Vì sao kỹ sư chế tạo đôi loa tiền tỷ vẫn trung thành với loại vật liệu giá rẻ thường bị mỉa mai?

Kỹ sư chế tạo những đôi loa tiền tỷ tiết lộ: Vì sao họ vẫn trung thành với loại vật liệu giá rẻ thường bị mỉa mai? Những yếu tố quyết định âm thanh của loa lại chính là những chi tiết chẳng bao giờ được mang ra quảng cáo. Ngay cả những chuyên gia review từng chỉ trích gay gắt nhất về loại vật liệu này cũng vô tình chứng minh rằng các kỹ sư đã đúng. Hãy làm một phép so sánh: Giữa một cặp loa bookshelf làm từ gỗ MDF được gia cố chuẩn chỉ (giá làm thùng khoảng 87 đến $129) và siêu phẩm Magico M9 trị giá $750.000 là một mức chênh lệch giá lên tới 8.600 lần. Trong khi cặp loa rẻ tiền dùng MDF, thì bộ vỏ của M9 được dệt từ sợi carbon cao cấp. Vật liệu làm thùng loa là thứ khách hàng có thể nhìn thấy và chạm vào được. Chính vì thế, các nhà sản xuất luôn biến nó thành vũ khí marketing mạnh mẽ nhất. Thế nhưng, dữ liệu đo đạc từ các phòng thí nghiệm và ngay cả tài liệu kỹ thuật của các hãng lại cho thấy một hệ thống phân cấp ngược lại hoàn toàn. Cấu trúc xương thùng (Bracing), bông tiêu âm bên trong, độ dày của vách thùng và cách treo củ loa, mỗi yếu tố này đều tạo ra những thay đổi về mặt đo lường cộng hưởng lớn hơn nhiều so với việc chỉ đơn thuần thay đổi vật liệu làm vỏ.

Khi tiêu âm và xương khung loa đánh bại vật liệu vỏ

Nếu vật liệu làm thùng loa thực sự là biến số quyết định, thì việc đổi từ gỗ MDF sang nhôm nguyên khối phải tạo ra sự thay đổi lớn nhất trên các biểu đồ đo đạc. Nhưng thực tế lại không diễn ra như vậy. Trong một thử nghiệm, Tonestack đã so sánh ba thùng loa thể tích 19 lít được làm từ ván MDF, gỗ bạch dương và gỗ ván dăm (OSB) có cùng độ dày. Kết quả cho thấy: Việc lấp đầy bông tiêu âm vào bên trong hiệu quả hơn hẳn so với việc thay đổi vật liệu làm vỏ. Bông tiêu âm đã cắt giảm trung bình 10 dB áp suất âm thanh cộng hưởng bên trong, bất kể vỏ thùng được làm bằng gỗ gì. Bài kiểm tra này cũng lý giải vì sao kỹ thuật chế tác lại vượt trội hơn cái mác vật liệu. Tonestack ước tính rằng, một hệ thống khung xương thùng và cấu trúc hình học bên trong được tính toán kỹ lưỡng sẽ giúp giảm thêm 6 đến 10 dB hiện tượng sóng đứng, so với một thùng loa hình hộp chữ nhật trống rỗng làm từ cùng một loại vật liệu. Nói một cách dễ hiểu: Thùng loa sẽ thay đổi tích cực hơn khi cấu trúc bên trong được kiểm soát, thay vì chỉ tốn tiền nâng cấp vách ngoài từ MDF sang ván ép ép xịn. Nghiên cứu của thương hiệu Hi-End Von Schweikert Audio cũng đồng tình với quan điểm này. Qua quá trình sử dụng tia laser để đo giao thoa rung chấn, hãng nhận thấy việc dùng vật liệu chống rung để treo củ loa thay vì bắt vít trực tiếp vào vách thùng đã làm giảm cộng hưởng tới hơn 12 dB.

