Tìm hiểu chi tiết THORENS New Reference: Đầu đĩa than tham chiếu mới, kỷ niệm 140 năm Thorens, công nghệ cách ly và giảm chấn độc đáo bởi Seismion

Trong thế giới đầu đĩa than, Thorens là một cái tên rất đặc biệt, không chỉ có bề dày lịch sử phát triển lâu đời mà thương hiệu này cũng có nhiều bước thăng trầm.

Thành lập từ năm 1883 ở Thụy Sĩ nhưng hiện nay là một công ty của Đức, Thorens cũng trải qua nhiều cuộc tái cấu trúc mua đi bán lại đổi chủ sở hữu, từng phá sản năm 2000 do cạnh tranh mạnh mẽ của thị trường đĩa nhạc CD và rồi lại được hồi sinh. Có lẽ trong kỷ nguyên mới, khi thị trường CD đang bị thoái trào và nhạc số đang lên ngôi thì thế giới âm nhạc cũng đang chứng kiến sự trở lại mạnh mẽ của thị trường nhạc đĩa than LP. Đây là một nền tảng quan trọng để có thể kỳ vọng vào những thứ gì đó mới mẻ, đột phá từ Thorens. Với những audiophile lâu năm, Thorens ít nhiều cũng đã từng gây những cảm xúc, dấu ấn rất đặc biệt với họ, không thể phai mờ.

(đầu đĩa than Thorens Reference của một audiophile có tiếng tại TP. Hồ Chí Minh)

Nhiều người sẽ nhớ tới những mẫu đầu đĩa hát roller phonograph đầu tiên vào đầu thế kỷ 20, hay sau đó là các máy hát đĩa gramophone (còn gọi là kèn hát hay đầu đĩa than loa kèn) mà giờ thường được những người chơi đồ cổ sưu tập. Khi loại đĩa than vinyl stereo LP chất lượng cao phát triển, Thorens cũng bắt đầu nổi tiếng ra tầm thế giới, vào năm 1957 khi tung ra mẫu TD 124, sau đó là Thorens TD 150 rồi TD 125. Năm 1979, hãng gây chú ý lớn với mẫu đầu đĩa than tham chiếu Thorens Reference nặng 90kg cho phép trang bị 3 tay cần và được sản xuất giới hạn chỉ 100 chiếc. Ngoài ra, mẫu Thorens Prestige năm 1983 cũng là một sản phẩm cải tiến, được xây dựng công phu và hội tụ mọi thứ tinh hoa về thiết kế và kỹ thuật mà Thorens có thể đạt được.  

(mẫu đầu đĩa than Thorens Prestige, năm 1983)

Ngày nay, khi thế giới đầu đĩa than ngày càng chứng kiến nhiều đỉnh cao mới, những sáng tạo, đột phá mới về thiết kế và áp dụng các tiến bộ công nghệ kỹ thuật tinh vi hơn thì có lẽ Thorens cũng cần phải làm một thứ gì đó, nếu không muốn thương hiệu lại bị lu mờ trước hàng loạt tên tuổi lớn khác trong lĩnh vực high-end audio. Và đầu đĩa than tham chiếu mới – Thorens New Reference chính thức được trình làng. Nghe cũng thật xúc động khi đây là một sản phẩm đặc biệt nhân dịp kỷ niệm 140 năm lịch sử thương hiệu. Ngay lập tức, New Reference đang gây sự chú ý rất lớn của giới audiophile quốc tế cũng như tại Việt Nam, nhất là với những người yêu mến thương hiệu Thorens.

