Buồng cộng hưởng trong khung máy giúp tăng âm trầm loa ngoài như thế nào

Buồng cộng hưởng (resonance chamber) là một khoang rỗng kín hoặc bán kín được thiết kế ngay trong khung máy hoặc mặt lưng điện thoại, đặt phía sau màng loa ngoài để tận dụng cột không khí bên trong làm khuếch đại dao động ở dải tần thấp. Đây là giải pháp cơ khí thuần túy, tồn tại độc lập với các thuật toán xử lý âm thanh và không liên quan đến phần mềm cân bằng âm.

Nguyên lý hoạt động của khoang cộng hưởng

Màng loa điện thoại có kích thước rất nhỏ nên biên độ dao động vật lý bị giới hạn nghiêm ngặt, đặc biệt ở tần số thấp vốn đòi hỏi dịch chuyển không khí lớn. Khi đặt một khoang kín ngay sau màng loa, lượng không khí bị nhốt trong khoang hoạt động tương tự một lò xo khí nén: nó phản lực lại chuyển động của màng loa và tạo ra hiện tượng cộng hưởng tại một dải tần số riêng, phụ thuộc vào thể tích và hình dạng khoang. Tại đúng dải tần cộng hưởng đó, biên độ âm thanh phát ra được khuếch đại đáng kể so với khi màng loa dao động tự do trong không khí mở. Nguyên lý này gần giống cách loa “closed-box” trong dàn âm thanh gia dụng sử dụng thùng loa kín để tăng cường âm trầm, chỉ khác về quy mô.

Hiệu quả của một khoang cộng hưởng trong điện thoại phụ thuộc vào một số yếu tố cơ khí cụ thể:

• Thể tích khoang: khoang càng lớn, tần số cộng hưởng càng có xu hướng dịch xuống thấp hơn, gần với dải bass hơn.
• Độ kín khí của khoang: nếu khoang bị hở do khe ráp linh kiện hoặc lỗ thoát khí không kiểm soát, hiệu ứng cộng hưởng suy giảm rõ rệt.
• Vật liệu khung bao quanh khoang: vật liệu cứng, ít hấp thụ rung động giữ năng lượng âm thanh tốt hơn vật liệu mềm hoặc có lớp đệm xốp.
• Vị trí đặt loa so với khoang: loa cần được gắn khít với miệng khoang để toàn bộ dao động màng loa truyền vào cột không khí bên trong.

Vì sao đây chỉ là cải thiện cục bộ, không thay đổi giới hạn vật lý

Dù buồng cộng hưởng giúp âm trầm nghe rõ hơn, màng loa bên trong vẫn giữ nguyên kích thước và biên độ dao động tối đa. Hiệu ứng cộng hưởng chỉ khuếch đại mạnh quanh một dải tần hẹp xung quanh tần số cộng hưởng riêng của khoang, không mở rộng đều cho toàn bộ dải trầm. Ngoài dải tần đó, đáp ứng âm thanh trở về gần như trạng thái không có khoang hỗ trợ. Đây là lý do những điện thoại có khung dày hơn, còn nhiều không gian trống bên trong để bố trí khoang cộng hưởng lớn, thường cho cảm giác âm trầm rõ và đầy hơn so với các máy mỏng buộc phải thu nhỏ hoặc lược bỏ khoang này để tiết kiệm diện tích cho pin và linh kiện khác.

Ngộ nhận phổ biến

“Máy có buồng cộng hưởng thì bass sẽ ngang với loa ngoài rời” là suy nghĩ không chính xác. Thể tích khoang cộng hưởng trong một chiếc điện thoại nhỏ hơn loa rời hàng chục đến hàng trăm lần, nên mức khuếch đại tạo ra chỉ đủ để bù đắp một phần cảm giác thiếu trầm, không thể tái tạo dải bass sâu và có lực như loa rời có thùng loa và màng loa lớn được thiết kế chuyên biệt cho dải tần thấp.

Xem thêm

Nội dung này thuộc cụm bài Loa ngoài & âm thanh không gian: tổng hợp bài viết. Xem thêm Vì sao loa điện thoại nghe to nhưng thiếu tiếng bass, giới hạn vật lý của màng loa nhỏ.