Âm thanh phát ra từ loa là sự kết hợp của các dải âm có tần số khác nhau. Mỗi dải âm đều do một loa (woofer, squawker, tweeter) tạo ra. Trong đó âm treble hay còn được gọi là âm cao được tái tạo bởi loa tweeter.

Vậy loa tweeter là gì? Loa tweeter đảm nhiệm vai trò như thế nào? Có bao nhiêu loại loa tweeter? Hãy cùng bài viết tìm hiểu chi tiết về loa tweeter.

Loa tweeter là gì?

Tweeter là loa tạo ra các âm thanh có tần số cao. Do vậy, sóng âm thanh cũng ngắn hơn dẫn đến kích thước của loại loa này thường bé hơn các loa khác.

Dải tần hoạt động của loa tweeter được giới hạn từ 3kHz tới 20kHz, tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của từng loa.

Loa tần số cao giúp âm thanh sắc nét, chi tiết hơn. Loa tweeter thường được sử ở trong các hệ thống âm thanh trong nhà hoặc xe hơi.

Cấu tạo loa tweeter

Loa tweeter thông thường được thiết kế bao gồm một nam châm nhỏ với một lỗ hổng nằm chính giữa. Một cuộn dây âm thanh bằng đồng gắn vào vòm loa được làm bằng các vật liệu khác nhau.

Sự khác biệt nằm ở chỗ vòm loa của tweeter thường lồi hướng ra phía bên ngoài thay vì lõm vào trong như các loa khác. Và nó cũng được đỡ ở 2 bên giống như loa subwoofer bằng các vật liệu dẻo nhưng cứng.

Nguyên lý hoạt động của loa tweeter

Tweeter được dùng để tạo ra những âm thanh có tần số cao (âm treble). Về mặt kỹ thuật, loa tweeter có thể tái tạo tất cả các dải tần số để tạo ra một hệ thống âm thanh chất lượng.

“Treble” là từ được dùng để mô tả âm thanh tổ hợp của bàn phím, hiệu ứng trống và âm thanh cao độ từ các nhạc cụ khác nhau.

Khi tín hiệu âm thanh khuếch đại được phát ra từ loa tweeter, cuộn dây âm thanh (voice coil) sẽ tạo ra một từ trường bên trong khu vực lỗ hổng chính giữa nam châm.

Từ trường thay đổi làm cho cuộn dây và mái vòm của loa tweeter chuyển động về phía trước và ra sau, làm rung động không khí với tốc độ cao. Đây cũng là quá trình tạo ra âm thanh của loa tần số cao.

Tại sao loa tweeter lại quan trọng trong việc tái tạo âm thanh?

Âm nhạc được tạo nên từ các dải tần số khác nhau, là sự kết hợp phức tạp giữa các giai điệu và nhiều yếu tố. Những yếu tố này có thể kể đến như các nhạc cụ, giọng hát và các hiệu ứng được thêm vào khi làm nhạc.

Loa tweeter rất quan trọng trong một hệ thống âm thanh bởi nó có thể tạo ra tất cả các tần số mà con người có thể cảm nhận được. Cũng vì thế mà âm nhạc trở nên thú vị và tự nhiên hơn.

Hình ảnh âm thanh nổi (Stereo imaging)

Stereo imaging là khái niệm được dùng để mô tả cách âm nhạc được ghi và phát, mang đến các tín hiệu không gian cho não của bạn biết âm thanh phát ra từ đâu.

Âm nhạc bao gồm các âm thanh khác nhau, và hầu hết thuộc những dải tần mà con người có thể nghe được. Ngoài ra, âm nhạc ngày nay thường là âm thanh nổi và được ghi lại bằng cách cho phép tái tạo nhạc cụ phòng thu và vị trí âm thanh (trái, phải, giữa).

Tweeter trong xe hơi

Do loa tweeter tạo ra các âm thanh tần số cao, nó cũng hay được sử dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi. Hệ thống âm thanh xe hơi chất lượng thường sử dụng một loa trầm (woofer), một hoặc nhiều bộ phân tần thụ động và một loa tweeter.