(đầu đĩa than tham chiếu mới Thorens New Reference 2023)

Để đạt được đẳng cấp tham chiếu mới, chắc chắn Thorens cũng phải áp dụng các đột phá về công nghệ kỹ thuật chứ không đơn thuần chỉ là các thiết kế vẻ đẹp hoa mỹ. Chính vì thế, khi tung ra mẫu New Reference, Thorens không đưa ra các thông số kỹ thuật khô khan mà thay vào đó tập trung giải thích cặn kẽ về kỹ thuật, các nguyên lý nền tảng áp dụng cho đầu đĩa than tham chiếu mới của mình, trong đó đáng chú ý là công nghệ kỹ thuật cách ly rung động và giảm rung chấn chủ động tinh vi do Thorens hợp tác với Seismion phát triển. Do đó, Tạp chí Nghe Nhìn Việt Nam cũng giới thiệu đến quý độc giả một cách chi tiết các nguyên lý và kỹ thuật này.  

Hệ thống cách ly rung động chủ động tích hợp do Seismion phát triển

Đầu đĩa than Thorens New Reference là kết quả nỗ lực của thương hiệu Thorens trong việc theo đuổi sự hoàn hảo các bản ghi âm nhạc. Các tín hiệu điện trong một đầu đĩa than được tạo ra bởi các rung động cơ học bởi đầu kim stylus của một hộp kim cartridge khi nó di chuyển dọc theo các rãnh của đĩa vinyl. Những rung động này được chuyển đổi thành âm thanh.

Theo cách chính xác như vậy, tất cả các rung động cơ học khác của đầu đĩa than trong quá trình hoạt động dẫn đến rung động, biến dạng và các hiệu ứng không mong muốn khác. Ví dụ, nguồn gốc của những rung động này có thể kể đến như rung động của tòa nhà, người đi lại xung quanh, sóng âm thanh của âm nhạc và những rung động tự tạo ra từ chính đầu đĩa than. Từ đó không thể phân biệt giữa các rung động âm nhạc thực tế và các rung động rối loạn liên quan khác, nên phải tránh những điều này càng nhiều càng tốt, nghĩa là có thể triệt tiêu các rung động không mong muốn nhiều nhất có thể càng tốt.

Đội ngũ thiết kế của Thorens sát cánh cùng ông Helmut Thiele – người chịu trách nhiệm xây dựng và thiết kế mẫu đầu đĩa than New Reference mới, đã thực thi thử thách này.

(đầu đĩa than tham chiếu mới Thorens New Reference 2023)

Với Thorens New Reference mới, lần đầu tiên một đầu đĩa than được thiết kế và tối ưu hóa từ đầu, cùng với một hệ thống cách ly rung động hoàn toàn chủ động. Thorens đã hợp tác với công ty Seismion của Đức – công ty nổi tiếng thế giới về các bộ cách ly rung động chủ động tiên tiến hàng đầu, để tạo ra một đầu đĩa than tham chiếu, được thiết kế xung quanh hệ thống cách ly rung động như một phần cấu thành nhất quán không thể thiếu của hệ thống. Seismion đã khai thác triệt để chuyên môn của mình trong các hệ thống cách ly chủ động được sử dụng cho ngành công nghiệp bán dẫn, công nghệ nano và các phòng thí nghiệm khoa học, để tạo ra một khả năng cách ly rung động chưa từng thấy, chưa từng trải nghiệm trong các mẫu đầu đĩa than trước nay.

Khả năng cách ly rung động chủ động dựa trên các cảm biến gia tốc áp điện có độ nhạy cực cao, và một mạch điều khiển điện tử hoàn toàn tuyến tính để tạo ra các lực điều khiển không gây tiếng ồn và mức độ biến dạng thấp vô song. Hệ thống cơ điện tử phức tạp này dựa trên thứ gọi là “Sky-Hook-Damping” và cách ly các rung động hiện hữu dưới 1 Hz và giảm chúng xuống dưới 1% (-40 dB) ở tần số 10 Hz trở lên. Hiệu suất cách ly như vậy được hãng Thorens cho là vượt trội hơn nhiều so với bất kỳ giải pháp cách ly nào trên các mẫu đầu đĩa than khác.

