Thiết kế phân tần cho loa oval ISOPHON cùng với một driver bass 40

Đề bài: Anh Linh mang tới cho chúng tôi 4 cặp loa khác nhau gồm 1 cặp loa 38cm nhìn rất giống Magnavox, một cặp loa oval P18/43/25/90(?), một cặp oval nhỏ hơn cũng của Isophon (nhìn giống mẫu P1521K trong catalogue của Isophon) và một cặp trung cao (Nhìn giống HM10) mà tôi cũng chưa mở ra vì đã đoán được đặc tính của driver này rồi. Anh mong muốn tôi tư vấn và thiết kế phân tần giúp anh cho các driver này. 

Bài giải: Như mọi khi chúng tôi tiến hành đo đạc cho cả 3 bộ loa này trước khi tiến hành thiết kế. 

1.Cặp loa bass 40cm nhìn rất giống cặp Magnavox mà tôi đã từng đo trước đây, đặc điểm là rất nhẹ mặc dù 40cm, nam châm vuông.

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 3.76 ohm với trở kháng tại tần số cộng hưởng của loa (là 18.17Hz, cực kỳ là sâu) vào khoảng 70 ohm và sau tầm 200Hz 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 0.91mH, 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 38cm này thì nếu là tôi, tôi sẽ sử dụng mạch Zobel vì dải tần của nó gần như là được sử dụng toàn bộ và khi đó sẽ cần một cặp tụ 56uf mắc song song với một con tụ 8.2uF để thành 64.2uF rồi nối tiếp với một con điện trở 4.7 ohm, rồi mắc song song cái cụm này với con bass 40 này. 

Tần số cộng hưởng trong không gian tự do Fs vào khoảng 18.17Hz (rất là sâu) 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 0.54, chưa đủ lớn nên loa không thích hợp chơi ván hở lắm. Thực tế khi test nhạc tính tôi vẫn lắp vào chơi thì nghe cũng được nhưng vẫn hơi đuối một chút. Đối với các loa có Qts thấp như thế này (nhỏ <1) mà chơi ván hở thì phải ngồi khá gần mới cảm nhận được bass cân bằng với dải trung và nên  đánh bi-amp (hai ampli, mọt ampli riêng cho loa có Qts thấp) thì mới được, còn không thì phải cho vào thùng chơi mới hay. Riêng con này thì nên chơi thùng kín. Lý do là vì tỷ số EBP của nó (Effective Bandwidth Product) = Fs/Qes = 32 (nhỏ hơn 50) vì thế loa này chơi hay nhất là thùng kín. Thể tích của thùng sẽ vào khoảng tầm 100 lít là tối đa, kể cả thể tích bị chiếm bởi driver, thể tích của bộ phân tần (nếu lắp bên trong).

Đáp tuyến tần số của loa bass 40 này như sau:

Loa có đáp tuyến lên tới tầm 2,000Hz và độ nhạy trung bình rất cao, tầm hơn 100dB, rất đáng khen. Để biết được sẽ cắt tần cho con này ở đâu thì chúng ta cần phải đo đạc xem con oval toàn dải của Isophon ra sao đã. Và bởi vì dải tần của nó ngắn nên nói chung là dễ cắt tần và giải pháp cũng đơn giản hơn, thậm chí là làm sao để cho nó đánh cả dải của nó mà không phải cắt gì cả là tốt hơn cả, như vậy sẽ lợi công suất hơn để có thể đánh được bằng các ampli đèn công suất nhỏ cỡ vài Watt. 

2. Loa oval P18 toàn dải của Isophon

Đáp tuyến trở kháng của loa như sau:

Loa có trở kháng là 3.18 ohm (đường cong phía sau đỉnh cộng hưởng), trở kháng max lên tới 20 ohm tại tần số cộng hưởng trong không gian tự do của loa, Fs = 86Hz. Như vậy loa vẫn cần phải lắp thêm một loa bass nữa để có thể xuống sâu hơn mặc dù đánh một mình thì vẫn ok nếu không quá cầu kỳ và dòng nhạc thiên về vocal. 

Qts của loa thì rất cao, lớn hơn 2 vì vậy nếu chơi ván hở thì có thể làm ván rất nhỏ cho loa mà vẫn chơi tốt. Nếu tôi là anh Linh tôi sẽ làm thùng kín cho loa bass 40 và làm ván hở cho loa này nếu kết hợp 2 con này với nhau. Và cố gắng kiếm thêm một con siêu tép kèn độ nhạy cao hơn 100dB để ghép cùng là hoàn thiện.

