Thiết kế phân tần cho bộ loa bookshelf 2 đường tiếng gồm Seas Excel W18NX001 và Fountek NeoCD3.0

Đề bài: Anh Cường mang tới 1 cặp loa bass 18cm của Seas, tên đầy đủ là Excel W18NX001 với mong muốn ghép cùng một con tép mành của chúng tôi mà trước đây anh đã từng sử dụng, Fountek NeoCD3.0. Anh mong muốn thiết kế một bộ phân tần cho cặp loa này và dóng giúp anh một cặp loa bookshelf luôn do anh cũng đã nhìn thấy ở Google một số mẫu ghép của cặp loa này rồi. 

Bài giải: Như mọi khi mặc dù thông số của con Seas này và Fountek của chúng tôi có đầy đủ trên mạng nhưng chúng tôi vẫn phải tiến hành đo lại do chúng không có các thông tin về đáp tuyến trở kháng, một đáp tuyến quan trọng không kém đáp tuyến tàn số. Vì trở kháng của loa thay đổi theo tần số trong khi nhưng thông tin mà hãng cung cấp chỉ là trở kháng thuần, ví dụ như 4 ohm, 8 ohm. Điều này làm cho việc thiết kế phân tần sẽ không chuẩn xác.  

1.Hình ảnh cặp loa Seas Excel W18NX001

Đặc tuyến trở kháng của loa như sau:

Đặc tuyến cho thấy trở kháng của loa (đường cong phía sau đỉnh cộng hưởng) vào khoảng 6.6 ohm với trở kháng tại tần số cộng hưởng của loa (là 61.2Hz) vào khoảng 50 ohm và khá ổn định ở trở kháng 6.6 ohm này cho tới tầm 4000Hz, thì giống như đặc điểm của các dòng loa bass khác khi tần số tăng lên thì trở kháng cũng tăng lên theo (do cấu trúc của loa điện động gồm có cuộn âm về bản chất là một cuộn cảm có một trị số nhất định, trong trường hợp này là 0.4362mH, nên khi tần số tăng lên cuộn cảm có xu hướng ngăn chặn tín hiệu tần số cao hơn trị số của nó). Nhằm làm cho đáp tuyến trở kháng của driver bằng phẳng, tức là không thay đổi theo tần số, đặc biệt là tại dải tần mà chúng ta mong muốn cho nó hoạt động thì có thể dùng các mạch cân bằng như Zobel (một con tụ hóa (Jantzen có dòng nonpolar và cao cấp hơn là Premium Elko) và một con điện trở mắc nối tiếp với nhau rồi mắc song song với loa bass) để xử lý, mạch này còn gọi là mạch cân bằng trở kháng là vì vậy. Trong trường hợp của con bass 18cm này của Seas thì có thể sẽ không cần mạch này nếu chúng ta cắt cho nó ở tần số dưới 4,000Hz nhưng nếu cần phải cắt cao hơn thì chúng ta sẽ phải sử dụng, khi đó sẽ cần một con tụ hóa 5.6uf mắc nối tiếp với một con điện trở 18 ohm, rồi mắc song song cái cụm này với con bass Seas 18cm này. Hãy chờ đến khi ghép với con tép Fountek rồi chúng ta sẽ quyết định. 

Tần số cộng hưởng trong không gian tự do Fs vào khoảng 61.24Hz so với thông số từ hãng là 40Hz (có thể thiết bị của hãng và phòng lab của hãng tốt hơn nên họ đo được xuống sâu hơn), đây là tần số mà tại đó màng loa bắt đầu dao động với tín hiệu nhỏ nhất được đưa vào. Với tần số này nếu đóng thùng chuẩn thì thậm chí có thể xuống sâu hơn nữa. 

