Bộ phân tần, hay còn gọi là Crossover, là một thiết bị điện tử hoặc mạch điện tử được thiết kế để chia tín hiệu âm thanh đầu vào thành nhiều dải tần số khác nhau, sau đó gửi các dải tần số này đến các loa phù hợp. 

Mục đích chính của bộ phân tần là tối ưu hóa hiệu suất của từng loại loa (loa tweeter cho âm cao, loa midrange cho âm trung, loa woofer cho âm trầm), giúp chúng tái tạo âm thanh một cách rõ ràng, chi tiết và chính xác nhất, tránh tình trạng nhiễu hoặc méo tiếng do các loa phải xử lý dải tần không phù hợp.

Hiểu đơn giản, bộ phân tần giúp cho loa phát ở một dải tần nhất định để tối ưu hiệu năng, công dụng của từng loa.

Tại sao cần bộ phân tần?

Mỗi loại loa được thiết kế để hoạt động hiệu quả nhất trong một dải tần số cụ thể. Ví dụ, loa tweeter chỉ nên xử lý âm cao, loa woofer chuyên trị âm trầm. 

Nếu không có bộ phân tần, tất cả các loa sẽ phải cố gắng tái tạo toàn bộ dải tần, dẫn đến:

• Méo tiếng: Loa sẽ bị quá tải khi cố gắng tái tạo các tần số ngoài khả năng của chúng.

• Giảm tuổi thọ loa: Hoạt động liên tục ở dải tần không phù hợp sẽ làm hỏng loa nhanh hơn. VD loa BASS phải to, côn dầy nếu phát tần số cao sẽ không tái tạo được hoặc làm rách côn loa

• Âm thanh không rõ ràng: Các tần số bị chồng chéo, gây ra sự khó chịu và thiếu chi tiết.

Phân Loại Bộ Phân Tần

Bộ phân tần có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng phổ biến nhất là dựa vào vị trí lắp đặt và nguyên lý hoạt động:

Phân loại theo vị trí lắp đặt:

*Phân tần thụ động (Passive Crossover):

• Đặc điểm: Được đặt sau amply công suất và trước các củ loa. Chúng sử dụng các linh kiện thụ động như cuộn cảm (inductors), tụ điện (capacitors) và điện trở (resistors) để lọc tín hiệu.

• Ưu điểm: Đơn giản, chi phí thấp, không cần nguồn điện riêng.

• Nhược điểm: Tiêu thụ một phần công suất của amply, có thể gây biến dạng pha và giảm chất lượng âm thanh nếu thiết kế không tốt.

• Ứng dụng: Phổ biến trong hầu hết các hệ thống loa dân dụng.

*Phân tần chủ động (Active Crossover):

• Đặc điểm: Được đặt trước amply công suất, thường tích hợp trong pre-amp hoặc một thiết bị riêng biệt. Chúng sử dụng các linh kiện điện tử hoạt động (transistor, IC) và cần nguồn điện riêng để hoạt động.

• Ưu điểm: Khả năng kiểm soát tần số chính xác hơn, không làm mất công suất của amply, ít biến dạng pha hơn, dễ dàng điều chỉnh.

• Nhược điểm: Phức tạp hơn, chi phí cao hơn, cần nhiều amply công suất riêng cho mỗi dải tần.

• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các hệ thống âm thanh chuyên nghiệp, hi-end hoặc phòng thu.

Phân loại theo số đường tiếng:

• Phân tần 2 đường tiếng (2-Way Crossover): Chia tín hiệu thành 2 dải tần (thường là trầm/trung và cao) để gửi đến 2 loại loa (woofer/midrange và tweeter).

• Phân tần 3 đường tiếng (3-Way Crossover): Chia tín hiệu thành 3 dải tần (trầm, trung, cao) để gửi đến 3 loại loa (woofer, midrange, tweeter).

• Phân tần 4 đường tiếng (4-Way Crossover): Ít phổ biến hơn, chia tín hiệu thành 4 dải tần (ví dụ: siêu trầm, trầm, trung, cao) cho các hệ thống loa phức tạp hơn.

Tìm hiểu thêm:

• Bộ lọc thông thấp - LPF (Low Pass Filter)

• Bộ lọc thông cao - HPF (High Pass Filter)

• Bộ lọc thông dải - BPF (Band Pass filter)

• Bộ lọc cấm dải - Bộ lọc chặn dải - Notch Filter

Ứng Dụng Của Bộ Phân Tần Trong Âm Thanh

Bộ phân tần đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong mọi hệ thống âm thanh, từ dân dụng đến chuyên nghiệp:

• Loa gia đình và rạp hát tại gia: Hầu hết các loa bookshelf, loa cây (floorstanding) đều sử dụng bộ phân tần thụ động để đảm bảo mỗi củ loa hoạt động tối ưu.

• Hệ thống âm thanh xe hơi: Cải thiện đáng kể chất lượng âm thanh trong xe bằng cách phân chia tín hiệu chính xác cho các loa tweeter, loa mid và loa sub.

• Hệ thống âm thanh chuyên nghiệp (PA Systems): Các dàn âm thanh sân khấu, hòa nhạc thường sử dụng phân tần chủ động để có thể kiểm soát âm thanh một cách linh hoạt và chính xác, phù hợp với từng không gian và mục đích sử dụng.

• Phòng thu âm: Giúp các kỹ sư âm thanh kiểm soát chặt chẽ dải tần, đảm bảo bản phối được tái tạo trung thực nhất.