Cám ơn bài viết của bác Hùng - AudioNga. Nhiễu, lọc điện, biến áp cách ly, và tản mạn khác - Một vài hiểu biết hạn hẹp của em Bài viết này có thể giúp ích đôi chút cho bác nào quan tâm Như tiêu đề bên trên, trong bài viết này, em sẽ trình bày một số hiểu biết cơ bản về nhiễu trong nguồn điện lưới và phân tích hiệu quả của hai phương pháp lọc chặn nhiễu mà giới audiophile thường sử dụng. Để cho bài viết sáng sủa và logic, các nội dung sau đây sẽ lần lượt được triển khai: Khái niệm và phân loại nhiễu Cơ chế hình thành và phương pháp lọc chặn Hiệu quả của lọc điện Hiệu quả của biến áp cách ly Kết luận chung Trước khi đi vào từng nội dung, Việt Hùng Đào em xin được nhấn mạnh 3 điều sau: Bài viết chỉ bàn về phương diện kỹ thuật, không liên quan đến đôi tai và gu nghe nhạc của từng cá nhân. Nguồn điện sạch chưa phải là điều kiện đủ cho chất âm hay nhưng là điều kiện cần cho sự hoạt động ổn định và tin cậy của hệ thống audio. Đây chỉ là các ý kiến cá nhân dựa trên hiểu biết hạn hẹp của em nên hoàn toàn có thể có sai sót, mong nhận được góp ý thêm từ các bác. 1. Khái niệm và phân loại nhiễu Nhiễu là gì? Định nghĩa một cách đơn giản nhất: nhiễu là tất cả những biến động không mong muốn, gây sai lệch cho tín hiệu có ích. Nhiễu là thứ làm vấy bẩn tín hiệu sạch; do đó, nhiễu cần được loại bỏ. Đối với nguồn điện lưới, nhiễu thường tạo ra các gai cao áp, gây méo dạng hình sin, và làm trồi sụt về biên độ. Nguồn gốc của các biến động này đến từ rất nhiều nguồn và từ mọi hướng. Nhiễu có thể được sinh ra từ các thiết bị nhân tạo như: nguồn xung trong các adaptor, chổi than động cơ, bugi xe máy, máy hàn hồ quang, anten truyền hình, trạm phát di động, v.v. hoặc từ các nguồn tự nhiên như: sấm sét, bão mặt trời, tia vũ trụ, v.v. Nhiễu có thể đến từ bên ngoài nhưng cũng có thể được tạo ra từ bên trong thiết bị, do bản thân các khối mạch gây ảnh hưởng lẫn nhau. Phân tích về những điều này rất dài dòng và không trọng tâm nên ta chỉ dừng ở đây. Ta đi sâu vào hai nội dung quan trọng hơn là phân loại thành phần nhiễu và con đường lây lan. Để làm rõ hai nội dung này, ta xét một hệ thống điện cơ bản như hình 1. Hệ này gồm: trạm điện A và nhà dân B; hai dây điện L (live- nóng) và N (neutral - lạnh, trung tính); mặt đất chung GND (ground). Tại trạm điện, N được nối đất (0 V). Do có sụt áp trong quá trình truyền và nhiễu tác động, N tại B có điện thế khác 0 và không cố định. Với hệ thống này, nhiễu được chia ra làm 2 thành phần như sau: Nhiễu mode chung (common-mode): nhiễu trên hai dây tải điện cùng so với đất chung. Nôm na là thành phần nhiễu giống nhau, cùng xuất hiện trên N và L. Nhiễu vi sai (differential-mode): nhiễu trên dây L so với dây N. Nôm na là thành phần nhiễu chỉ có ở 1 trong 2 dây. Hai thành phần nhiễu trên xuất hiện do bị lây lan qua 4 con đường chính: Truyền dẫn trực tiếp Xuyên qua tụ Cảm ứng từ Lan qua sóng Như vậy là để lọc chặn nhiễu triệt để, ta phải: Lọc cả hai thành phần nhiễu Chặn hoặc cản trở tất cả các con đường lây lan Phương cách như thế nào sẽ được trình bày ở nội dung tiếp theo. 