“Độ” (modifying) mạch điện khi DIY tube amp. Print
Written by tuyenphuc   
Monday, 10 February 2014 16:42

Khi phân tích về âm thanh, cho dù là nghe nghe nhạc nghiệp dư hay làm show chuyên nghiệp, bạn đã đi vào một lĩnh vực rất bao la mà cho đến nay, nhờ công nghệ phát triển liên tục, mới giải thích được phần nào. Chưa kể đến thẩm âm, mỗi người mỗi khác (người nào cũng có 2 lỗ tai, nhưng chưa chắc 2 bên tai của chính bạn đã nghe giống nhau, so với người khác còn khác nhau xa hơn) nên khó thể nào phân định được loại AT nào hay tuyệt đối, phù hợp cho tất cả mọi người. Bài viết sau sẽ phân tích AT, nhìn theo góc độ kỹ thuật, không phải theo thẩm âm, viết chủ yếu cho người không rành kỹ thuật có thể hiểu được, nếu vài chỗ nghe hơi trái tai, mong các bạn thông cảm.

Trước hết tôi bổ sung thêm vài yếu tố cho bài viết đầu tiên của tôi trên web này: Ampli đèn lên ngôi.

Đường biểu diễn đáp ứng của đèn điện tử thật ra không phẳng như tôi đã viết trước đây, mỗi loại đèn đều đáp ứng với tín hiệu AT khác nhau. Có thể tạm chia mạch tube amp ra 2 loại: PP (push-pull) và SE (single-end). PP là mạch điện có n2 bóng công suất ở tầng cuối cùng, mỗi bên chỉ khuyếch đại một nửa chu kỳ sóng sine của tín hiệu AT, nôm na là một bên kéo (pull) thì bên kia đẩy (push), và ngược lại. Loại mạch này thường có CS cao, đáp tuyến ở phần mid võng xuống, ở hai cực lại nâng cao. Tiếng bass đầy và mạnh, thích hợp để nghe loại nhạc êm dịu, nhẹ nhàng, đơn giản. SE là loại mạch ráp cho ampli ở tầng cuối chỉ có 1 bóng đèn (có thể đấu song song nhiều đèn để tăng CS). Loại mạch này ngược với PP, có tone mid trội hẳn lên, hai cực giảm xuống, tiết tấu bài nhạc nghe rất rõ, thích hợp để nghe loại nhạc nhiều tiết tấu như hòa tấu, rock v.v. Phải nói thêm, mạch SE chỉ ráp cho đúng loại bóng SE, cũng là đèn 3 cực nhưng chỉ có 4 chân, chân đốt tim cũng là chân cathode nên mới có được AT đặc thù như vậy. Ngoài ra cũng còn loại mạch nữa, cũng single-end nhưng xài loại bóng 3,4,5 cực loại thường, 2 chân đốt tim riêng biệt. Loại này thường bị gọi nhầm cũng là SE nhưng đúng ra phải gọi là mạch class A, có đáp tuyến gần giống như SE nhưng AT không rõ nét.

Muốn hiểu rõ hơn, phải so sánh với hệ thống amli xài transistor, bán dẫn. Khuyết điểm duy nhất của loại này là chất liệu silicon chưa được tinh chất 100%, vẫn là rào cản khi tín hiệu AT đi qua nó. Thí dụ: Điện thế DC khi qua mối nối NP bất kỳ của transistor CS sẽ bị tiêu hao điện thế khoảng 0.6V, Loại FET, MOSFET đỡ hơn, nhưng vẫn khoảng 0.3V. Khi ampli chạy với cường độ và hiệu điện thế càng cao càng tỏa nhiệt ra càng nhiều. Chính vì thế, đây là tác nhân làm cho amp bán dẫn thua sút amp đèn. Nhưng chỉ có ở tầng CS thôi, vì ở pre-amp nó xài rất nhiều op-amp (khuếch đại vi sai). Nghe tên là biết, trong loại mạch này có rất nhiều tầng khuếch đại, qua mỗi tầng, tín hiệu lại được hồi tiếp (feedback) về tầng trước, so sánh rồi chỉnh sửa liên tục để cho ra kết quả sau cùng là tín hiệu AT nguyên bản nhất. Lại được thêm công nghệ digital hỗ trợ, có thể nói, ngoại trừ phần CS, công nghệ bán dẫn hiện nay đã đạt gần như tuyệt đối, có thể tạo ra AT bất kỳ nếu muốn, vấn đề là người nghe muốn nghe ra sao thôi. Nói cũng không ai tin, đến khi nào thế giới sản xuất ra ampli không còn bị nóng nữa thì tube amp sẽ mất đất sống. Nhưng các bạn đừng lo, ít nhất cũng vài chục năm nữa mới xảy ra chuyện này.