Biểu đồ (hình 1) cho thấy sự so sánh giữa hệ thống cách ly chủ động “Sky-Hook-Damper” và một hệ thống cách ly giảm chấn khí nén Air Spring hiệu suất cao. Đặc biệt ở các tần số quan trọng xung quanh cộng hưởng, giải pháp cách ly chủ động có hiệu suất tốt hơn tới 100 lần và ở tần số 10 Hz, nó vẫn cho hiệu suất tốt hơn khoảng 17 lần so với Air Spring. Các giải pháp giảm rung chấn khác như giá đỡ cao su còn ở mức hiệu suất thấp hơn nhiều, nên không được hiển thị trong biểu đồ so sánh này.

(Biểu đồ hình 1)

Tổng thể hệ thống được thiết kế theo cách mà trọng tâm (COG) gần với mặt phẳng cách ly. Bằng cách này, sự kết hợp giữa các rung động ngang và chuyển động nghiêng được giảm đáng kể (hình 2). Hơn nữa, bản thân khung thân (chassis) của đầu đĩa than New Reference cũng không tạo ra cộng hưởng nhờ có thiết kế cấu trúc đa lớp bằng các vật liệu có tính giảm chấn cao.

(Biểu đồ hình 2)

Kết quả của việc tối ưu cách ly rung động chỉ đơn giản là tái tạo âm nhạc một cách thuần khiết nhất mà người ta khó có thể trải nghiệm. Trên thực tế, ngay cả những rung động cực nhỏ trong phạm vi nano mét cho đến pico mét vẫn được cách ly một cách hiệu quả nhờ các bộ truyền động không tiếp xúc. Hệ thống cũng tái tạo âm nhạc với độ động rất cao, cực kỳ nhạy bén khi diễn tiến giữa các biên độ thấp và cao, do các lực điều khiển chủ động ổn định hệ thống dẫn đến thời gian ổn định tức thời của hệ thống cách ly. Một hệ thống cân bằng mức thích ứng, giữ cho đầu đĩa than được cân bằng chính xác trong phạm vi 20 micro mét hoàn thiện hệ thống cách ly chủ động.

Khối truyền động Drive Unit với hệ thống giảm rung chấn vận tốc tuyệt đối sáng tạo cho mâm xoay, phát triển bởi Seismion

Một cấu phần “sống còn” của mọi đầu đĩa than chính là khối truyền động (drive unit). Mục tiêu cuối cùng là dẫn động mâm xoay (platter) đạt được tốc độ quay ổn định, chính xác một cách hoàn hảo. Điều này liên quan tới cả tốc độ tuyệt đối và sự điều biến của tốc độ xung quanh giá trị trung bình mà được gọi “wow & flutter”.

Đầu đĩa than tham chiếu Thorens New Reference sử dụng một động cơ đồng bộ 3 pha chất lượng cao do Đức sản xuất, được điều bởi 3 bộ khuếch đại công suất tuyến tính chuyển tín hiệu hình sin 120 độ. Mô-men xoắn của động cơ được truyền tới mâm xoay bằng một dây đai (minh họa hình 3). Ổ trục đỡ thủy động được tối ưu hóa bằng cách áp dụng các phương trình lý thuyết bôi trơn. Theo đó, số Sommerfeld được sử dụng, mô tả độ dày của màng bôi trơn và đường kính của ổ trục. Con số này được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Arnold Sommerfeld, người đã tiến hành một số nghiên cứu cơ bản nổi tiếng trong lĩnh vực thủy động lực học. Số Sommerfeld nhỏ có nghĩa là ổ trục đã được căn chính tâm ở tốc độ quay rất thấp, giúp giảm thiểu mài mòn và đảm bảo các sai số lệch tâm như độ lệch tâm và hồi chuyển ở mức tối thiểu. Ổ trục đỡ thủy động này được sản xuất và hoàn thiện thủ công tại Đức.

