Rất vui được gặp lại quý vị và các bạn trong số mới nhất của Tapchihifi TV. Trong vòng 15 năm trở lại đây, thế giới audio đã có hiểu biết tốt hơn về vai trò của dòng điện xoay chiều đối với hệ thống âm thanh. Trước đó, lọc điện cũng đã từng xuất hiện, thế nhưng phần lớn đều có hiệu quả không như mong muốn. Tuy nhiên, lọc điện và dây dẫn ngày nay đã hiệu quả hơn cách đây khoảng chừng một thập kỷ, bởi chúng được thiết kế với hiểu biết vững chắc hơn về cách dòng điện tương tác với tín hiệu audio, từ đó tác động ra sao tới hệ thống. Một số thiết kế lọc điện là kết quả từ quá trình nghiên cứu rất nghiêm túc, do đó những lọc điện dựa theo các thiết kế này thường rất tốt, có hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện chất lượng âm thanh. Trong chương trình ngày hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về vai trò và tác động của lọc nguồn trong một hệ thống âm thanh.
Về bản chất, lọc nguồn cũng giống như một bộ ổ cắm, cung cấp các ổ điện cho thiết bị âm thanh. Tuy nhiên, trước khi nói về lọc nguồn, chúng ta cần điểm qua vài vấn đề về dòng điện và mối quan hệ của nó với hệ thống âm thanh. Ở châu Âu, phần lớn châu Á (trừ Nhật Bản), châu Úc và phần lớn châu Phi, mạng điện lưới được sử dụng là loại 50Hz, 220 – 240V. Trong khi đó, toàn bộ Bắc Mỹ, một nửa Nam Mỹ, và Ả Rập Saudi sử dụng điện lưới 60Hz, 100 – 127V. Nhìn chung, tất cả các thiết bị âm thanh đều kết nối với nhau thông qua dòng điện. Và vì cùng sử dụng chung điện lưới nên chúng cũng kết nới với tất cả các thiết bị điện trong nhà, tới các hộ dân cũng như các nhà máy cùng chung điện lưới đó.
Tất cả các thiết bị cắm vào ổ điện trên tường đều sinh ra nhiễu và nhiễu này sẽ xuất hiện trên dòng điện xoay chiều. Từ dòng điện xoay chiều, chúng sẽ lan sang các thiết bị khác được cắm vào ổ điện. Nhiễu này được gọi là can nhiễu điện từ, viết tắt là EMI, với ảnh hưởng khác nhau đối với từng thiết bị. Từ đèn ngủ, tủ lạnh, máy hút bụi cho đến các thiết bị điện khác đều sản sinh ra nhiễu, đây được xem như là nguồn gây nhiễu chủ yếu cho dòng điện, truyền trực tiếp vào dòng điện những xung tức thời rất nhỏ.
Ngoài ra, sóng radio tần số thấp cũng dễ bị dòng điện, khi ấy hoạt động giống như ăng-ten, bắt được, từ đó làm cho dòng điện bị biến dạng thêm một chút. Các nhiễu ồn từ dòng điện sau khi vào hệ thống âm thanh sẽ tác động lên tín hiệu, khiến các dải cao trở nên thô cứng, giảm độ chi tiết của dải trầm, đồng thời còn hạn chế các dấu hiệu làm nên các giác về không gian, kích thước âm trường cũng bị thu nhỏ trong khi vị trí của các nhạc cụ trên âm trường không còn rõ nữa.
Trước đây, các kỹ sư thiết kế lọc nguồn thế hệ đầu cho rằng nhiễu ồn trên dòng điện chính là vấn đề lớn nhất đối với các thiết bị âm thanh. Lọc nguồn của họ loại bỏ các nhiễu ồn đến từ dòng điện. Hầu hết đều giúp cải thiện chất lượng âm thanh về mặt nào đó, nhưng họ đã bỏ qua một nguồn gây nhiễu khác cũng quan trọng không kém: các nhiễu ồn sinh ra từ chính hệ thống âm thanh. Lọc nguồn thế hệ cũ cách ly thiết bị khỏi nhiễu từ bên ngoài nhưng lại không thể loại bỏ nhiễu ồn từ chính thiết bị.
Vậy, thiết bị âm thanh gây nhiễu cho dòng điện như thế nào? Khi thiết bị hoạt động, dòng điện sẽ được truyền từ ổ cắm sang. Bản thân dòng xoay chiều mang tần số chỉ 50 hoặc 60Hz. Tuy nhiên, một thiết bị âm thanh sẽ có nhu cầu rất khác đối với hệ thống điện, do đó phản ứng của dòng điện cũng khác hẳn.
Tụ điện ở mạch nguồn thiết bị sẽ sạc – hay đúng hơn là lấy điện từ ổ cắm – chỉ trong những khoảng thời gian rất ngắn, ở đỉnh và đáy của sóng sine dòng điện, khiến tần số tăng lên gấp đôi. Điều đó đồng nghĩa với việc dòng điện lặp lại trạng thái 100 – 120 lần mỗi giây, như vậy hệ thống điện phải truyền tải những lượt dòng dù ngắn nhưng rất mạnh để cấp cho tụ của thiết bị. Những lượt dòng điện như thế sẽ đưa nhiễu ồn trở về lưới điện. Cụ thể, ở mỗi lượt dòng như vậy, diode ở chỉnh lưu sẽ liên tiếp ngắt và mở, tạo ra nhiễu ồn. Hiện tượng này sẽ rất mạnh ở power-amp vì power-amp đòi hỏi công suất lớn hơn nhiều so với các thiết bị khác.