Đáp tuyến tần số của loa rất đẹp và độ nhạy rất cao, lên tới 110dB:

Loa có đáp tần rất đẹp, đều tăm tắp từ 100Hz tới tầm 10kHz với độ nhạy trung bình là 110dB, cao hơn khoảng 5dB so với con bass 40. Như vậy chắc chắn là phải dùng điện trở để giảm độ nhạy của con này xuống một chút cho hợp với con bass 40. Và nhìn vào đáp tần này, vừa đẹp vừa rộng, lúc đầu tôi cũng xác định để con này đánh tự do, không cần cắt tần gì cho nó cả, lấy nó làm trung tâm và chỉ cắt cho con bass 40 thôi nhưng mà nhìn vào đáp tần của con bass 40cm thấy nó rất ngắn và gọn nên tôi muốn để con bass đánh tự do, cả dải mà không cắt gì cả, và chỉ cắt cho con toàn dải oval này thôi, cắt bậc 2 bằng 1 tụ và 1 cuộn cảm kết hợp với 2 con điện trở mắc kiểu l-pad. Nhìn vào đáp tần này thì cũng có thể thấy nếu chỉ chơi 2 đường như này thì chắc chắn là thiếu tép. Cần phải bổ sung thêm một con siêu tép đánh từ 10kHz cho tới hết dải cao. Bài toán này hơi khó để tìm được một con siêu tép có độ nhạy lớn như vậy, trong số tất cả siêu tép mà tôi, kể cả tép kèn có thì có đúng Fostex T925A là đáp ứng được độ nhạy này còn nếu chơi với các con có độ nhạy tầm 100dB trở xuống thì vẫn phải hạ độ nhạy của con oval này xuống thì mới lên được tép. Đặc điểm của dòng siêu tép Fostex là có thể đặt lên trên mặt thùng luôn mà không cần phải chế cháo gì thêm, nếu không thì anh có thể kiếm các cặp loa tép kèn cũ ở bên ngoài có giá mềm hơn nhưng cũng hên xui vì không biết độ nhạy thực tế của chúng như thế nào, nhìn nhiều đôi hoành tráng nhưng độ nhạy thì rất thấp, khi về ghép mới biết được.  

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

Đáp tần như sau:

Đáp tuyến cho thấy rõ ràng sự thiếu hụt giải cao, từ 10kHz, cần phải bổ sung và đáp tuyến của loa bass khi để đánh cả dải không cắt cúp gì thì không được gọn gàng cho lắm. Nếu muốn gọn hơn thì có thể lắp thêm 1 cuộn cảm và 1 con tụ như thiết kế dưới đây:

 

Đáp tần gọn gàng hơn cho dải bass nhưng dải cao vẫn thiếu hụt.



Đường đỏ là con oval Isophon và đường vàng là con 30cm.  

3. Tiếp tục xét đến con oval nhỏ hơn cũng của Isophon. 

Con này có đáp tuyến trở kháng như sau:

Loa có trở kháng 3.9 ohm.

Fs cao hơn con Oval đã xét ở trên: 91.52Hz

Qts: 1.43, cũng chơi ván hở với diện tích ván nhỏ.

Nhưng dải tần của nó thì có độ nhạy thấp hơn con Oval một chút (trung bình khoảng 100dB) nhưng rộng hơn của con Oval trên và cũng rất đẹp, nó có thể lên tới tầm 15kHz, tức là có thể chơi tạm mà không cần tép cũng được. 

Tôi đã ghép thử con này với con bass 38cm của anh Linh và phân tần cho cặp này rất đơn giản, đó là vẫn để con bass 38cm đánh cả dải của nó và chỉ cắt cho con toàn dải oval này thôi bằng 1 con tụ 39uF và 1 cuộn cảm 0.62mH trong điều kiện muốn chơi đơn giản. Còn cầu kỳ thì vẫn phải cắt thêm cho con bass cho bass nó gọn hơn như trường hợp trên và thêm mạch cân bằng trở kháng Zobel cho con toàn dải nữa thì đẹp. Riêng ghép với con này thì không cần phải dùng điện trở để giảm độ nhạy của con oval toàn dải. 

Đáp tần như sau với điều kiện đóng thùng kín cho bass 30cm. 

Chi phí phân tần vào khoảng 1,000,000 đồng với linh kiện nhập khẩu từ Đan Mạch và Canada. 


Audible Hertz Shop