Trở lại vấn đề, như đã biết, tín hiệu điện tử đi trong bóng đèn khá thông suốt, không bị cản trở. Mặc dù, do vật liệu chế tạo, hình dáng bản cực v.v có thể làm tín hiệu có khuynh hướng đáp ứng với giải tần nghe được của con người hơi khác biệt với nhau, thì đường biểu diễn của nó vẫn là một đường cong mượt mà, khác với đường thẳng nhưng gập ghềnh, lởm chởm ở đâu đó của bán dẫn (vì lý do thương mại, đồ thị của amp bán dẫn không bao giờ vẽ ra, vì biên độ nhỏ hay những khía ở vài tần số đặc trưng, chỉ khi đo thật tế mới thấy). Chỉ cần một thí dụ này, các bạn đã có thể tự tưởng tượng và nhận định được sự khác biệt về AT của 2 hai loại hình máy nghe nhạc rồi đó.    

Vì những lý do nêu trên, AT của đèn điện tử rất đa dạng, có thể đáp ứng với từng loại thẩm âm của người nghe, ai thích loại nào thì xài loại mạch hay loại bóng đèn tương ứng, không cần đến thiết bị phức tạp, thích hợp cho hệ AT dân dụng đơn giản. Nhưng dân DIY tube amp thì không chịu như vậy, nghe mãi một thứ AT hoài cũng chán, họ bèn tìm mọi cách để chỉnh sửa lại AT của ampli đèn. Việc làm này gọi là modifying, gọi tắt là “mod”, nôm na VN gọi là “độ”.

Với cấu trúc ampli đèn khá đơn giản, chỉ có pre- và power-amp, tổng cộng vài chục linh kiện thì làm sao “độ” được đây? Nhưng nói chung, “độ” nghĩa là làm cách nào đó thay đổi được tính chất AT ban đầu của nó. Xét về mặt kỹ thuật, có thể chia ra vài cách sau:

1/ Thay đổi cường độ công suất của bóng đèn: Bạn có thể thay đổi điện thế phân cực cho bóng đèn CS bằng nhiếu cách. Giảm điện thế âm cho lưới khiển, giảm điện trở cathode, tăng điện áp vào anode v.v. Dĩ nhiên, khi CS tăng tối đa, AT ra sẽ mạnh và bén tiếng lên rất nhiều. Cách này chỉ nên xử dụng trong thời gian ngắn, chẳng hạn tôi hay dùng cho show sân khấu, nếu như dùng để nghe nhạc hàng ngày thì không nên vì nó làm giảm tuổi thọ bóng đèn rất nhiều.

2/ Chỉnh sửa phần âm sắc (tone): Phần này thì đơn giản, chỉ cần ráp thêm phần tone baxandale cơ bản là có thể tùy ý chỉnh sửa. Có thể thêm vài mạch LC vào đường dẫn tín hiệu. Nếu muốn phức tạp hơn, có thể ráp dạng EQ (equalizer) bằng cách thêm nhiều đèn pre-amp, mỗi đèn đôi cho 1 band, khuếch đại rồi hồi tiếp ngược về qua RC để chỉnh sửa. Đây là cách chỉnh sửa âm sắc bằng bóng đèn tốt nhất. Bạn nào siêng có thể làm EQ 15 band đôi (2/3 octave), xài 15 đèn 12AX7 cho bà con lác mắt chơi.

Tube amp bắt buộc phải chỉnh sửa âm sắc (tone), cách đơn giản là ráp thêm pre-amp như đã nói ở trên. Trên thế giới này chưa có công nghệ nào mà phần khuếch đại không qua bộ chỉnh sửa âm sắc. Chưa kể đến đến đáp tuyến của mỗi loại đèn mỗi khác, tai người cũng nghe tần số khác nhau, lý do chính, loa là thiết bị làm méo dạng AT nhiều nhất, hơn 100% Công nghệ làm loa tân tiến đến đâu cũng không triệt được khuyết điểm này, may ra chỉ giảm thiểu phần nào bằng crossover passive bên trong. Bên pro-sound phải dùng thiết bị gọi là quản lý loa (speaker management) để chỉnh sửa cho từng loại loa, mỗi loại loa có biểu đồ riêng biệt, có thể khác nhau rất xa. Vì vậy không thể có hệ thống tube-amp nào không có tầng chỉnh tone lại này, dù rất đơn giản. Chỉ khi nào bạn mua cả hệ thống cùng 1 nhãn hiệu, gọi là máy bộ, khi đó họ đã tích hợp mạch chỉnh sửa vào trong thiết bị, gọi là fix tone. Những loại này hiếm khi họ cho ra schematic để người khác có thể hiểu ý đồ của họ. Nhưng nó vẫn còn khuyết điểm là đĩa nhạc thì khá đa dạng, nếu phải nghe hoài một loại AT, rất mau chán.

