Dây cáp âm thanh và các hiệu ứng

Ảnh hưởng của các thiết bị đến chất lượng âm thanh là điều tất cả chúng ta đều đã thừa nhận. Các thông số như dải tần, độ méo, dải động…chỉ ra sự thay đổi của một tín hiệu khi đi qua thiết bị. Tuy nhiên, bên cạnh các thiết bị, ảnh hưởng của cáp nối đến âm thanh cả bộ dàn thì không phải ai cũng biết rõ. Thiết kế, chất liệu và kết cấu của chúng có ảnh hưởng như thế nào đến các tín hiệu âm thanh được chúng truyền từ thiết bị này đến thiết bị khác?

Câu hỏi này là chủ đề chính xoay quanh cuộc chạy đua nóng bỏng trong quá trình sản xuất các thiết bị âm thanh. Một số người cho rằng các dây cáp có thiết kế và vật liệu đặc biệt sẽ tạo nên sự khác biệt trong chất lượng tín hiệu âm thanh và họ bằng mọi cách tìm mua, cho dù giá của chúng rất cao. Với những người khác, các loại cáp đó được coi là tốn tiền. Đối với họ, những loại cáp có chi phí vượt quá các yêu cầu tối thiểu về cơ học và điện học là không thể nâng cao được chất lượng âm thanh và là không cần thiết. Thật đáng tiếc là có rất các cuộc nghiên cứu khách quan về lĩnh vực này nên sự tranh luận giữa hai quan điểm này vẫn diễn ra.

CÁC YỀU TỐ VỀ MẶT ĐIỆN HỌC

Tất cả chúng ta đều đồng tình rằng có một vài yếu tố về điện học ảnh hưởng rõ rệt đến màn trình diễn của cáp âm. Ví dụ như các dây dẫn đều có một “sức cản” nhất định đối với tín hiệu âm thanh. “Sức cản” này gọi chung là trở kháng của dây dẫn. Trong đó, bao gồm 3 thành phần chính tạo nên là điện trở thuần (hay điện trở đối với dòng một chiều), dung kháng và cảm kháng. Điện trở thuần của dây được tính bằng ohm/m; dây càng dài điện trở thuần càng cao. Đường kính dây cáng lớn điện trở một chiều càng thấp. Trở kháng dòng xoay chiều cũng được đo bằng ohm nhưng không phụ thuộc vào đô dài dây dẫn.

Điện trở một chiều chỉ được coi trọng trong dây loa. Theo Marc Dimmit, giám đốc hỗ trợ kỹ thuật cho hãng Clark Wire and Cable, “Nếu bạn nối một dây có đường kính nhỏ với một khoảng cách dài hàng mấy chục mét từ ampli công suất đến loa trầm thì khi sử dụng với volume cao, giống như bạn đang “đốt cháy” đoạn dây đó”. Hầu hết năng lượng tải ra loa sẽ bị tiêu tán thành sức nóng trên dây; năng lượng không được truyền đầy đủ tới cuộn dây loa để làm cho màng loa chuyển động hoàn hảo và hậu quả là dải động của âm thanh trầm cũng bị nén rất hẹp, nghe yếu ớt lờ đờ.

Trong khi đó, trở kháng xoay chiều tầm quan trọng đặc biệt đối với hầu hết các cáp âm thanh digital đồng trục (coaxial). Không giống như tín hiệu âm thanh analog, tín hiêu âm thanh digital được truyền trên các tần số trong dải tần đến MHz. Điều này đòi hỏi loại cáp cho đường dẫn digital phải có trở kháng vòng xoay chiều cụ thể: S/PDIF cần trở kháng 75ohm, AES/EBU cần 110 ohm. Điều này cực kì quan trọng trong lĩnh vực âm thanh chuyên nghiệp. Theo lời giải thích cảu Dimmit, “Rất nhiều người đã truyền tín hiệu số bằng cáp tín hiệu audio thông thường và vì thế không tìm thấy nguyên nhân khiến âm thanh có lỗi”. Các cáp AV thông thường không có trở kháng phù hợp để truyền tín hiệu số. Với tín hiệu âm thanh digital tần số cao, trở kháng cần phải được phối hợp cho phù hợp. Nếu không thực hiện được, bạn chỉ nhận được những dòng nhạc rời rạc kém chất lượng.

