Vấn đề phối ghép giữa micro và bộ tiền khuếch đại
Trong lĩnh vực micro và tiền khuếch đại, "phối hợp trở kháng (Impedance Matching)" là chủ đề thường bị hiểu sai. Thực tế, đa số micro và tiền khuếch đại có thể kết hợp tốt mà không cần "phối hợp trở kháng thực sự". Vấn đề này chỉ quan trọng khi theo đuổi chất âm, tông màu, độ nhuộm âm (coloration) hoặc đặc tính cụ thể.
Trước khi đi sâu, cần hiểu trở kháng là gì. Mọi micro đều có trở kháng đầu ra (output impedance), mọi bộ tiền khuếch đại đều có trở kháng đầu vào (input impedance). "Trở kháng" ở đây là "điện trở" mà dòng tín hiệu gặp phải khi rời mạch micro đi vào mạch tiền khuếch đại.
Vì trở kháng ký hiệu là "Z", thuật ngữ "Hi-Z" (trở kháng cao) ra đời để mô tả cổng vào/ra (quen thuộc với guitarist). Trong ứng dụng thực tế, trở kháng đầu vào của tiền khuếch đại ảnh hưởng lớn đến âm thanh vì sự tương tác giữa trở kháng đầu ra của micro và trở kháng đầu vào của tiền khuếch đại sẽ thay đổi đáng kể tín hiệu cuối cùng (vd: hiệu ứng cân bằng âm, đặc tính tăng đột biến khác nhau). Hơn nữa, sự tương tác này khác nhau tùy cặp micro/tiền khuếch đại.
Ví dụ minh họa: Hệ thống ống tưới cây với vòi phun. Micro như đường ống - nguồn trở kháng thấp (lực cản dòng nước nhỏ). Tiền khuếch đại như vòi phun - trở kháng cao. Nếu đóng van vòi (tăng đột ngột trở kháng đầu vào), áp lực nước (điện áp) tăng cực đại, lưu lượng nước (dòng điện) = 0.
Nếu mở van nhẹ, trở kháng và áp suất giảm (nhưng vẫn cao), nước chảy nhưng vòi phát tiếng "xì" (tần cao). Mở van lớn dần, trở kháng/áp suất giảm, lưu lượng tăng, tiếng "xì" biến mất. Qua ví dụ, trở kháng đầu vào tiền khuếch đại càng thấp, thành phần tần cao tín hiệu âm càng giảm.
Thực tế: Phối hợp trở kháng micro và tiền khuếch đại bằng nhau là SAI vì giảm mức tín hiệu và tỷ lệ S/N cùng lúc 6dB. Nguyên tắc chung: Tiền khuếch đại nên có trở kháng đầu vào gấp ~10 lần trở kháng đầu ra của micro động hoặc micro điện dung. Với dòng tiền khuếch đại hiện đại cho phép điều chỉnh trở kháng đầu vào (vd: Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221), nguyên tắc này linh hoạt hơn.
Ưu điểm lớn: Khi thu âm, không cần thêm EQ vào đường tín hiệu vẫn có thể kết hợp/điều chỉnh nội dung tần số, tránh tăng nhiễu/suy hao tín hiệu do thiết bị thừa. Ngoài tỷ lệ 10:1, có thể thử nghiệm các mức trở kháng đầu vào khác nhau (không hư hại thiết bị) để tìm chất âm mong muốn.
Trước khi đi sâu, cần hiểu trở kháng là gì. Mọi micro đều có trở kháng đầu ra (output impedance), mọi bộ tiền khuếch đại đều có trở kháng đầu vào (input impedance). "Trở kháng" ở đây là "điện trở" mà dòng tín hiệu gặp phải khi rời mạch micro đi vào mạch tiền khuếch đại.
Vì trở kháng ký hiệu là "Z", thuật ngữ "Hi-Z" (trở kháng cao) ra đời để mô tả cổng vào/ra (quen thuộc với guitarist). Trong ứng dụng thực tế, trở kháng đầu vào của tiền khuếch đại ảnh hưởng lớn đến âm thanh vì sự tương tác giữa trở kháng đầu ra của micro và trở kháng đầu vào của tiền khuếch đại sẽ thay đổi đáng kể tín hiệu cuối cùng (vd: hiệu ứng cân bằng âm, đặc tính tăng đột biến khác nhau). Hơn nữa, sự tương tác này khác nhau tùy cặp micro/tiền khuếch đại.
Ví dụ minh họa: Hệ thống ống tưới cây với vòi phun. Micro như đường ống - nguồn trở kháng thấp (lực cản dòng nước nhỏ). Tiền khuếch đại như vòi phun - trở kháng cao. Nếu đóng van vòi (tăng đột ngột trở kháng đầu vào), áp lực nước (điện áp) tăng cực đại, lưu lượng nước (dòng điện) = 0.
Nếu mở van nhẹ, trở kháng và áp suất giảm (nhưng vẫn cao), nước chảy nhưng vòi phát tiếng "xì" (tần cao). Mở van lớn dần, trở kháng/áp suất giảm, lưu lượng tăng, tiếng "xì" biến mất. Qua ví dụ, trở kháng đầu vào tiền khuếch đại càng thấp, thành phần tần cao tín hiệu âm càng giảm.
Thực tế: Phối hợp trở kháng micro và tiền khuếch đại bằng nhau là SAI vì giảm mức tín hiệu và tỷ lệ S/N cùng lúc 6dB. Nguyên tắc chung: Tiền khuếch đại nên có trở kháng đầu vào gấp ~10 lần trở kháng đầu ra của micro động hoặc micro điện dung. Với dòng tiền khuếch đại hiện đại cho phép điều chỉnh trở kháng đầu vào (vd: Focusrite ISA 428, Summit 2BA-221), nguyên tắc này linh hoạt hơn.
Ưu điểm lớn: Khi thu âm, không cần thêm EQ vào đường tín hiệu vẫn có thể kết hợp/điều chỉnh nội dung tần số, tránh tăng nhiễu/suy hao tín hiệu do thiết bị thừa. Ngoài tỷ lệ 10:1, có thể thử nghiệm các mức trở kháng đầu vào khác nhau (không hư hại thiết bị) để tìm chất âm mong muốn.