Công nghệ đĩa than hay còn gọi là vinyl LP đã xuất hiện 70 năm và hiện nay con số 33⅓ vòng trên một phút đang dần hiện lên trên các dàn âm thanh, việc các công nghệ âm thanh đĩa than đang dần hồi sinh thì có khá nhiều bạn vẫn chưa hiểu được cơ chế của việc phát nhạc vinyl khác với digital audio như thế nào. Thì hôm nay mình sẽ giới thiệu một cách tổng quan làm thế nào từ các đĩa than lớn này ra được chất lượng âm thanh mà nhiều người yêu thích
Ý tưởng đầu tiên đã xuất hiện cách đây 140 năm tuổi nhờ thiết kế phonograph (máy hát đĩa) của Edison và những bản thu đầu tiên cũng đã đã xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1948 nhờ Columbia với chiếc đĩa than 12inch đầu tiên trên thế giới. Lần đầu tiên được giới thiệu trước công chúng đó là vào ngày 20 tháng 6 năm 1948 tại Waldorf-Astoria Hotel, New York. Và từ đó cho đến nay là nhiều những công nghệ mới và cơ chế mới, tuy nhiên công nghệ âm thanh vinyl vẫn còn tồn tại qua bao thế hệ với cơ chế cơ khí chính xác đến từng chi tiết những âm thanh của các mâm turntable vẫn làm say đắm biết bao thế hệ audiophile.
1/ Các khe rãnh trên đĩa than
Các rãnh trên đĩa than có dạnh vòng xoắn nhẹ hướng về trung tâm đĩa và thường có độ rộng rãnh nhỏ chỉ khoảng 0.04-0.08mm (tùy thuộc vào cường độ của âm thanh). Nếu các bạng rải thẳng các rãnh xoắn ốc trên sẽ có độ dài lên đến khoảng 500m.
Hai mặt của khe rãnh sẽ nằm đối diện với nhau và nhấp nhô khác nhau, mỗi mặt của rãnh này sẽ mang tín hiệu âm thah của một kênh của âm thanh (2 mặt rãnh = 2 kênh trái phải). Mặt cạnh gần bên ngoài vòng đĩa than nhất là mặt giữ thông tin của kênh bên phải, và những thông tin này có thể được thể hiện thông qua những khu vực nhỏ chỉ khoảng một micron (1 phần ngàn của một millimeter), vì thế các bạn có thể thấy một chiếc đĩa như vậy nhưng lại chứa được rất nhiều thông tin âm thanh. Và cũng là lý do mà các bạn có thể hiểu tại sao các mâm đĩa than, hoặc các máy ghi đĩa than đều cực kỳ nhạy cảm với các rung động từ bên ngoài và các yếu tố khác.
2/ Cartridge (Kim)
Nhiệm vụ của kim cartridge để track, truyền lại những rung động trên các khe rãnh trên đĩa than một cách chính xác nhất. Cụ thể hơn là nhiệm vụ của của đầu stylus (đầu kim), đầu kim thường được sử dụng các thành phần có độ cứng cực kỳ cao và thông thường là kim cương công nghiệp nếu so với kim cương trong các sản phẩm nữ trang thì không có được độ tinh khiết và trong trẻo giống như trên nữ trang nhưng có độ cứng tương đương.
Đầu kim cương thường thường được mài nhọn thành một điểm rất nhỏ, mỗi hãng làm kim đều có một thiết kế kiểu dáng đầu kim khác nhau nhưng cần phải có thể track được những thông tin trên khe rãnh chính xác nhất có thể.
Những chuyển động và cường độ di chuyển của đầu stylus là những gì được truyền tải thành các tần số và cường độ âm lượng, nói chung là những âm thanh mà bạn nghe được thông qua đều được bắt đầu thông qua đầu kim stylus trước. Những chuyển động của đầu kim được truyền tải qua cây cantilever, đây là ống dẫn được đặt đầu kim stylus và cũng sẽ rung động theo đầu kim và truyền tải rung động đến phần bên trong của thân cartridge.
