng vật liệu ferrite, hay còn được biết đến dưới cái tên nam châm gốm. Những năm gần đây, các loại nam châm đất hiếm bắt đầu xuất hiện. Chúng chủ yếu làm từ hợp kim gốc neodymium hoặc samarium, chẳng hạn như neodymium kết hợp với sắt và boron, hay samarium và cobalt. Các nam châm đất hiếm có đặc điểm là rất nhẹ nhưng có từ trường mạnh hơn nhiều so với nam châm ferrite cùng khối lượng, từ đó mở ra những hướng nghiên cứu và thiết kế mới. Cấu trúc cơ bản của hai loại nam châm khác nhau được biểu diễn trong hình dưới đây:
Hình trên: Cấu trúc của nam châm gốm. Hình dưới: cấu trúc nam châm kim loại
Mạch từ (magnetic circuit) được thiết kế để tập trung từ trường trong một khe hở hình hình vòng gọi là khe từ. Trong khe này, người ta sẽ đặt cuộn voice coil. Cuộn dây này có nhiệm vụ nhận dòng điện đánh driver xuất ra từ power amp. Dòng điện này cũng tạo ra từ trường xen kẽ riêng với pha và biên độ phụ thuộc vào tín hiệu đánh. Từ biến thiên này tương tác với trường tĩnh bên trong khe từ, nhờ vậy tạo thành một lực khiến cuộn voice coil di chuyển sâu hơn hoặc bị đẩy ra khỏi khe. Tất nhiên, chúng ta cần có một cách để giữ cho cuộn dây luôn ở vị trí chính giữa khe. Để làm điều đó người ta vẫn thường sử dụng một thiết bị định tâm, có thể hiểu là một dạng lò xo bên trong, hay như người ta thường gọi dân dã là màng nhện (spider). Sở dĩ gọi là “nhện” bởi những thiết bị định tâm đời đầu có nhiều “chân” hơn chúng ta thấy ngày nay.
Hình trái: Màng nhện loa thời kỳ đầu với nhiều hơn một chân. Hình phải: màng nhện loa hiện đại được làm từ vải hoặc giấy.
Ngoài ra, chúng ta cần có thêm một chi tiết nữa để cố định driver trên vách thùng loa. Chi tiết này gọi là khung driver, có nhiệm vụ hỗ trợ cho toàn bộ khối cấu trúc để gắn cố định trên bề mặt. Màng nón sẽ được kết nối rất chắc chắn tại điểm cuộn voice coil được cuốn, và vị trí đó cũng sẽ nối với màng nhện loa. Ở rìa ngoài của khung driver, màng nón sẽ được cố định bằng một viền bọc, có thể là dạng cuốn nửa, gợn sóng hoặc gấp nếp. Ngoài ra, một số driver sẽ có nắp chống bụi đặt ở trên đỉnh của màng nón để ngăn không cho bụi bay bẩn xâm nhập vào bên trong. Nắp chống bụi còn có tác dụng làm tản nhiệt cho cuộn voice coil và khe từ khi màng nón di chuyển ra vào. Chức năng này khá quan trọng vì khi voice coil tích nhiệt, điện kháng cũng tăng theo. Điều này khiến driver ít nhận được dòng hơn so với bình thường, trong điều kiện cùng mức điện áp, từ đó làm giảm độ nhạy, dẫn đến tiếng phát ra cũng nhỏ hơn. Hiệu ứng này còn được gọi là nén nhiệt. Vì thế trong trường hợp này, nắp kim loại không đơn giản chỉ là để giữ bụi lọt vào các khe hở nhỏ xíu trên voice coil.
Hết phần 1
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây
Tìm hiểu về phòng đo Jupiter Bí mật Dynaudio
Nguyễn Hào