(Biểu đồ hình 3)

Cùng với kỹ thuật giảm rung chấn chủ động sáng tạo, phương pháp truyền động bằng dây đai có một số ưu điểm đáng kể:

Thứ nhất, không như các hệ thống truyền động trực tiếp (Direct Drive), mâm xoay được cách ly khỏi động cơ truyền động nhờ dây đai đàn hồi. Do đó, quán tính cao của mâm xoay được sử dụng hiệu quả và giúp duy trì một cách thụ động vận tốc không đổi của mâm xoay. Ngoài ra, bất kỳ dao động nào từ động cơ đều bị triệt tiêu mạnh bởi các đặc tính thông thấp bậc hai của mâm xoay/dây đai.

Thứ hai, một nhược điểm chung của hệ thống truyền động dây đai là tồn tại khả năng cộng hưởng của mâm xoay, mà có thể được nhận biết là “wow & flutter”. Quán tính quay của mâm xoay cùng với tính đàn hồi của dây đai tạo thành một hệ dao động. Tần số cộng hưởng thường là khoảng 4 Hz, nhưng tùy vào các giá trị tham số thực tế của một hệ thống. Biểu đồ màu cam trong hình 4 (figure 4) cho thấy giá trị cực đại khoảng 4 Hz và tại đó tất cả các rung động nhiễu loạn đều được khuếch đại mạnh. Điều này có nghĩa là tốc độ quay của mâm xoay không còn là một hằng số, mà bị điều biến 4 Hz xung quanh giá trị vận tốc trung bình. Hiệu ứng này được gọi là “wow” và rất không mong muốn, đặc biệt là vì tai con người nhạy cảm nhất với dải tần số này.

(Biểu đồ hình 4)

Hình 5 (figure 5) hiển thị đường cong trọng số như được mô tả trong DIN 45507 hoặc IEC 386. Mức tối đa của trọng số này trùng khớp bất lợi với cộng hưởng điển hình của hệ thống mâm xoay/ổ trục đỡ. Các rung động của mâm xoay bị kích thích chủ yếu bởi các yếu tố: bởi ma sát trong ổ trục đỡ mâm xoay, bởi một mâm xoay có thể không tròn một cách hoàn hảo, bởi sự không đều của dây đai và bởi sự trượt giữa dây đai và mâm xoay. Biểu đồ màu cam giảm mạnh đối với dải tần số cao hơn. Đây là hiệu ứng mong muốn với quán tính của mâm xoay.

(Biểu đồ hình 5)

Đầu đĩa than Thorens New Reference có một hệ thống giảm rung chấn chủ động sáng tạo và hiệu quả cao do Seismion phát triển. Kiến thức sâu rộng và kinh nghiệm với các hệ thống giảm chấn Sky-Hook-Damping đặc trưng trong bộ cách ly rung động chủ động “Reactio” được sử dụng cho giải pháp giảm rung chấn chủ động hoàn toàn mới của mâm xoay.

Việc tính toán tốc độ quay của mâm xoay dựa trên 2 bộ tạo dao động thạch anh siêu chính xác với độ ổn định lâu dài tối đa 3 ppm trong hơn 20 năm, cho phép kiểm tra chéo an toàn và kiểm soát tốc độ đáng tin cậy trong suốt thời gian sử dụng của đầu đĩa than New Reference. Trên thực tế, điều đó có nghĩa là tốc độ tuyệt đối duy trì ổn định trong phạm vi từ 33,3332 tới 33,3334 vòng/phút (rpm) trong hơn 20 năm.

Tín hiệu của bộ mã hóa vòng quay có độ chính xác cao, gắn trên trục của mâm xoay, được đưa vào các thiết bị điều khiển điện tử, giúp thực hiện điều tiết vận tốc tuyệt đối của mâm xoay. Hiệu ứng này có thể được so sánh với một ổ trục đỡ mâm xoay có độ nhớt cao, thường được sử dụng trong các mẫu đầu đĩa than truyền động dây đai.