Thông thường loa tweeter được đặt ở những vị trí không lý tưởng khi được sản xuất tại các nhà máy ô tô. Lý do là bởi các nhà sản xuất quan tâm đến sự dung hoa không gian trong xe và chi phí lắp ráp.

Vì thế, ngoại trừ các xe hạng sang có hệ thống âm thanh cao cấp, vị trí loa tweeter không được các hãng ô tô đặt nặng.

Loa tweeter được sử dụng như thế nào?

Các loa tần số cao không bao giờ được sử dụng một mình. Chúng thường được được sử dụng trong các hệ thống loa bởi một số lý do:

• Trong hệ thống loa 2 đường tiếng hoặc 3 đường tiếng để tạo ra âm thanh mà các loa khác không thể làm được.
• Để thêm âm thanh tần số cao (treble), tăng cường hiệu ứng.

Hầu hết các hệ thống loa ngày nay được gọi là hệ thống 2 đường tiếng bởi chúng sử dụng 2 loa với khả năng tạo ra các dải tần số còn hạn chế. Lý do là bởi gần như không có loa nào trên thị trường hiện nay với một màng loa duy nhất có thể tạo ra tất cả các dải âm thanh mà chúng ta nghe thấy.

Có thể hiểu một cách đơn giản là loa lớn thì không thể tạo ra các tần số cao (treble) và loa nhỏ không thể tái tạo các tần số thấp (bass) một cách tốt nhất.

Nhìn chung, một chiếc loa nên phụ trách tái tạo một dải tần số nhất định.

Tại sao loa tweeter lại cần các bộ phân tần?

Bộ phân tần chịu trách nhiệm hướng âm bass tới đúng loa. Chúng bảo vệ loa tweeter và ngăn chặn hiện tượng méo âm.

Một vài lý do khiến loa tweeter cần các bộ phân tần:

• Tweeter không thể phát âm thanh tần số thấp, âm thanh có thể bị biến dạng nặng.
• Có thể bị hỏng nếu phát một lượng lớn tín hiệu tần số thấp.
• Bộ phân tần làm giảm công suất sử dụng và bảo vệ loa tweeter.

Tìm hiểu bộ phân tần trong loa

Thông thường loa tweeter có một tụ điện mắc nối tiếp với các đầu nối dây. Theo quy ước thì nó thường là cực dương.

Các tụ điện hoạt động như một bộ phân tần âm thanh đơn hàng. Chúng có một bộ phân tần (crossover slope) hoạt động ở tốc độ -6dB mỗi octave. Octave là thuật ngữ được dùng trong âm thanh, mô tả việc tăng gấp đôi hoặc giảm một nữa tần số.

Bộ phân tần càng cao thì lọc ra càng nhiều âm bass trước khi chúng đến loa tweeter. -12db/octave (bậc 2) là một trong những cách phổ biến và hiệu quả nhất, tốn kém ít chi phí.

Tuy nhiên bộ phân tần bậc 2 yêu cầu thêm một cuộn cảm (inductor). Đây là cuộn dây phản ứng với âm nhạc và giảm công suất đầu ra của loa ở một số tần số nhất định.

Ý nghĩa của trở kháng trên loa tweeter

Trở kháng có đơn vị là Ohms (Ω) là thuật ngữ được dùng để mô tả tổng điện trở của dòng điện của một loa. Cuộn dây âm thanh (voice coil) của loa tweeter được cuộn thành nhiều vòng và tất nhiên cũng có điện trở.

Trở kháng rất quan trọng, nếu bạn chọn loa có trở kháng không phù hợp với các loa khác trong hệ thống âm thanh thì sẽ xảy ra tình trạng một loa sẽ phát ở âm lượng cao hơn các loa khác.