Qts của loa vào khoảng 0.34. Thông số này hết sức quan trọng trong việc thiết kế thùng loa, không có thông số này sẽ không tính được chính xác thể tích của thùng loa. Tỷ số EBP của con Seas (Effective Bandwidth Product) = Fs/Qes = 40/0.41 = 100) vì thế loa này chơi hay nhất là thùng bass reflex. Thể tích thùng được tính dựa trên module SBB4 (Super Fourth-order Boom Box) là module siêu Boom Box bậc 4, module này dành cho các driver có Qts thấp, nhưng thường cần thùng khá lớn, ống thông hơi dài nhưng cho đáp tần đẹp. Dựa vào Qts và Vas của loa này (24 lít), tính ra được thể tích thùng bằng khoảng 12 lít hơn + thể tích bị chiếm bởi chính driver này và ống thông hơi, phân tần ở trong thùng thì nó rơi vào khoảng 14 lít hơn, tương đương với kích thước thùng là 22.5cm x 39cm x 28cm. Ông thông hơi tính theo công thức của Richard Small dựa trên thể tích thùng, tần số cộng hưởng của thùng và đường kính của ống thông hơi (trong trường hợp này, ống thông hơi có đường kính xác định là 5cm) thì tính được độ dài của ống là 24cm. Nếu dùng ống nhỏ hơn thì sẽ ngắn hơn nhưng sẽ có khả năng bị tiếng gió của lỗ thông hơi gây tạp âm, còn nếu chơi lỗ thông hơi to hơn thì ống lại càng phải dài hơn nữa và như thế thì phải lắp thêm cút cho ống quay lên trên thì mới đủ độ dài trong thùng vì thùng chỉ sâu có 28cm thôi. 

Đáp tuyến tần số của loa Seas Excel W18nx001 này như sau:

Loa có đáp tuyến lên tới tầm 5,000Hz hơn và độ nhạy trung bình tầm 8dB, trong khi của hãng ghi là 0 - 3000Hz và độ nhạy là 87dB. Để biết được sẽ cắt tần cho con này ở đâu thì chúng ta cần phải đo đạc xem con siêu tép mành Fountek NeoCD3.0 ra sao đã. 

2. Hình ảnh loa siêu tép mành Fountek NeoCD3.0


Đáp tuyến tần số của loa như sau:

Loa có đáp tần đẹp và rộng, đều tăm tắp từ khoảng hơn 1000Hz cho tới hơn 20kHz với độ nhạy trung bình là 90dB, cao hơn khoảng 10dB so với con bass SEAS. Và nhìn vào đáp tần này, vừa đẹp vừa rộng, tôi xác định để con SEAS đánh tự do, không cần cắt tần gì cho nó cả và cắt con Fountek NeoCD3.0 này thôi, cắt bậc 4 bằng 2 tụ và 2 cuộn cảm theo Linkwitz Riley. Và vì con bass SEAS đánh cả dải của nó lên tới 5,000Hz nên tôi sẽ lắp thêm mạch Zobel để cho trở kháng của nó không đổi trong suốt dải tần hoạt động của nó.   

Sơ đồ phân tần mới cho 2 bộ này như sau: Không cắt gì cho con bass, chỉ cắt cho con Fountek NeoCD3.0.

Đáp tần như sau:

Đáp tuyến cho thấy sự thiếu hụt của loa bass nhưng đó là khi chưa có thùng, có thùng vào đáp tuyến sẽ cân bằng đối với loa tép. 

 Đường đỏ là con siêu tép mành và đường vàng là con SEAS.

Anh em lưu ý đáp tuyến trở kháng của bộ này khi có và không có mạch Zobel, đặt biệt là dải tần hoạt động dự kiến của con Seas.

Đây là đáp tuyến trở kháng khi chưa có mạch Zobel.

Chúng ta thấy đoạn từ khoảng 2kHz tới 5kHz là trở kháng tăng lên chứ không còn là thuần kháng 6.6 ohm nữa. 

Còn đây là đáp tuyến trở kháng sau khi có mạch Zobel. Ta cần đáp nó phải đều tăm tắp trong dải tần làm việc của con SEAS.

Phẳng đều tăm tắp cho tới 5kHz. 

Chi phí thiết kế và sản xuất như sau:

Fountek NeoCD3.0: 3,690,000/ cặp, mới cứng.

Phân tần và thùng loa: khoảng 6,000,000, linh kiện phân tần nhập khẩu hoàn toàn (Đan Mạch, Pháp, Canada).


Audible Hertz Shop