Một vấn đề nữa cần chú ý với các cáp tín hiệu số đồng trục là hiện tượng phản xạ không phối hợp được trở kháng. Bruce Jackson, cựu Phó chủ tịch của hang Apogee Electronics cho rằng: “Nếu dây và bộ phận nối không đồng bộ về trở kháng, các xung digital sẽ chập chờn và tương tác với nhau khiến tín hiệu bị méo. Còn nếu như bạn đã tạo được sự đồng bộ về trở kháng, bạn sẽ không phải bận tâm đến các hiện tượng phản xạ”.

Một yếu tố điện học quan trọng khác trong cáp tín hiệu analog là điện dung. Điện dung này xuất hiên khi 2 dây dẫn cách nhau một khoảng cách nhỏ và còn được gọi là “điện dung tạp tán”. Điện dung tạp tán mà lớn thì sẽ có xu hướng “kháng cự lại” các thay đổi đột ngột trong tín hiệu, nói cách khác đi là làm suy giảm tần số cao, vì thế tối thiểu hóa điện dung lá rất cần thiết đối với các loại cáp nối với đầu ra hoặc đầu vào trở kháng cao. Cũng theo lời ông Dimmit “Phần lớn các nhà sản xuất cáp đã ghi các thông số điện dung của cáp (picofarad/m)”. Michael Laiacona, giám đốc hãng Whirlwind cable giải thích về kết quả âm thanh: “Điện dung càng thấp, đáp tuyến tần số của cáp càng tốt. Nếu điện dung quá cao bạn sẽ thấy tổn thất tân số, nhất là tần số cao”.

Có lẽ yếu tố khó xử lí nhất trong cáp âm thanh chính là điện cảm, xuất hiện khi dòng điện chạy qua dây dẫn; từ trường tạo ra bởi dòng điện trong dây đó sẽ tương tác với chính dòng điện trong dây và các dây dẫn lân cận. Đối với các nguồn tìn hiệu có dòng điện cao, chẳng hạn như tại các đầu ra của ampli công suất thì việc tối thiểu hóa điện cáp là việc quan trọng bậc nhất. Điều này thường được tiến hành bằng việc tách các dây dẫn càng xa nhau càng tốt.

CÁC CHẤT TRUYỀN DẪN ĐẶC BIỆT

Một trong số các vấn đề gây tranh cãi nhất đó là chất liệu truyền dẫn. Phần lớn chùng ta đều quen thuộc với đồng; các đặc tính truyền dẫn điện của đồng đã được khai thác từ nhiều năm nay. Tuy nhiên, các phương thức khác nhau trong việc chế tạo dây đồng ảnh hưởng ra sao đến tín hiệu âm thanh? Bill Low, người sang lập ra AudioQuest đã giải thích các cấp độ khác nhau của đồng: “Đồng thông thường, được chế tạo với độ nguyên chất cao vẫn được dung để làm dây dẫn, loại đồng này được chế tạo bằng phương pháp điện phân, và là đồng ở cấp độ thông thường. Đồng không oxy, còn gọi là đồng OFC có chất lượng cao hơn và cũng có ảnh hưởng tốt đến âm thanh. Cách duy nhất để kiểm chứng là nghe: bạn sẽ nhận thấy có sự khác nhau ở đây. Nếu dung kính hiển vi bạn cũng sẽ phát hiện thấy sự khác nhau vể cấu trúc tinh thể. Một lõi dây đồng bao gồm rất nhiều các cấu trúc tinh thể và dòng điện phải vượt qua các hạt đó và có thể bị suy yếu. Các chất không sạch trong đồng như oxy, một số tạp chất khác…sẽ gây ra ảnh hưởng xấu. Vì vậy việc rút sạch oxy khỏi đồng sẽ tạo nên sự khác biệt đáng kể”.