Sang đến những thế hệ tiếp theo, do đã ý thức được về nguyên nhân và nguồn gốc phát sinh của các loại nhiễu ồn nên giờ đây, lọc nguồn được thiết kế để cách li các thiết bị bên trong hệ thống, không tác động lên lẫn nhau. Tuy nhiên, cách li thiết bị khỏi nhiễu ồn chỉ mới là một nửa nhiệm vụ của lọc nguồn. Thiết bị này cùng dây nguồn còn có nhiệm vụ tạo thành một đường dẫn trở kháng thấp cho dòng điện.
Kết quả là một vài lọc nguồn còn được tạo thành từ những thanh góp cỡ lớn, rắn chắc làm bằng đồng, với những ổ điện chuyên dụng với diện tích tiếp xúc lớn hơn và áp lực tiếp xúc lên giắc cắm mạnh hơn, cũng như một vài công nghệ để truyền dẫn dòng tối đa mạnh hơn. Những phần này thường được xử lý trong môi trường nhiệt độ cực thấp, sau đó dần đưa ra nhiệt độ phòng bên ngoài. Xử lý bằng chất lỏng làm lạnh cryogenic có thể làm thay đổi cấu trúc phân tử của kim loại, và vì lý do mà chúng khiến chất lượng âm thanh trở nên tốt hơn. Các lọc nguồn thế hệ trước và nhiều lọc nguồn thế hệ ngày nay thường ném độ động của bản nhạc, đó là bởi chúng đã hạn chế lưu lượng của dòng điện.
Ngày nay, những lọc nguồn tốt nhất được thiết kế song song với dây nguồn để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, giảm lượng nhiễu ồn, đồng thời tăng tối đa lưu lượng dòng. Dòng Niagara ra mắt năm 2016 của AudioQuest cùng loạt dây Storm chính là minh chứng rõ nhất cho điều này.
Một lỗi thường gặp phải trong quá trình phát triển dây nguồn là chỉ lắp đặt đúng một dây cho toàn hệ thống. Dây nguồn mới có thể rất ổn, nhưng không thể biế chắc được liệu các dây nguồn khác trong hệ thống có bị ảnh hưởng từ nhiễu không. Đó là lý do vì sao thay thế toàn bộ dây nguồn trước khi đưa ra đánh giá chất lượng dây lại rất quan trọng. Khi lựa chọn lọc nguồn, hãy đảm bảo rằng khả năng cung cấp dùng của nó vượt qua tổng mức năng lượng tiêu thụ của cả hệ thống. Đồng thời, nên lựa chọn lọc nguồn có đủ ổ cắm cho các thiết bị. Ngoài ra, nếu có điều kiện, hãy thử lọc nguồn trước khi chọn mua. Giá thành của lọc nguồn cũng có thể rất dao động, những lọc đơn giản, chỉ có hai, ba ổ cắm giá chỉ vài triệu. Nhưng những lọc nguồn tốt, cung cấp nhiều ổ cắm có thể cao hơn vậy gấp hàng chục lần.
Một phương pháp thiết kế lọc nguồn khác là tạo ra sóng sine mới hoàn toàn bằng cách khuếch đại dòng điện đầu ra của một oscillator nhỏ. Loại lọc nguồn này thực chất là một power-amp chỉ hoạt động với 1 tần số duy nhất. Những thiết bị như vậy có hạn chế là công suất thấp, chỉ phù hợp với thiết bị nguồn phát hoặc preamp chứ không phải power-amp.
Nếu như power-amp tiêu thụ năng lượng và tạo ra công suất dựa trên biên độ tín hiệu thì loại lọc nguồn kể trên tiêu thụ năng lượng dù có tín hiệu hay không vẫn như nhau, chưa kể chúng cũng đồ sộ và chạy nóng chẳng khác gì power-amp thông thường. Chưa kể, kỹ thuật này dù tạo ra một nguồn điện sạch, chúng lại không loại bỏ được nhiễu ồn sinh ra từ chính thiết bị bên trong hệ thống.
Và còn một điều nữa cần phải nhớ, lọc nguồn không thể biến một thiết bị có chất âm kém trở thành hay được. Nó chỉ có thể cung cấp dòng điện sạch hơn, từ đó giúp thiết bị phát huy được hết tiềm năng của mình. Lợi thế chất âm mà lọc nguồn mang lại là một âm nền tĩnh hơn, ít hẳn các tiếng ồn dải trầm. Nhờ vậy, âm nhạc trở nên hài hòa, giàu màu sắc biểu cảm, tương phản hoàn toàn với nền âm tĩnh lặng. Âm cao trở nên ngọt, ít gợn hạt và có độ mở, trong khi âm trường trở nên trong hơn, tập trung tốt hơn cho âm hình và phần nào cũng sâu hơn. Âm trung thanh thoát, khiến bản nhạc trở nên dễ nghe và giàu nhạc tính. Đó là những điều khó có thể có được nếu như không sử dụng lọc nguồn.
Như vậy, chúng ta đã cùng hiểu những tác động của lọc nguồn lên hệ thống âm thanh cũng như lý do vì sao các hệ thống âm thanh cao cấp không thể thiếu sự góp mặt của lọc nguồn. Rất cám ơn quý vị và các bạn đã theo dõi chương trình của chúng tôi. Còn giờ, thời lượng của chương trình đã hết. Xin chào và hẹn gặp lại trong những số tiếp theo của Tapchihifi TV.
Tapchihifi TV