Tuy nhiên, hệ thống giảm chấn chủ động được thiết kế cho đầu đĩa than Thorens New Reference có một số ưu điểm so với các kỹ thuật giảm chấn thụ động thực hiện bởi ổ trục nhớt:

Thứ nhất, giảm chấn chủ động làm giảm khuếch đại cộng hưởng ở tần số 4 Hz và duy trì mức giảm mạnh ở tần số cao hơn, trong khi một ổ trục đỡ mâm xoay độ nhớt cao có tác động tiêu cực ở tần số cao hơn, vì đồ thị không giảm mạnh như vậy và hiệu ứng quán tính của mâm xoay không được sử dụng một cách tốt nhất.

Thứ hai, hiệu ứng giảm chấn chủ động thậm chí có thể được tăng lên nhiều hơn (đường màu xanh dương thấp hơn trong biểu đồ hình 4) so với bằng cách giảm chấn thụ động, giảm chấn nhớt thụ động tối đa được thể hiện bằng đường đứt nét màu cam trong biểu đồ hình 4.

Thứ ba, ổ trục đỡ mâm xoay có thể được thiết kế sao cho không có ma sát nhất có thể, do giảm chấn được thực hiện một cách chủ động. Kết quả là ổ trục đỡ này chỉ tạo ra mô-men hãm phanh liên tục ở mức tối thiểu, trái ngược với một ổ trục đỡ giảm chấn nhớt. Nhờ mô-men phanh thấp, ứng suất trên động cơ và dây đai thấp hơn đáng kể. Như vậy tất cả các rung chấn nhiễu loạn được giảm thiểu và tuổi thọ sản phẩm cũng được kéo dài hơn. Giảm chấn chủ động không tạo ra bất kỳ mô-men xoắn hãm phanh liên tục nào mà chỉ tạo ra các mô-men động để loại bỏ các tần số biến điệu. Kết quả là hệ thống giảm chấn vận tốc tuyệt đối trong đầu đĩa than Thorens New Reference hấp thụ hiệu quả mọi biến điệu tần số ở mức cao nhất có thể.

Cuối cùng, hệ thống cách ly chủ động, được giải thích ở phần trên, cũng góp phần mang lại hiệu suất Wow và Flutter tốt hơn, vì nó ổn định toàn bộ khung phụ nơi đặt mâm xoay.

Đầu đĩa than Thorens New Reference có thể được trang bị tới 3 đế tay cần và có thể bố trí các tay cần 9, 10 và 12 inch. Ngoài ra, mẫu tay cần TP160 dài 12 inch phát triển mới và tay cần Thiele TA01 cũng được sử dụng. Động học phức tạp của Thiele TA01 kết hợp với tính dẫn hướng chính xác và chắc chắn của một tay cần pivot với những ưu điểm của một tay cần tiếp tuyến. Thiết kế này dẫn hướng hộp kim với một góc theo dõi lỗi tối đa là 0,036 độ trên đĩa LP. Ống tay cần kiểu 2 lớp và chứa đầy gel 2 thành phần để tối ưu giảm chấn. Kết quả của thiết kế này là độ phân giải không gian độc đáo, cực kỳ chi tiết và âm sắc hoàn hảo.

Gunter Kurten, Chủ sở hữu kiêm Giám đốc điều hành của Thorens, cho biết: “Chúng tôi rất tự hào được giới thiệu mẫu mâm than tham chiếu New Reference sáng tạo mới này với thế giới nhân dịp kỷ niệm 140 năm sinh nhật thương hiệu Thorens, trong triển lãm High-End Show 2023 ở Munich”.

(bài: Mộc Thanh)

Thương hiệu Thorens hiện có nhà phân phối tại Việt Nam là Mộc Thủy - Saigon Stereo (https://www.saigonstereo.com).