Thông thường, các loa âm thanh nổi tại gia có trở kháng 8Ω trong khi đó loa xe hơi là 4Ω. Tuy nhiên đây cũng chỉ là những con số gần đúng.

Công suất loa tweeter

Loa tweeter trung bình không thể xử lý lượng công suất lớn giống như những loa khác. Công suất của loa tweeter rơi vào khoảng 25 – 50W đối với các sản phẩm tầm trung được bày bán ngoài thị trường hiện nay.

Các loại loa tweeter phổ biến

Tweeter dome

Loa tweeter dome là mẫu loa phổ biến nhất hiện nay, có hình dạng vòm tròn và có đường kính nhỏ chỉ vài cm. Hình dạng vòm tròn bắt nguồn từ chữ “dome”, nó cũng làm gia tăng độ chắc chắn của loa bởi các va đập mà không cần gia cố thêm, do đó đáp ứng dao động nhanh hơn.

Vòm của loa tweeter dome có thể làm bằng nhiều vật liệu khác nhau như vải len hay lụa, một số được bôi thêm một lớp sơn lên bề mặt để tăng độ cứng và damping tốt hơn, phù hợp với dòng nhạc trữ tình hơn.

Tweeter kèn

Loa tweeter kèn được làm bằng hợp kim hoặc nhôm, có đường kính rộng, cấu tạo có hình dạng giống chiếc kèn. Loa tweeter kèn hoạt động ở tần số cao từ 3000 Hz trở lên tạo độ sáng, nhiều lúc là chói cho tiếng của loa.

Tweeter dải băng Elac Ribbon

Màng loa tweeter dải băng (Ribbon) là một lá kim loại (lamella) rất mỏng (0.84mm) gấp trong không gian ba chiều. Lá kim loại không rung động như màng loa treble dome, tùy theo tín hiệu âm thanh vào, các đoạn gấp sẽ xếp hay mở ra. Thay vì có trục, cuộn dây kim loại và bề mặt vải căng, nam châm,…tạo âm thanh thì loa riboon chỉ sử dụng duy nhất các nếp gấp kim loại này.

Loa tweeter ribbon có thể tái tạo các âm thanh có dải tần số lên tới 50000Hz, chính vì thế mang lại chất lượng âm thanh tốt hơn so với các dòng loa nhẫn hoặc loa treble dome truyền thống. Tuy nhiên, loa này cũng có một số nhược điểm về độ nhạy không cao, trở kháng thấp và dễ bị ảnh hưởng từ không gian môi trường xung quanh đến chất lượng âm thanh phát ra từ loa, cũng như từ loa tới tai người nghe.

Hiện nay, các nhà sản xuất thường kết hợp loa dải băng với các loại loa điện động để tận dụng ưu điểm của 2 loại loa cho chất lượng âm thanh tốt hơn.

Tweeter màng kim cương

Đây có thể nói là công nghệ loa treble hiện đại nhất và đắt tiền nhất trên thị trường hiện nay, mặc dù được phát minh ra từ 1998, nhưng đến năm 2010 mới có một nhà sản xuất giới thiệu sản phẩm loa treble kim cương đầu tiên.

Loa màng kim cương đường kính 2cm có khả năng tái tạo đến mức tần số quá sức tưởng tượng 100kHz, vận tốc truyền âm thanh loa đạt đến 18km/giây.

Loa tweeter kim cương hiện đã được các nhà sản xuất như Kharma, Marten Design, Avalon Acoustics sử dụng trong các thiết kế loa mới nhất của mình. Tuy nhiên, giá thành của loa có sử dụng treble kim cương có thể lên tới hàng nghìn đô la Mỹ.

Tweeter giấy

Loa tweeter giấy không được làm từ giấy giống như tên gọi tương tự của các loại loa trên, đây là tên gọi quen thuộc của những dân chơi âm thanh. Cấu tạo của loa được làm từ lụa mềm silk dome, so với tweeter kèn thì loa tweeter giấy cho chất lượng âm thanh mượt mà, trong trẻo hơn.