2. Cơ chế hình thành và phương pháp lọc chặn Nhiễu mode chung thường "được" tạo ra do bắt nhiễu từ bên ngoài. Trong mạng điện trên hình 1, nếu xét cả thành phần tụ ký sinh, ta có một mạch kín chạy từ A qua NL đến B rồi qua đất trở về A. Mạch này đôi khi nhìn rất hở nhưng là một vòng kín vô hình đối với tín hiệu tần số cao. Mạch kín này tạo thành một vòng thu nhiễu điện từ khổng lồ. Do đó, nhiễu mode chung thường có biên độ khá lớn và có phổ tần số rất rộng. Nhiễu vi sai thường được hình thành do các biến đổi trong mạng lưới điện. Khi đóng cắt một tải công suất lớn, điện áp giữa N và L có sự trồi sụt rất đáng kể. Mạng điện càng rộng, sự trồi sụt càng đa dạng và thường xuyên, bao gồm cả hiệu ứng xếp chồng. Ở trường hợp khác, khi một adaptor máy tính được cắm vào mạng điện, các xung nhọn sinh ra từ bộ nguồn flyback này (là một điện áp vi sai giữa N và L) sẽ lan ra ngoài mạng điện nếu chưa được lọc kỹ. Hiện tượng khó tưởng tượng hơn nhưng vẫn xảy ra thường xuyên: bão từ mặt trời tạo nên các dòng điện cảm ứng trên toàn mạng điện. Đương nhiên các dòng điện này là không mong muốn và được coi là nhiễu. Từ các phân tích trên, một số ý tưởng loại nhiễu có thể là: Với nhiễu mode chung: Chặt đứt vòng mạch kín để tạo thành mạch hở Ngắn mạch (nối tắt) các xung nhiễu từ L và N xuống đất Với nhiễu vi sai: Bù các biến thiên chậm bằng ổn áp Ngắn mạch (nối tắt) các xung nhiễu giữa L và N Trong thực tế, khử sạch nhiễu là điều không dễ thực hiện. Do cơ chế hình thành và lan truyền, nhiễu thường trộn lẫn với tín hiệu có ích. Khi chặn đứng nhiễu sẽ chặn cả tín hiệu; khi cho tín hiệu qua sẽ có nhiễu rò rỉ cùng đi qua. Nói cách khác, việc thiết kế một thiết bị chặn 100% nhiễu nhưng lại cho 100% tín hiệu truyền qua là điều bất khả thi. Thay vào đó, người ta tìm cách làm suy giảm nhiễu bằng cách tạo ra các "rào cản có chọn lọc". Hàng rào này cản nhiễu thật mạnh nhưng lại tương đối nhẹ nhàng đối với tín hiệu. Rõ ràng là, từ đây trở đi, khi nói chặn nhiễu, lọc nhiễu, khử nhiễu, ta hiểu rằng đó là công việc làm cho nhiễu suy yếu đi chứ không phải là loại thẳng cổ nhiễu ra khỏi tín hiệu. Không có khái niệm sạch nhiễu, chỉ có khái niệm nhiễu bị làm yếu đi bao nhiêu lần. Đó chính là một trong những thông số quan trọng nhất của bộ lọc: độ suy hao dải chắn, tính bằng lần hoặc dB. Đây là thông số quan trọng hơn rất nhiều so với khả năng chịu dòng (tính bằng A). Chi tiết sẽ được mô tả tại mục tiếp theo. 3. Hiệu quả của lọc điện Nói một cách chính xác, lọc điện không thể chặn nhiễu mà chỉ có thể làm suy yếu nhiễu. Nếu liệt kê các thông số cơ bản của bộ lọc theo thứ tự giảm dần của mức độ quan trọng, ta có: Sức suy giảm nhiễu: cần càng lớn càng tốt. Hệ số này đặc trưng cho tỷ lệ công suất nhiễu (hoặc biên độ nhiễu) trước và sau khi đi qua bộ lọc. Độ giảm này có thể đến cỡ hàng nghìn, hàng triệu nên khi biểu diễn dưới dạng con số thường cồng kềnh, không dễ hình dung và so sánh. Thay vào đó, người ta thường tính theo decibel (dB). Khi quy đổi: cứ 3 dB ứng với công suất tăng/giảm 2 lần, 6 dB là 4 lần, 10 dB là 10 lần, 20 