Noel Lee. Người thành lập, đồng thời là lãnh đạo của Monster Cable cũng bổ sung vào các ý kiến trên: “Chúng tôi đã làm thí nghiệm về độ sạch của các loại đồng OFC và phát hiện rằng sự khác nhau giữa chúng là rất ít. Chúng tôi còn phát hiện được các yếu tố khác đóng vai trò còn quan trọng hơn độ tinh khiết của đồng. Tất nhiên, không phải vì vậy mà độ tinh sạch không tạo nên ảnh hưởng nào. Tuy nhiên, bạn không nhất thiết phải bỏ tiền ra mua các loại dây dẫn đặc biệt trong khi bạn không nhận thấy những khác biệt về âm thanh”. Thế nhưng những người khác lại cho rằng, đồng OFC không tốt hơn đồng thông thường. Theo Kip Coateds, chuyên gia tiếp thị cấp cao về dây dẫn tại công ty Belden, “Không dễ dàng nhận thấy sự khác biệt giữa dây cáp đồng thường và OFC bằng việc kiểm tra trong phòng thí nghiệm hay bằng tai. Các cáp đồng OFC vẫn có một vài ưu điểm nhung8 không còn được đánh giá cao như vài năm trước kia”.

Một số yếu tố về mặt điện học gây tranh cãi nữa là hiệu ứng mặt ngoài. Chúng ta đều biết, dòng điện xoay chiều tần số cao có xu hướng chạy trên bề mặt bên ngoài của bất cứ loại dây dẫn nào, dù cứng hay mềm. Có một câu hỏi đặt ra là liệu yếu tố này có ảnh hưởng đến tín hiệu âm thanh trong cáp? Theo Dimmit, yếu tố này không quan trọng trong dải tần số âm tần. Xét về mặt âm thanh, các chứng cứ về ảnh hưởng của “hiệu ứng mặt ngoài” này đều mang tính chủ quan. Cho dù có ảnh hưởng đi nữa bạn cũng không nhất thiết phải dung các cáp đặc biệt. Ngược lại với ý kiến trên, Bill Low tỏ ý không đồng tình. Theo ông, các hiệu ứng trong lõi dây là rất lớn, dây dẫn mà quá nhỏ khiến dải tiếng treble yếu, theo đó hiệu ứng về âm hình và không gian sẽ bị mất. Rất may là hiệu ứng mặt ngoài có thể khắc phục được bằng cách sử dụng phối hợp các lõi đơn có kích thước nhỏ.

CÁC YẾU TỐ CƠ HỌC

Hầu hết các lõi cáp đều bao gồm các sợi đồng xoắn chặt vào nhau. Các dây dẫn lõi này được cách điện rồi bện vào nhau và bọc bởi một lớp cách điên khá, cuối cùng là một lớp vỏ ngoài để tạo nên một dây cáp hoàn chỉnh. Loại cáp đơn giản nhất phải kể đến dây tín hiệu không cân bằng (RCA interconnect). Phần lớn các cáp tín hiệu cân bằng (balance) bao gồm hai dây lõi xoắn vào nhau, bọc bởi một lớp bảo vệ. Như vậy sẽ giúp loại bỏ các tín hiệu RFI (tín hiệu giao thoa tần số vô tuyến) bên ngoài và tín hiệu EMI (tín hiệu giao thoa điện từ) từ các dây cáp, biến áp và các nguồn điện từ lân cận.

Một vài công ty dùng hình thức chập bốn dây lõi bên trong  các dây balance thay vì hai lõi xoắn. Bốn lõi này xoắn quanh nhau, khác với những lõi chỉ nối với nhau ở một đầu. Theo Barry Brener, dây lõi Star Quad có khả năng loại trừ âm nhiễu tốt hơn so với dây 2 lõi thông thường tới 2dB. Bạn sẽ không phải lo lắng khi sử dụng dây ở gần đường dây tín hiệu cao. Kết cấu Quad cũng tiện cho việc loại trừ RFI và EMI nhưng lại có điên dung tạp tán cao hơn một chút nên đáp ứng tần số cao có lẽ không tốt như dây hai lõi. Một số hãng khác lại có kiểu tết dây như tết tóc đuôi sam, điển hình là Kimber Kable, lại có  nhiều loại cáp loa bao gồm hai dây dẫn bẹt đi cạnh nhau mà không có lớp bảo vệ cho từng dây như dây của Nordost. Hãng Monster Cable lại ứng dụng lõi dây với các kích cỡ khác nhau cùng các hình thức cuộn và kết cấu dây dẫn khác nhau cho các dải tần số khác nhau, nhất là với các dây loa. Theo Lee, một lõi dây dày có khả năng truyền tần số thấp dễ hơn, còn các lõi mỏng lại truyền tần số cao. Một số loại khác, thường là của các nhà sản xuất dây đặc biệt, sử dụng nhiều kiểu cuộn và xoắn khác nhau. Nói tóm lại vô cùng phong phú trong kết cấu.