Đến đây thì các bạn sẽ thấy sự khác biệt giữa 2 loại đầu kim là: Moving Magnet (MM) và Moving Coil (MC), mặc dù cả hai đầu cartridge đều sử dụng nguyên tắc vật lý tái tạo dòng điện dựa trên chuyển động trong trường điện từ.
Giống như tên gọi thì Moving Magnet, thì phần nam châm của kim MM sẽ nằm ở cây cantilever di chuyển để tái tạo dòng điện trong khi đó hai phần coil trên cartridge sẽ được cố định. Còn trường hợp của Moving Coil, thì phần đuôi của cantilever sẽ có một coil được gắn ở phần đuôi và phần nam châm sẽ được cố định.
Tuy nhiên theo dân gian thì đầu MM sẽ đầu kim thông thường với khả năng dễ dàng thay đổi đầu stylus và độ bền cao hơn so với MC, cũng như cường độ dòng điện cũng cao hơn so với các MC. Còn đầu MC đắt hơn, không thay thế stylus được, mong manh dễ vỡ hơn và cường độ dòng điện cũng nhỏ hơn so với kim MM vì thế cần đến một step-up transformer để tăng cường độ dòng điện lên để phù hợp với phonostage tuy nhiên độ chính xác cao hơn các MM thông thường.
Về nguyên tắc hoạt động khi thì từ trường biến thiên khi thông các vòng coil nhỏ sẽ tạo ra các tín hiệu dòng điện có cường độ nhỏ biến thiên. Cường độ dòng điện sẽ được khuếch đại và truyền đến ampli để phát ra loa. Trong khá nhiều trường hợp các bạn cần phải sử dụng đến một phonostage làm cầu nối trung gian giữa mâm than turntable và ampli/ pre-amp.
3/ Phonostage
Một hạn chế khi sử dụng đĩa than đó là tín hiệu gốc của đĩa than đã được ảnh hưởng và xử lý trước khi được thu và in lại trên đĩa, vì thế thông thường tần số thấp ở dải trầm bị giảm đi nhiều và các tần số cao được đẩy lên. Điều này được quản lý bởi RIAA (Record Industry Association of America) và dải EQ đã trở thành quy định chung. Nếu các bạn đã từng thử cắm đầu output của Turntable trực tiếp vào line-level input của amply thì thông thường các bạn sẽ có một âm thanh rất nhỏ và có chất lượng âm thanh mỏng, sáng và không có dải trầm.
Mỗi chiếc phono stage đều có một analog EQ để làm đảo ngược quá trình này vì thế sẽ đẩy dải bass và giảm treb để chất âm được cân bằng. Và phonostage cũng là một mạch khuếch đại với cường độ dòng điện chỉ một vài phần ngàn Volt trong khi đó đầu ra tiêu chuẩn của các DAC, CD sẽ từ 2V – 2,5V vì thế tín hiệu đầu ra của mâm đĩa than cần phải được khuếch đại trước khi truyền đến chiếc amply của bạn.
Đến đây chắc các bạn cũng có thể hiểu được cơ chế căn bản của việc phát nhạc qua đĩa than, toàn bộ analog mà không có được sự ảnh hưởng bởi các thành phần digital. Tuy nhiên việc để setup một mâm turntable là điều đòi hỏi kiến thức và sự tỉ mỉ đến từng chi tiết, và các bạn cũng có thể hiểu được tại sao các chiếc kim cartridge nhỏ bé như vậy nhưng lại có giá khá cao và được bảo quản cực kỳ kỹ càng. Bài viết này vẫn còn nhiều điểm khá sơ sài để cho những bạn đang sử dụng digital audio có thể hiểu được sơ về thế giới của âm thanh analog, còn với những bạn đã biết rồi thì sẽ có những bài viết sắp tới cụ thể và chuyên sâu hơn.
