Crossover âm thanh là gì? Tìm hiểu chi tiết về Crossover

Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao một hệ thống loa tốt lại có nhiều củ loa khác nhau như: loa tiếng trầm, loa tiếng trung, loa tiếng cao. Làm thế nào mà âm nhạc lại được "phân chia" một cách chính xác đến từng củ loa như vậy? Câu trả lời nằm ở một thành phần quan trọng nhưng thường ít được nhắc đến crossover âm thanh còn gọi là bộ phân tần. Trong bài viết này GoChek sẽ giải mã chi tiết về crossover để hạn hiểu rõ hơn, hãy cùng tìm hiểu. 

Crossover âm thanh là gì?

Crossover (phân tần) là một hệ thống hỗ trợ phân chia tín hiệu âm thanh theo tần số từ cao, thấp và băng tần riêng biệt. Thông qua đó mà các tần số và băng tần sẽ phù hợp hơn với thiết bị âm thanh - nhờ vậy mà quá trình tái hiện âm thanh sẽ trở nên mượt mà và chân thực hơn. 

Crossover là thiết bị phân tần

Hãy tưởng tượng Crossover như một người điều phối giao thông cho tín hiệu âm thanh. Nó là một mạch điện tử có nhiệm vụ phân chia dải tần số âm thanh thành các dải nhỏ hơn, ví dụ như: dải trầm, dải trung, dải cao và gửi từng dải tần số đó đến đúng củ loa được thiết kế để tái tạo tốt nhất dải tần đó. Cụ thể như sau:

• Tín hiệu tần số thấp (bass) sẽ được gửi đến loa woofer (loa trầm).

• Tín hiệu tần số trung (mid) sẽ được gửi đến loa midrange (loa trung).

• Tín hiệu tần số cao (treble) sẽ được gửi đến loa tweeter (loa tép).

Tầm quan trọng của Crossover

Vì không có một củ loa nào có thể tái tạo hoàn hảo toàn bộ dải tần số âm thanh mà tai người nghe được. Do vậy mà chúng ta cần sử dụng đến Crossover để:

• Bảo toàn chất lượng âm thanh: Crossover giúp đảm bảo củ loa được làm việc trong dải tần phù hợp nhờ vậy mà có thể cải thiện tình trạng méo tiếng, tăng độ chi tiết cho từng âm thanh, đảm bảo âm thanh luôn cân bằng và giúp bảo vệ củ loa tránh bị hư hại bởi các tần số âm thanh không phù hợp:

• Cải thiện điểm hạn chế của củ loa: Mỗi một của loa đều tồn tại những mặt hạn chế riêng cụ thể như: loa trầm - cần màng loa lớn, nặng và có hành trình di chuyển dài; loa tép - cần màng loa nhỏ, nhẹ và có thể di chuyển nhanh; loa trung - tối ưu để giải tần phù hợp với đôi tai của những người nhạy cảm nhất. Do đó, các củ loa không thể làm việc với tần số âm thanh bị xáo trộn, đây là lý do mà chúng ta cần Crossover để gửi âm thanh đến đúng “chỗ”.

Các loại Crossover phổ biến

Hiện nay, Crossover âm thanh có 2 loại được sử dụng phổ biến nhất, bao gồm:

*Crossover thụ động: 

Crossover thụ động được sử dụng phổ biến và thường được tích hợp sẵn bên trong thùng loa. Loại crossover này vận hành bằng cách sử dụng các linh kiện thụ động như: tụ điện, cuộn cảm, điện trở và chỉ hoạt động sau khi tín hiệu được khuếch đại bởi amply.

• Ưu điểm: Đơn giản, hoạt động mà không cần nguồn điện riêng, tiết kiệm chi phí.

• Nhược điểm: Có thể khiến công suất bị suy hao và tiêu thụ nhiều năng lượng từ amply. Crossover thụ động rất khó tùy chỉnh tần số cắt và độ dốc. 

*Crossover chủ động:

Crossover chủ động là một thiết bị điện tử riêng biệt, hoặc tích hợp trong các bộ xử lý tín hiệu số (DSP). Nó thường hoạt động trước amply và thường phân chia tín hiệu ở mức line-level.  Ngoài ra, loại Crossover này thường yêu cầu mỗi dải tần số phải có một kênh amply riêng để khuếch đại âm thanh: 

• Ưu điểm: Hiệu quả cao hơn, không gây suy hao công suất, cho phép tùy chỉnh tần số cắt, độ dốc, thậm chí cả độ trễ giữa các loa một cách linh hoạt, giúp tối ưu âm thanh chính xác hơn.

• Nhược điểm: Giá cả cao hơn, hệ thống phức tạp hơn do cần nhiều amply và dây kết nối.

Bảng so sánh nhanh Crossover thụ động và Crossover chủ động

Để phân biệt được Crossover Active và Crossover Passive, bạn có thể tham khảo chi tiết ở bảng sau:

Cách Crossover hoạt động

Crossover sử dụng các bộ lọc điện tử (filters) để thực hiện nhiệm vụ phân chia tần số. Những bộ lọc chính bao gồm:

• Bộ lọc thông thấp: Chỉ cho phép các tần số thấp hơn một điểm cắt nhất định đi qua và chặn các tần số cao hơn. Tín hiệu này được gửi đến loa woofer.

• Bộ lọc thông cao: Chỉ cho phép các tần số cao hơn một điểm cắt nhất định đi qua và chặn các tần số thấp hơn. Tín hiệu này được gửi đến loa tweeter.

• Bộ lọc thông dải: Là sự kết hợp của LPF và HPF, chỉ cho phép một dải tần số ở giữa, ví dụ như: dải trung đi qua. Tín hiệu này được gửi đến loa midrange (nếu có).

Crossover âm thanh đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra âm thanh chất lượng cao từ các hệ thống loa đa đường tiếng. Nó đảm bảo rằng mỗi củ loa nhận được đúng dải tần số mà nó được sinh ra để xử lý, mang lại sự cân bằng, chi tiết và trong trẻo từng bản nhạc. Hy vọng, bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về thiết bị này.