dB là 100 lần, 60 dB là 1 triệu lần, và... 100 dB thì là 10 tỷ lần. Rõ ràng, con số 50 dB và 100 dB nghe có vẻ hơn kém nhau chỉ 2 lần nhưng thực tế thì là 100,000 (một trăm nghìn) lần. Hệ số này lớn hay nhỏ tùy thuộc theo cấu trúc bộ lọc và giá trị các linh kiện trong mạch lọc. Hệ số này cũng thay đổi theo từng dải tần chứ không cố định. Do đó, muốn sử dụng bộ lọc một cách hiệu quả, ta phải chọn bộ lọc theo hệ số suy hao ứng với dải tần số cần "triệt". Nói ngắn gọn là quan tâm đến đặc tuyến của bộ lọc. Độ suy hao tín hiệu có ích: cần càng nhỏ càng tốt. Với lọc nguồn, tín hiệu chính là dòng điện 220 V, 50 Hz. Rõ ràng, đây là thứ cần phải truyền dẫn qua tốt nhất có thể. Thông số này thường không được công bố rõ ràng. Thay vào đó, người ta thường nói đến dòng tải cực đại của bộ lọc, tính bằng ampere (A). Nôm na là bộ lọc nào có A lớn thì ít suy hao và ngược lại. Tần số dòng điện: cần đúng (cũng có thể lớn hơn) tần số mạng điện đang sử dụng. Rõ ràng đối với bộ lọc dành cho điện 50 Hz, điện 400 Hz được coi là nhiễu; ngược lại điện 50 Hz là thứ không được welcome lắm ở bộ lọc 400 Hz (mặc dù có thể vẫn sử dụng được). Các giá trị điện áp làm việc: cần đáp ứng được điện áp dân dụng là đủ. Đây là thông số quan trọng với nhà sản xuất do liên quan đến chi phí chế tạo. Tuy nhiên, với người mua đồ 2nd-hand thì về cơ bản... cứ thấy 250 V là OK rồi. Rõ ràng là: thông số thứ 2 không phải là thứ tinh túy của bộ lọc nhưng lại thường được quan tâm nhất khi mua bán. Bộ lọc cứ có A lớn là đắt tiền mặc dù bé tí tẹo và lọc hời hợt. Trong khi đó, bộ lọc triệt nhiễu hùng hục thì thường lại bị hắt hủi do có A nhỏ hơn. Với cùng một kích thước và công nghệ, thường A nhỏ hơn sẽ lọc tốt hơn và ngược lại. Đó là sự đánh đổi mà chúng ta cần phải chấp nhận và thỏa hiệp. Còn tiếp... 4. Hiệu quả của biến áp cách ly 5. Kết luận chung - AudioNga - P/S: Thỉnh thoảng, khi có thời gian, em sẽ post một bài kiểu như thế này để chia sẻ những gì mà em nghĩ là có thể giúp ích cho anh em. Thông tin trong mỗi bài về cơ bản là tương đối hoàn chỉnh nhưng thỉnh thoảng có thể sẽ được chỉnh sửa để hoàn thiện thêm. Nội dung bài viết về cơ bản là kiến thức và cảm nhận của cá nhân em nên có thể không chuẩn xác và khách quan 100%. Nếu bác nào thấy có điểm chưa chuẩn hoặc cần bổ xung thì pm cho em để em cân nhắc việc gá thêm vào. Khi đó, đoạn các bác viết sẽ được ghi rõ tác giả để tri ân người viết về tình và ko vi phạm bản quyền về lý Bài viết gốc Tại đây.
Cám ơn bác tai trâu đã chia sẻ một cách khách quan không thần bí như một số diễn giả khác của diễn đàn......
Đọc chia sẻ của các bác,nhất là đoạn : .... Em lại thử nghiệm tháo ra 1 đường tiếp đất (em dùng 2 cọc tiếp đất) cho amply, đúng như vậy các bác ạ ! bộ dàn của e lại lột xác ->âm thanh mạch lạc,chi tiết hơn hẳn trước đây(khi dùng 2 cọc tiếp đất),âm hình nó lồi ra ngoài,trước đây khi dùng 2 cọc tiếp địa/amply thì âm hình nó tụt vào trong nhưng vì nghe thấy dễ chịu nên cứ để vậy dùng. Đúng là mát quá cũng hỏng(trải nghiệm trên bộ dàn nhà em) Một lần nữa cảm ơn các bác đã chia sẻ !