Đôi khi, nếu bạn thêm một mạch hồi tiếp nào đó có tác động cộng hưởng, giảm hay tăng một hay nhiều tần số đặc trưng nào đó (nếu trùng hợp với ưu/khuyết điểm của bóng đèn hay loa) sẽ tạo ra loại AT khác có thể hay bất ngờ. Nhưng cũng có thể chỉ là loại AT nghe lạ tai, bạn chưa nghe bao giờ mà thôi.

3/ Chỉnh sửa hình dạng sóng sine: Bạn có thể tạo mạch điện tử để bóp hay bung 2 cạnh của sóng tín hiệu, làm cho AT nghe có vẻ mỏng hay dầy hơn. Loại này bên pro-sound có nhiều tên gọi: BBE, sound-enhance expander, exciter v.v. nhưng ít có loại nào phù hợp trở kháng với đồ đèn. Cũng có thể DIY được, hơi tốn công một chút. Còn bạn nào có điều kiện, hãy mua thiết bị ráp sẵn bằng đèn 12AX7 của hãng Behringer gọi là TUBE ULTRAFEX T1954, giá cũng rất mềm so với hàng high-end. Ngoài ra còn có thể ráp thêm mạch compressor, “nén” cái đầu của hình sine xuống, tạo ra tiếng bass chắc nịch như trong nhạc disotheque.

4/ Thêm hay bớt họa âm của nốt nhạc: Âm nhạc có cấu trúc bội âm (overtone), họa âm (harmonic) chịu trách nhiệm về chất lượng âm của nốt nhạc (***). Khi bạn bỏ bớt một hay vài họa âm này, AT sẽ hóa ra trong trẻo khác thường. Chỉ làm được hiệu ứng này khi có công nghệ digital hỗ trợ, analogue thì vô phương. Trong forum có bạn thông báo, có tay DIY nào đó trên thế giới đã mầy mò nối tín hiệu analogue vào chip AD/DA của một cái sound card, tình cờ cũng tạo ra hiệu ứng tương tự. Cũng phải dính vào digital thôi.

Nói tóm lại, khi “độ” có nghĩa là bạn đang mầy mò, thử và sai (trial and error), sửa lại mạch điện, làm sao giảm thiểu những khuyết điểm của thiết bị đang có. Có thể tốn rất nhiều công sức (mới dzui), nhưng nếu để ý hiểu rõ những cách thức trên, bạn sẽ làm nhanh hơn nhiều. Nhưng nên nhớ, không nên tác động vào mạch điện của power-amp nhiều quá, vì bạn đang làm tăng độ méo dạng (distortion) của nó, mà cái này chính là thước đo chất lượng của hệ thống. Ở pre-amp thì được, vì chỉ là chỉnh sửa lại theo thẩm âm (favourite) của từng người

Bất kỳ hệ thống nghe nhạc nào cũng cố gắng tái tạo lại những AT trong tự nhiên, chí ít là những bài nhạc do studio sản xuất ra. Đĩa CD bạn có trong tay là công trình nghệ thuật lẫn kỹ thuật của rất nhiều chuyên gia đã đổ tâm óc vào trong đó. Vì vậy, bản chất nó đã rất hay rồi, chỉ có thiết bị bạn đang xử dụng làm nó dở đi thôi. Bạn hãy thử nghe nhạc bằng head-phone loại xịn (vài trăm $) sẽ chứng minh điều này, nhớ là nghe trực tiếp từ CD player loại tốt nhé.

Hầu hết chuyên gia, nhạc sĩ về AT đều công nhận, khi nghe nhạc từ mức độ 80dB SPL trở lên thì mới bắt đầu có cảm giác về âm nhạc, tôi thấy có nhiều bạn nghe bằng AT quá nhỏ. Vả lại, loa cũng cấn mức độ CS nào đó để làm rung động màng loa, khi đó mới cho ra AT có chất lượng tốt nhất. Tôi có nhờ vài soundman pro chỉnh dùm một số hệ thống high-end, họ đều nói: “Nghe nhỏ quá làm sao chỉnh được”. Loa, dù lớn hay nhỏ cũng không dễ dầu gì bị cháy, có lẽ vì quá mắc tiền nên nhiều bạn sợ vặn lớn sẽ hư hỏng. Khuyết điểm lớn nhiều khi ở chỗ này.

Còn khá nhiều vấn đề, không viết ra trong một bài được, mời các bạn vào forum để thảo luận đề tài này sâu hơn. Tôi đang nghiên cứu kết hợp pro-sound và tube-amp, kết quả rất khả quan, tương lai sẽ trình bày cho các bạn trong thời gian gần nhất.

(***) Những kiến thức cơ bản về bản chất AT và tai con người rất nhiều, không viết trong bài này. Mời các bạn đọc chương 2 và 3 của Giáo trình pro-sound sẽ hiểu rõ hơn. Nhiều kiến thức về pro-sound cũng bổ sung phong cách nghe nhạc của bạn tốt hơn.