Thiết kế âm thanh cho phòng chiếu phim, nghe nhạc, karaoke…

Tạp âm, kích thước phòng, cách bố trí thiết bị và vật liệu cách âm… tất cả có thể là nguyên nhân làm cho hệ thống âm thanh của bạn nghe chưa được ưng ý mặc dù hệ thống âm thanh đó có giá trị rất cao. 

Tạp âm có thể xuất phát từ bên ngoài, từ máy điều hoà, từ chính hệ thống âm thanh và thậm chí của chính phòng nghe tạo ra. Để biết được tạp âm xuất phát từ đâu, hãy nghe nhạc từ phía sau của loa.

Để có được phòng nghe tốt, bạn cần lưu ý các vấn đề sau:

A. Kích thước phòng

Phòng quá nhỏ, hẹp sẽ không thể nghe được những âm thanh tần số quá thấp cho dù thiết bị vẫn phát dải tần số đó. Để nghe được tần số 20 hz, cần phòng nghe có đường chéo tối thiểu 8,53 mét. Tức là, phòng càng nhỏ, càng mất bass. Đây là lợi thế thuộc về những người có “nhà cao cửa rộng” khi nghe âm trầm.

Tuy nhiên, đa số dân nghe nhạc chấp nhận mức âm thanh có dải tần thấp tới 50Hz. Nghĩa là chỉ cần phòng nghe có đường chéo tối thiểu 3,41 mét. Nếu bạn có điều kiện thiết kế một phòng nghe ngay khi dựng nhà, hãy áp dụng phương pháp tỷ lệ về kích thước phòng như sau: cao x rộng x dài = 0,618 x 1 x 1,618. Đây là tỷ lệ rút ra được khi đo thực nghiệm các công trình xây dựng của người Hy Lạp cổ đại. (Kinh nghiệm thực tế thường lấy số chẵn như sau: 3 x 4 x 5 (m) ).

B. Vật liệu cách âm và hút âm

Vải có tác dụng hút 70% âm bổng (treble) và phản hồi gần 100% âm trầm (bass), nếu sử dụng vải làm vật liệu cách âm thì ta sẽ nghe tiếng bass lớn hơn tiếng treble.

Âm thanh trong phòng kín được tạo từ âm thanh trực tiếp và âm thanh phản hồi (phản xạ âm), âm thanh trực tiếp được phát ra gần với loa còn âm thanh phản hồi sẽ vang xa. Khi sử dụng vải làm vật liệu cách âm, âm thanh phản hồi sẽ bị hấp thụ, giúp bạn nghe âm thanh mượt mà hơn.

Tại các phòng chiếu phim, phòng karaoke, người ta thường sử dụng vải nhung làm thiết bị cách âm.

Ngoài ra còn có một số vật liệu cách âm và hút âm khác như: vải thủy tinh, bông thủy tinh, giấy bạc, bông khoáng Rockwool (len đá), xốp đệm, lăn gai tường, thảm, thanh gỗ ghép…

Lưu ý: tối kỵ treo quá nhiều tranh ảnh, các vật liệu cứng trong phòng nghe âm, phòng thu âm vì chúng sẽ làm bạn có cảm giác âm thanh không được trung thực (có nhiều tạp âm).

C. Tiêu tán âm

Trong một phòng nghe, thường xảy ra hiện tượng phản xạ sóng âm (tạo tiếng vang, âm thanh phản hồi). Sóng phản xạ này thường sai pha so sóng tới phát ra từ loa tạo nên cộng hưởng âm hoặc triệt tiêu âm ở các vị trí khác nhau trong phòng khiến âm thanh không còn trung thực.

Cách tốt nhất để triệt tiêu hiện tượng này là... đập hết tường. Nhưng tất nhiên ít ai làm như vậy, giải pháp là bài trí các vật liệu tiêu tán âm phổ biến như trong phần cách âm đã nêu.

Người ta đặc biệt chú ý đặt vật hút âm ở những góc của phòng nghe, vì sóng âm đi đến những khu vực này thường tạo thành những phản xạ âm học rất phức tạp. Cách khắc phục đơn giản, phổ biến là dựng những cột vải tròn ở những góc này.

Ngoài ra, trong phòng nghe thường xảy ra hiện tượng cộng hưởng sóng âm. Hậu quả của nó là mức âm lượng nghe được sẽ khác nhau ở các vị trí khác nhau trong phòng nghe (như tiếng bass thường mạnh hơn khi bạn ngồi ở góc phòng, sát tường, hay khi bạn ngồi dưới đất). Cách khắc phục là thực nghiệm dịch chuyển vị trí loa đến khi có được âm thanh ưng ý tại vị trí nghe.

Nhiều người thừa nhận: “Âm thanh hay, là âm thanh có qua ít nhất một lần phản xạ”. Do vậy, người ta không tìm cách tiêu âm hoàn toàn, mà có thể bố trí những vật dụng phản xạ âm ở phía sau thùng loa, và hai bên phòng nghe.

Vật dụng tán âm đơn giản là những thanh gỗ ghép tạo khe tán âm. Tất nhiên, tiêu tán âm càng lớn thì hiệu suất của hệ thống âm thanh sẽ càng nhỏ (điều không mong muốn). Nhưng tiêu tán đến mức độ nào, tiêu tán âm ở dải tần số nào còn tuỳ thuộc vào sở thích của người nghe. Những người thích âm thanh có biên độ lớn thường không bố trí quá nhiều những vật dụng hút âm.

D. Chọn loa

Trên thị trường có vô số loa với giá và chất lượng khác nhau. Thông thường, giữa giá, thương hiệu và chất lượng âm thanh không phải lúc nào cũng có quan hệ thuận chiều. Vậy, khi bắt đầu mua loa, bạn hãy tham khảo các tạp chí viết về các sản phẩm nghe nhìn, nơi có những bài viết khá khách quan về chất lượng của các hệ thống âm thanh trong đó có loa. Kế đến, tham khảo bạn bè có hiểu biết và kinh nghiệm về âm thanh. Sau đó, lập danh sách các sản phẩm dựa theo mục đích sử dụng và khả năng tài chính của bạn. Giờ đây, danh sách các "ứng viên" sẽ ngày càng ngắn gọn hơn, giúp bạn chọn lựa nhanh chóng và dễ dàng.

Xin giới thiệu vài tiêu chí chọn sản phẩm loa:

1. Kích thước, kiểu dáng tương thích với phòng nghe Một số người muốn kích thước loa phải hài hòa với nội thất trong phòng. Ngược lại, có người lại muốn hệ thống âm thanh trở thành bộ phận trung tâm trong phòng nghe và họ không quan tâm đến kích thước to hay nhỏ của loa. Kiểu dáng của loa cũng là yếu tố cần quan tâm. Một thùng loa xấu xí ắt hẳn sẽ gây phản cảm khi nó đứng bên cạnh những bộ đồ gỗ quan trọng. Nhiều cặp loa hi-end có kết cấu rất đẹp đã tôn thêm nét sang trọng trong ngôi nhà của bạn. Tuy nhiên, những bộ loa đó thường khá đắt. Khái niệm loa "book-shelf" chỉ dùng cho các cặp loa nhỏ, nhưng loa "giá sách" sẽ không thể hiện được hết vẻ đẹp âm thanh vốn có khi bị đặt trên giá sách. Nên đặt chúng trên kệ loa, bởi vị trí này giúp loa tạo âm hình đẹp và trong trẻo hơn.

2. Tương thích giữa loa và hệ thống âm thanh Đầu tiên là độ nhạy của loa, tạm hiểu là độ lớn âm thanh mà loa có thể đưa ra với một mức công suất ampli nhất định. Độ nhạy của loa được đo bằng mức nén âm thanh từ khoảng cách 1 m khi loa được cấp công suất 1 W. Độ nhạy là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của loa ở mức công suất ampli nhất định. Một yếu tố khác về điện tử mà bạn cần lưu ý là trở kháng loa. Nếu trở kháng loa càng thấp thì yêu cầu đặt ra là bộ khuếch đại âm tần (Audio amplifier) phải có trở kháng ra cũng thấp tương tự. Nếu bạn chọn loa trở kháng thấp, phải chọn Amplifier có trở kháng ra nhỏ hơn hoặc bằng trở kháng của loa. Về nhạc tính, bạn nên chọn những loa có âm thanh càng tự nhiên càng tốt.

