Trong phần này, chúng ta tiếp tục tìm hiểu về ý nghĩa của độ nhạy cũng như mức độ méo tiếng ở loa và sự tương quan giữa hai yếu tố này.
Một thông số quan trọng khác liên quan đến loa là độ nhạy. Thông số này cho ta biết loa có thể tạo ra âm thanh lớn đến mức nào khi có một lượng năng lượng nhất định được đưa vào. Cũng như với đáp tuyến tần số, độ nhạy được đo trong buồng không vang âm. Phương pháp truyền thống dùng để đo độ nhạy là đưa vào 1 watt điện, sau đó đo áp suất âm thanh từ khoảng cách 1m. Đối với loa 8 Ohm, 1 watt sẽ xuất hiện khi có điện áp 2.83 volt được đưa vào. Tuy nhiên, trở kháng loa không cố định mà sẽ thay đổi dựa vào tần số. Có một phương pháp hiện đại hơn được gọi là “độ nhạy điện áp”, phương pháp này được thực hiện bằng cách duy trì điện áp 2.83 volt thay vì để điện áp thay đổi để có thể tạo ra 1 watt. Sau đó, độ nhạy được đo từ khoảng cách khá xa trong buồng không vang âm, thường là từ 2m trở lên đối với loa thông thường. Từ kết quả thu được, các kỹ sư sẽ tính toán để đưa ra kết quả có thể thu được từ khoảng cách tiêu chuẩn 1m.
Việc sử dụng buồng không vang âm có thể tránh tác động của cộng hưởng phòng nghe, vốn sẽ làm tăng áp suất âm thanh do phản hồi sẽ thêm vào âm thanh trực tiếp phát từ loa. Tùy vào từng loại loa khác nhau, độ nhạy có thể thay đổi rất nhiều. Loa họng kèn là loại cực kỳ hiệu quả, đó là lý do do chúng thường được dùng ở những không gian lớn, tụ tập đông người, dù rằng các loa thông thường sử dụng tweeter họng kèn thường được thiết kế với độ nhạy thấp hơn vì họng kèn phải khớp với driver woofer được sử dụng cho loa. Các loa hệ treo âm học thường có độ nhạy tương đối thấp, bởi chúng phải đánh đổi độ nhạy để có được đáp tuyến dải trầm mở rộng. Những cặp loa JBL 4430 thế hệ cũ có độ nhạy tương đối cao, ở mức 93dB, trong khi các loa họng kèn cỡ lớn dùng ở nơi công cộng có độ nhạy có thể lên đến 110dB. Những loa nhỏ hơn, sử dụng trong phòng nghe bình thường có độ nhạy dao động trong khoảng 85 – 90dB.
Méo tiếng ở loa thường cao hơn ở mạch điện thông thường hàng chục, thậm chí hàng trăm lần. Đồ thị dưới đây thể hiện méo tiếng ở dải 50Hz khi woofer chơi với mức âm lượng 86dB. Ngay cả khi hoạt động chỉ ở mức âm lượng trung bình, độ méo tiếng cũng cao hơn tới 6%. Tại những dải tần số trầm hơn, với mức âm lượng cao hơn, mức độ méo tiếng có thể lên đến 10% ngay cả ở những cặp loa được đánh giá là có chất lượng tốt. Nguyên nhân là do khoảng hàn trình của màng loa sẽ tăng lên gấp đôi khi tần số giảm đi một nửa. Như vậy, tần số càng thấp sẽ khiến màng loa càng phải di chuyển xa hơn khỏi vị trí nghỉ, gần sát đến ngưỡng giới hạn của nó.
Driver midrange và tweeter thường có độ méo tiếng thấp hơn woofer, một phần là vì khoảng hành trình của chúng không xa bằng, nhưng phần khác cũng là vì hầu hết các bản nhạc không chứa quá nhiều năng lượng ở các dải trung và cao như dải trầm. Tuy nhiên, khi chơi ở mức âm lượng cao hơn, độ méo tiếng vẫn có thể lên đến 1%. Để tính toán, tổng khoảng hành trình tuyến tính của màng loa thường được quy ước là Xmax, thể hiện bằng đơn vị milimet. Khoảng hành trình tối đa tuyệt đối, giới hạn cuối cùng mà màng loa có thể đi xa nhất về cả hai phía được gọi là Xlim và cũng được đo bằng milimet.
Để đo độ méo tiếng của loa thường rất khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện nhà ở thông thường. Ngoài việc cần sử dụng môi trường không vang âm để tránh tác động của cộng hưởng phòng, bất cứ loại micro nào dùng để đo méo tiếng cũng có độ méo tiếng của riêng nó, góp thêm vào kết quả mà ta đo được. Vì thế, ít nhất ta phải dùng một micro với đáp tuyến tần số đã biết và có độ méo rất thấp. Những chiếc micro như vậy thường rất đắt đỏ. Cần lưu ý rằng đáp tuyến tần số của micro cũng là yếu tố quan trọng khi đo độ méo vì méo hài tổng và méo điều biến từ loa sẽ xuất hiện ở những dải tần số nhất định. Giả sử micro hạ 6dB ở một tần số nhất định, méo tiếng từ loa tại tần số ấy khi đo được sẽ thấp hơn mức độ thực tế.
Bất cứ trường hợp nào liên quan đến thông số loa cũng cần phải tính đến tham số Thiele-Small. Các tham số này được đặt tên theo hai nhà khoa học A. Neville Thiele và Richard H. Small. Hai người này từng xuất bản phương pháp phân tích loa từ năm 1976 vẫn còn được dùng đến ngày nay. Tham số Thiele-Small xét một loạt các yếu tố dùng để đánh giá hiệu năng của driver loa, trong đó có cả Xmax và Xlim mà ta vừa nói đến ở trên. Để bàn luận đến tham số Thiele-Small, ta sẽ cần một bài viết khác chuyên sâu hơn, tuy nhiên bất cứ ai muốn nghiên cứu vấn đề này có thể tìm hiểu từ các nguồn tham khảo khác nhau hiện đã có sẵn rất nhiều.
(Hết kỳ 2)
Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây:
Tìm hiểu về các thông số của loa (phần 1)
Tìm hiểu về các thông số của loa (phần 3)
Nguyễn Hào
Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây
