Cách bố trí cardioid thông thường tạo ra điểm triệt tiêu âm thanh ở phía sau thùng loa. Trong hệ thống cardioid chủ động, điều này được tạo ra bằng cách đặt hai củ loa ở phía sau hoặc hai bên thùng loa, và xử lý âm thanh của chúng một cách riêng biệt.
Sự triệt tiêu đạt được xung quanh tần số trung tâm, bằng một phần tư bước sóng của khoảng cách giữa nguồn bức xạ phía trước và nguồn ở bên cạnh.
Ví dụ, với chiều dài đường đi là 75 cm giữa hai nguồn, bước sóng đầy đủ sẽ là 3,0 m.
Sau đó hãy đưa ra điều này:
Tần số = Tốc độ âm thanh / Bước sóng
F = 340/3.0
F = 113,33 Hz
Như vậy, tần số trung tâm của sự triệt tiêu sẽ là 113,33Hz, mở rộng tối đa ba phần tư quãng tám về mỗi phía, với hiệu quả giảm dần khi bạn di chuyển đến các tần số cực đoan. Vì vậy, phạm vi triệt tiêu là từ 67Hz đến 190Hz, tập trung ở 113,33Hz.
Đây là một vấn đề, vì nếu chúng ta muốn loa có khả năng triệt tiêu hiệu quả đến điểm cắt của nó, thì giới hạn dưới của sự triệt tiêu lại trở thành yếu tố hạn chế trong việc mở rộng dải tần số thấp của loa.
Công nghệ Wideband Cardioid™ hoạt động như thế nào?
Vì vậy, hạn chế của ăng-ten cardioid thông thường là băng thông mà chúng ta có thể tạo ra điểm triệt tiêu âm thanh ở phía sau thùng loa, do khoảng cách giữa các loa hướng về phía trước và các loa hướng sang bên/phía sau.
Để khắc phục điều này, chúng ta có thể thêm các nguồn âm thanh phụ vào thùng loa – một nguồn gần hơn, một nguồn ở giữa và một nguồn ở xa hơn. Điều này tạo ra ba độ dài đường truyền, mỗi độ dài là trung tâm của một dải tần số triệt tiêu mới.
Khoảng cách đầu tiên là khoảng cách từ phía trước đến chính củ loa, khoảng cách thứ hai là khoảng cách đến cổng đầu tiên ở bên hông thùng loa, và khoảng cách thứ ba là cổng phía sau gần điểm lắp đặt.
Chúng ta sẽ sử dụng các khoảng cách đường đi ví dụ là 50cm cho nguồn thứ nhất, 70cm cho nguồn thứ hai và 90cm cho nguồn thứ ba.
Nguồn thứ nhất: f = 340/2 = 170Hz
Nguồn thứ hai: f = 340/2,8 = 121,4Hz
Nguồn thứ ba: f = 340/3,6 = 94,4Hz
Điều này mang lại băng thông triệt tiêu tổng thể từ 56Hz đến 286Hz, một sự cải thiện đáng kể, cho phép loa nói trên có điểm cắt tần số thấp hơn nhiều, vì điểm triệt tiêu hoạt động ở tần số thấp hơn.
Việc thay đổi khoảng cách từ nguồn bức xạ phía trước đến ba nguồn bức xạ phía sau cho phép bạn thay đổi dải tần số hiệu quả của điểm triệt tiêu.
Vấn đề không chỉ nằm ở sự khác biệt về chiều dài đường dẫn, mà còn ở việc điều chỉnh cổng và năng lượng của cổng.
Đường dẫn ngắn nhất là đến chính màng loa, đại diện cho dải tần số cao hơn của hệ thống triệt tiêu (đường cong màu tím bên dưới). Các đường dẫn dài hơn cho các tần số thấp hơn của hệ thống triệt tiêu là đến các lỗ thoát hơi, được điều chỉnh phù hợp với tần số tương ứng với chiều dài đường dẫn. Lỗ thoát hơi ngắn nhất nằm ở phía sau cùng của thùng loa, cung cấp năng lượng triệt tiêu cao nhất (đường cong màu xám).
Hiện tượng triệt tiêu tín hiệu ở phía sau thùng loa là đáng kể và trên một dải tần rộng.
Đồ thị bên dưới thể hiện sự khác biệt về suy hao giữa trường hợp hai cổng có cùng chiều dài (màu xanh lam) và trường hợp một cổng ngắn hơn cổng kia (màu xanh lục). Đường tham chiếu là đường 0dB.
Đáp ứng pha của Wideband Cardioid™
Thông thường, các hệ thống cardioid có thể thể hiện sự lệch pha kém. Điều này dẫn đến âm thanh tần số thấp yếu, thiếu độ mạnh mẽ. Nguyên nhân là do có độ trễ giữa thời điểm các dải tần số đến tai người nghe.
Ngoài ra, để điều khiển chính xác ở tần số thấp, bộ lọc FIR thông thường cần khoảng 45ms thời gian xử lý, rõ ràng là không thể chấp nhận được.
Bằng cách áp dụng bộ lọc DS-FIR của CODA, chúng ta có thể đạt được tất cả khả năng điều khiển đó, nhưng với độ trễ thấp hơn nhiều, thông thường khoảng 12,5ms.
Chúng tôi cũng cung cấp các thiết lập độ trễ thấp để sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác về thời gian, chẳng hạn như âm thanh phụ và giám sát, với chi phí là giảm độ tuyến tính pha ở các tần số thấp hơn.
Ứng dụng công nghệ Wideband Cardioid™ cho loa siêu trầm
Các quy tắc vẫn giữ nguyên, bất kể loại loa nào.
Với loa siêu trầm cardioid thông thường, có hai vấn đề.
Thứ nhất, chúng ta chỉ có một chiều dài đường truyền, do đó dải triệt tiêu hẹp. Đây là một vấn đề đặc biệt đối với CODA, vì chúng ta muốn loa siêu trầm của mình có thể hoạt động lên đến 200Hz. Điều này có nghĩa là cùng một thùng loa có thể được sử dụng để tăng năng lượng và mở rộng dải tần thấp trong không gian với hệ thống loa mảng, cũng như hoạt động hiệu quả trên mặt đất.
Thứ hai là bạn không thể đặt loa siêu trầm cardioid sát tường, vì:
Loa siêu trầm không thể tạo ra điểm triệt tiêu âm thanh phía sau nếu không có không gian để phát xạ.
Việc đặt loa quá gần tường cứng sẽ tạo ra áp suất ngược lớn lên loa, gây hư hỏng cho màng loa.
Loa siêu trầm Wideband Cardioid™ của CODA không gặp phải những vấn đề này, vì củ loa hướng ra phía sau cũng được thông hơi ra hai bên thùng loa.
Khi loa đặt cách xa tường, chúng ta có nhiều đường triệt tiêu âm thanh, giống như với các loa đối tác, nhưng khi đặt sát tường, củ loa hướng ra phía sau vẫn có thể bổ sung thêm năng lượng tần số thấp từ các cổng phát âm thanh bên hông mà không làm hỏng củ loa.
Phần kết luận
Thông qua thiết kế cẩn thận và chu đáo, CODA đã chứng minh rằng hoàn toàn có thể vận hành một thiết kế ăng-ten hình tim với dải tần rộng, đạt hiệu suất trên mức trung bình, đồng thời vẫn duy trì đáp ứng pha phẳng từ hệ thống loa.
Lợi ích dành cho người dùng là một sân khấu yên tĩnh hơn, khả năng kiểm soát âm lượng từ bên ngoài được cải thiện và một màn trình diễn chủ quan rõ ràng, chính xác và đầy sức thuyết phục.