3. Sở thích nghe nhạc Loa hoàn hảo là loa đáp ứng được các thể loại nhạc, từ thính phòng giao hưởng đến nhạc rock (đáp ứng được cả dải tần số audio). Nhưng thực tế các loa như thế thường thì rất đắt tiền mà công suất thường không lớn, do đó tùy mục đích sử dụng (cho thể loại nhạc) mà ta chọn loại loa thích hợp. Nếu bạn thường nghe nhạc hòa tấu và phòng nghe nhỏ thì chọn loa chọn loại loa book-shelf. Ngược lại, nếu bạn mê nhạc rock, yêu cầu âm thanh có biên độ lớn, đáp ứng được tần số thấp và tiếng bass lớn, nên chọn loại loa cột, loa lớn; Nếu sử dụng cho hệ thống âm thanh công suất cực lớn (âm thanh quán bar, âm thanh vũ trường, âm thanh sân khấu...) thì chọn loại loa có hiệu suất cao và loa đáp ứng từng dải tần số riêng biệt như dải tần số cao (high range), dải tần số trung bình (midrange), dải tần số thấp (bass, sub-bass). Mỗi loại loa có ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Tìm được loa hợp sở thích nghe nhạc, bạn sẽ được thưởng thức bản nhạc yêu thích một cách tuyệt vời. Khi chọn mua loa, hãy mang theo vài đĩa CD có những thể loại nhạc bạn ưa thích để thử. Cặp loa nào đáp ứng tốt nhất là cặp loa bạn nên chọn mua về. 4. Chọn nơi bán hàng Chọn những nơi cung cấp thiết bị âm thanh sẵn sàng cho khách hàng nghe thử nhiều loa khác nhau và tư vấn cho bạn những lời khuyên bổ ích trong việc phối ghép cả hệ thống âm thanh, cho bạn biết ưu - nhược điểm của từng loại loa. Bạn có thể liên hệ Trung tâm nghiên cứu Âm thanh để tư vấn cụ thể.

E. Dây loa và amplifier

Về nguyên tắc, ta nên đặt amplifier càng gần vị trí đặt loa càng tốt, như thế sẽ giảm được tổn hao công suất trên dây loa. Ngoài ra, chất lượng của dây loa ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng âm thanh, có những bộ dây lên tới hàng trăm USD. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại nhãn hiệu dây loa "hi end" nổi tiếng như: Van Den Hui, Transparent, Synergitic, Purist Audio. Chất lượng của dây loa phụ thuộc nhiều vào chất liệu chế tạo nên chúng như vàng, bạc, đồng, bạch kim hay hợp kim…, phụ thuộc vào công nghệ chế tạo, tiết diện của dây (cũng chính là thương hiệu của nhà sản xuất), phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Tiết diện của dây phải tỷ lệ thuận với độ dài mới có thể đảm bảo được chất lượng của âm thanh. Nếu dây có chiều dài 5 m trở xuống thì tiết diện của dây phải vào khoảng 1,5 mm²; trên 5 m thì có tiết diện là 2,5 mm².

F. Cách bố trí loa

Theo các tài liệu, kinh nghiệm thu thập, phòng nghe có thể quyết định từ 30 – 40% chất lượng âm thanh.

Các nhà âm học đã tìm ra phương pháp đặt loa tối ưu dựa trên chiều rộng phòng nghe như sau: Khoảng cách giữa hai loa và khoảng cách từ loa tới tường chắn phía sau loa bằng 44,7% chiều rộng phòng nghe. Ví dụ, phòng nghe có chiều rộng 4 mét thì khoảng cách giữa 2 loa và khoảng cách từ loa đến tường chắn phía sau loa là 1,778 mét.

Tuy nhiên, ít ai có điều kiện thiết kế phòng nghe nhạc trước khi xây nhà, thông thường, các thiết bị âm thanh được đưa vào một căn phòng xây sẵn. Do vậy, trong các gia đình, phòng nghe nhạc thường có hình chữ nhật. Theo tiêu chuẩn, nó phải có kích thước từ 15m2 trở lên, với diện tích này mới đủ để đặt các loa cách nhau ít nhất từ 3 m, và cách người ngồi khoảng 3,5 m và cách tường 1 m.

Trong điều kiện phòng nghe hẹp, người ta thường bố trí vị trí người ngồi nghe và hai loa thành hình tam giác đều để khai thác tốt nhất hiệu ứng stereo tạo "âm hình" chuẩn xác cho âm thanh của bản nhạc.