CHẤT LƯỢNG ĐẤU DÂY

Các bộ nối cũng có tầm quan trọng không kém các cáp trong việc duy trì chất lượng âm thanh. Việc đấu cáp với các đầu nối là việc quan tâm hang đầu. Theo Dimmit, cho dù bạn đầu tư bao nhiêu tiền vào cáp thì bạn vẫn có thể phải nghe những âm thanh chướng tai nếu bạn không biết cách đấu dây. Nhiều người vẫn thường đổ tội cho cáp nhưng thực chất vấn đề lại thuộc về chất lượng đấu dây.

Các cáp loa thường không cần hợp kim hàn (thiếc) ở đầu nối. Một mối nối lí tưởng thường là mối nối hàn nguội hoặc mối nối kiểu cơ khí. Giữa đầu nối và hốc cắm sẽ tạo ra các tiếp điểm. Các đầu nối rẻ tiền thường được mạ rất kém. Chất liệu vàng tạo tiếp xúc tốt, nhưng nếu thiết bị của bạn chỉ có điểm tiếp xúc bằng bạc hay thiếc thì việc dung các bộ nối mạ vàng chỉ làm tốn tiền và gây rắc rối cho bạn. Khi dòng điện chạy qua chỗ nối của các kim loại khác nhau sẽ tạo nên các di chuyển điện hóa, mà nếu về lâu dài sẽ nảy sinh các vấn đề. Hiện tượng này không hoàn toàn xảy ra với các thiết bị, bạn có thể cắm và rứt ra thường xuyên.

Theo Lee, tốt hơn hết là bạn nên tránh các bộ nối. Nếu có thể, bạn hãy hàn trực tiếp vào bảng mạch của ampli. Trong một số phòng thu, các bộ nối không được sử dụng vì chúng làm cho chất lượng âm thanh kém đi. Tất nhiên, việc từ bỏ các bộ nối không phải lúc nào cũng phù hợp, nên bộ nối của nhiều hãng đã được hàn hợp kim, hàn nguội hoặc uốn để thích ứng trong nhiều trường hợp.

Dường như các ý kiến tranh luận xoay quanh hiệu ứng của dây cáp đối với tín hiệu âm thanh sẽ không có hồi kết. Những người có “đôi tai vàng” sẽ còn khẳng định rằng các hiệu ứng tinh vi là có thực và có ảnh hưởng mạnh mẽ, trong khi những người khác lại cho rằng đó chỉ là sự thổi phồng quá mức. Cách duy nhất để có được âm thanh hay là bạn làm giảm nhiễu từ chính các thiết bị nghe của bạn. Thiết bị nào cũng cho tín hiệu đầu ra nhiễu hơn so với tín hiệu đầu vào và thiết bị tốt là thiết bị cho tín hiệu ít bị nhiễu nhất. Quá trình này giống như một cầu thang đi xuống, trong đó mỗi thiết bị (bao gồm cả cáp) là một bậc thang có ảnh hưởng đến âm thanh. Nếu bạn thay thế một bậc cho bớt dốc, cả cầu thang cũng sẽ bớt dốc theo và nhờ thế âm thanh sẽ hay hơn.

Và cuối cùng, bạn cần trả lời hai câu hỏi: Bạn có nhận thấy các khác biệt trong âm thanh khi sử dụng các loại cáp khác nhau? Nếu bạn nhận thấy, bạn có thể đầu tư bao nhiêu cho chúng? Bạn nên nghe thử với một chuyên gia về dây cáp và chọn loại bạn cho là phù hợp nhất về âm thanh và giá cả. Như vậy, bạn sẽ có được âm thanh tốt nhất trong khả năng của mình.