Điểm yếu chí mạng của vật liệu siêu cứng: Hiện tượng vọng âm

Độ cứng cáp giúp thùng loa không bị uốn cong dưới áp lực lớn, nhưng nó không mặc định mang lại sự tĩnh lặng. Khi các vật liệu siêu cứng như nhôm hay sợi carbon bị kích thích rung động, chúng có tính suy giảm nội tại rất thấp. Hậu quả là năng lượng bị tích tụ và giải phóng ra dưới dạng tiếng vọng kim loại. Magico cũng thẳng thắn thừa nhận hiện tượng vật lý này. Để khắc phục sự cộng hưởng của kim loại, hãng phải ứng dụng kỹ thuật tiêu chấn đa lớp cực kỳ phức tạp để triệt tiêu năng lượng dư thừa. Tương tự, khi Bowers & Wilkins quyết định thay thế cụm Turbine Head trên dòng 800 Series từ vật liệu đá nhân tạo Marlan sang khối nhôm đúc nặng 17kg, họ đã phải bơm đầy các lớp polymer nhiệt dẻo vào bên trong để khóa toàn bộ rung chấn của khối kim loại này.

Mức giá tiền tỷ thực sự nằm ở đâu?

Khi nhận ra những giới hạn vật lý của vật liệu, chúng ta sẽ hiểu vì sao khoảng cách giá cả lại lớn đến vậy. Một tấm MDF thô chỉ vài chục USD, nhôm khối đắt hơn khoảng 6 đến 8 lần. Sự chênh lệch nguyên vật liệu thô không bao giờ tạo ra được khoảng cách giá lên tới hàng ngàn lần. Phần chi phí khổng lồ của một đôi loa Hi-End nằm ở giai đoạn sau: phay cắt CNC, tạo hình khối cong, dán ép, nhồi vật liệu tiêu âm và lắp ráp với độ dung sai tính bằng micromet. Ví dụ, với vật liệu X-Material độc quyền của Wilson Audio, điểm ăn tiền không phải vì nó là vật liệu dị biệt, mà vì hãng đã chế tác để nó chỉ cộng hưởng ở một tần số rất dễ dự đoán (khoảng 1.2 kHz). Khi vật liệu hoạt động có thể kiểm soát, các kỹ sư mới có thể thiết kế cấu trúc thùng loa để dập tắt hoàn toàn rung chấn đó.

Sự tồn tại bền bỉ của gỗ MDF ở phân khúc Hi-End

Dù thường xuyên bị gán mác vật liệu rẻ tiền, MDF vẫn là sự lựa chọn ưu tiên của nhiều hãng loa đầu bảng khi họ cần một khối lượng quán tính lớn và khả năng tự tiêu chấn tốt. Điển hình như Focal với dòng loa Sopra cao cấp, họ sử dụng khối MDF đồ sộ để tạo sự đầm chắc, sau đó dùng phần mềm lập bản đồ rung chấn để tìm ra các điểm yếu trên vách và gia cố chính xác tại đó. Hay như Von Schweikert Audio, sau 2 năm đo đạc bằng laser, họ vẫn quyết định dùng MDF ngâm nhựa thông làm lớp vỏ ngoài cùng cho cấu trúc thùng 3 lớp của mình. Tóm lại, dù ở phân khúc bình dân hay siêu cao cấp, mọi đôi loa đều phải đối mặt chung với một bài toán vật lý: Làm sao để vách thùng không phát ra âm thanh. Các vật liệu đắt đỏ như nhôm hay sợi carbon cung cấp nền tảng vật lý vượt trội, nhưng nó không phải là phép màu thay thế kỹ thuật. Yếu tố thực sự nhào nặn nên một dải trầm sâu và một nền âm đen nằm ở cấu trúc khung xương, vật liệu tiêu âm bên trong và cách các kỹ sư kiểm soát rung chấn của toàn bộ hệ thống. Nguồn: headphonesty