5 nguyên tắc sau giúp bạn xác định được vị trí đặt loa một cách thích hợp: - Đặt cách xa tường và sàn nhà để tránh tiếng dội của âm trầm (bass). - Dùng tai nghe để kiểm tra khoảng cách các loa cho phù hợp. Thông thường hai loa và người nghe tạo thành một tam giác đều là hợp lý. - Đặt loa hướng về phía người nghe. - Tâm của màng loa tương đương với chiều cao ngang tai của người nghe. - Khoảng trống sau lưng của người nghe càng lớn càng tốt. Có thể đặt một tấm hút âm bằng vải hoặc xốp để chống các âm thanh dội từ tường lại.

Việc bố trí chỗ đặt loa còn phụ thuộc vào kiểu dáng thùng loa. Với phòng nghe nhạc, ta không nên thiết kế trần nhà dạng vòm, vì như vậy sẽ tạo nên tiếng dội không mong muốn (hiệu ứng echo). Với những trần nhà quá cao nên sử dụng loa tháp.

Những thùng loa kín (không lỗ thông hơi) dễ bố trí hơn những thùng loa bass reflex (có lỗ thông hơi). Với loa có lỗ thông hơi, thì loa có lỗ thông hơi phía trước dễ bố trí hơn loa có lỗ thông hơi phía sau. Thùng loa kín hoặc thùng loa có lỗ thông hơi phía trước có thể đặt ở vị trí sát tường.

Ngoài ra, có những yếu tố âm học rất phức tạp chi phối phòng nghe. Do đó, có những thiết kế phòng âm thanh bố trí vật dụng rất hỗn độn nhưng âm thanh nghe vẫn rõ ràng trong trẻo, ngược lại có những phòng thấy rất thoáng nhưng âm thanh nghe lại không rõ.

G. Cải thiện chất lượng âm thanh

Tăng trọng lượng, dùng thêm châm kim (skipe/cone) giúp loa cải thiện chất âm:

Một trong những mẹo khá hay mà cũng rất đơn giản là tăng trọng lượng của thùng loa. Tăng trọng lượng đồng nghĩa với việc ổn định rung chấn, giảm méo tiếng, đặc biệt cải thiện chất âm của dải trầm. Ở một số loại loa, nhà sản xuất thiết kế những khoang trống cho bạn có thể thêm các chất liệu nặng nhằm tăng trọng lượng cơ bản của loa. Chẳng hạn như loa Von Schweikert VR3, hệ thống loa còn được ổn định bởi một khoang rỗng, bạn có thể dùng cát hoặc chì để cho vào, sau khi thêm vật nặng cho thùng loa, dải âm trầm của loa trở nên mạnh hơn, âm ở tần số trung (midrange) và bổng (high range) rõ ràng. Tuy nhiên, nếu bạn đang sở hữu một đôi loa bình thường, bạn vẫn có thể dùng những tấm đá granite dưới đế loa. Ngay trên đỉnh thùng loa, bạn cũng có thể đặt thêm một tấm đá tương tự như vậy.

Ngoài ra, để những rung động được triệt tiêu, đem lại âm trầm mạnh, chúng ta có thể trang bị thêm bộ châm kim (nếu loa không có). Hiện nay, một số cửa hàng hi-fi có bán những bộ kim ngoại hoặc tự chế gia công từ đồng,...

H. Nâng âm lượng trong dải tần số midrange và treble

Có thể nâng âm lượng ở dải tần số midrange hoặc treble bằng cách gắn thêm một loa còi rời. Đây là phương pháp được sử dụng khá phổ biến đối với các audiophile thế giới. Tuy nhiên, việc dùng thêm còi sẽ làm vùng nghe "tốt" bị thu hẹp hơn vì ở tần số càng cao thì âm thanh càng có tính định hướng.

G. Loa và thời gian sử dụng

Do tác động của trọng lực, sau một thời gian hoạt động, cuộn dây loa (voice coil) của loa bị lệch khỏi tâm. Một số trường hợp lệch xuống chạm đến một cực của nam châm gây nên những âm thanh rè khó chịu. Cách xử lý hiệu quả mà không cần phải sửa hay thay loa là xoay loa 180 độ, trọng lực sẽ tác động lên voice coil và kéo loa trở về vị trí trung tâm. Trong một số trường hợp, cuộn voice coil lệch tâm quá xa, chạm mạnh vào nam châm gây nên tiếng rè lớn, lúc này, cách xoay loa 180 độ như trên không cải thiện được, bạn nên nhờ kỹ thuật viên âm thanh chỉnh lại, hoặc tốt hơn nữa là... "thay loa mới".

Chúc các bạn có được một phòng thư giãn và giải trí thật tuyệt vời!