Cấu tạo của đầu kim:
Một chiếc đầu kim thông thường sẽ có 3 bộ phận chính, bao gồm Mũi kim (Stylus), Thanh kim (Cantilever) và Thân kim (Cartridge Body). Đầu tiên,mũi kim (stylus) thường được chế tác từ các vật liệu có độ cứng cao như gốm (Ceramic), Ruby.. mà bền bỉ nhất sẽ là kim cương nhân tạo. phần đầu của mũi kim sẽ được mài nhọn trở nên rất nhỏ, và loại nào càng nhọn, càng tiếp xúc nhiều với các rãnh đĩa thì càng cao cấp.
Sau đó, Stylus sẽ được lắp lên trên phần thanh kim (Cantilever), và thanh kim sẽ là chiếc cầu nối giữa Stylus và phần Cartridge body. Khi di chuyển trên đĩa than, Stylus sẽ luồn theo những đường rãnh trên đĩa, tạo nên các rung động. Các rung động này sẽ được truyền đến thanh kim, và tiếp tục được dẫn lên phần Cartridge Body, từ đó sẽ được xử lý thành các tín hiệu điện.
Do tính chất hoạt động, khi mũi kim len lỏi trong các rãnh đĩa, phần mũi kim sẽ va chạm vào phần thành của các rãnh nên sẽ có xác suất bị hao mòn. Theo lý thuyết, người dùng nên thay đổi Stylus sau 500 -1500 giờ hoạt động do sự hao mòn này. Tuy nhiên, tuổi thọ của một chiếc đầu kim cũng phụ thuộc vào sự chăm sóc cẩn thận của người dùng.
Phân loại mũi kim (Stylus):
Để có được phần rãnh đĩa trên chiếc đĩa than, nhà sản xuất sẽ sử dụng một thiết bị có phần đầu cắt nhọn mang hình dạng tương tự hình tam giác. Vì vậy, các stylus có hình dáng gần giống với đầu cắt của thiết bị sẽ cho ra được chất lượng âm thanh tốt hơn và chính xác hơn rất nhiều. Theo nguyên tắc chung, stylus càng nhọn, giống hình tam giác thì người dùng cần phải thiết lập kĩ càng hơn để có thể đạt được hiệu quả tốt nhất. Từ đó, stylus cũng sẽ được chia thành 3 cấp độ khác nhau:
1. Spherical (Tạm dịch: Hình Cầu):
Stylus Spherical đã có từ rất lâu, và đây cũng là hình thái đơn giản nhất và ít tốn kém nhất để chế tác. Vì thế, đây là hính thái thông dụng dành cho phân khúc nhập môn trong giới đĩa than. Do mang hình dạng tương tự hình cầu, Stylus Spherical không thể đi sâu vào các rãnh thu và sẽ không thể cho ra nhiều chi tiết âm nhạc nhỏ như các hình thái khác. Tuy nhiên, loại hình thái này là hình thái bền nhất, và việc thiết lập cũng không quá phức tạp. Đó là lý do tại sao hình thái này thường được sử dụng bởi các DJ hay trong các mẫu kim đi kèm với các mâm đĩa than, đặc biệt tại phân khúc nhập môn.
2. Elliptical (Tạm dịch: Hình Elip):
Hình thái Elliptical của Stylus có hình dạng gần giống với đầu cắt thực tế được sử dụng để tạo rãnh đĩa Vinyl hơn. Mặc dù không mang hình dạng tam giác chính xác, nhưng hình thái này giúp stylus tiếp xúc nhiều hơn và gần hơn với rãnh ghi so với Spherical. Người dùng sẽ nghe thấy nhiều thông tin hơn từ các bản nhạc với hình thái Elliptical này.
3. Line Contact:
Hình thái Line Contact có thể nói là hình thái tiềm cận với đầu cắt thực tế nhất. Những loại này là tối ưu cho âm thanh tốt nhất và có thể giúp kéo dài tuổi thọ bộ sưu tập đĩa Vinyl của người dùng. Đây cũng là hình thái có điều kiện chế tác hà khắc và tốn kém nhất. Ngoài ra, Line Contact Stylus cũng cần người dùng phải có những kiến thức sâu hơn để có thể thiết lập và điều chỉnh chúng một cách hoàn mỹ. Tuy nhiên, hình thái này cũng sẽ đem lại cho người dùng trải nghiệm âm thanh Analog chân thực và trong trẻo nhất. Trong Line Contact sẽ được chia ra làm nhiều kiểu dáng khác nhau như Shibata, MicroLine…
Nhìn chung, đây là những hình thái cơ bản thường gặp nhất của Stylus. Đương nhiên, nhiều hãng kim sẽ có những biến thể đặc biệt dựa trên những hình thái này. Tuy nhiên, tất cả đều theo một phương châm: Stylus càng nhọn, càng giống hình tam giác, hình dáng càng tiềm cận với thiết bị cắt đĩa thì càng tốt.
Phân loại đầu kim (Cartridge):
Dựa vào cấu trúc bên trong của thân kim (Cartridge Body), chúng ta có thể chia đầu kim thành 3 loại khác nhau. Đầu tiên và thường gặp nhất sẽ là 2 loại: MM (Moving Magnet) và MC (Moving Coil). Cả 2 loại đều sử dụng nguyên tắc vật lý là tái tạo dòng điện dựa trên chuyển động trong trường điện từ. Loại thứ 3 sẽ là một loại mới hơn so với kim MM và MC, ử dụng công nghệ quang học để tạo nên tín hiệu analog, được gọi là “Optical Cartridge” – hay “Kim quang học”.
1. Kim MM:
Như tên gọi, kim MM (Moving Magnet) sử dụng phần nam châm nhỏ đặt ở phía cuối của thanh kim (Cantilever), đồng thời được bao bọc bởi các cuộn dây cố định. Khi Cantilever di chuyển, nam châm cũng sẽ chuyển động giữa các cuộn dây, tạo ra tín hiệu.
Kim MM sẽ là mẫu kim thông dụng hơn cả, do có khả năng thay đổi Stylus và có độ bền cao hơn so với kim MC. Đồng thời, cường độ dòng điện cũng cao hơn so với MC, nên các kim MM có thể kết nối trực tiếp với Phono Stage. Tuy nhiên, do phía cuối thanh kim được gắn 2 nam châm nhỏ, nên tốc độ di chuyển của thanh kim ở MM sẽ không tinh tế bằng MC, mang đến chi tiết âm thanh không tĩnh bằng so với MC.
Mọi người có thể sẽ thấy thêm một vài biến thể khác như MP (của thương hiệu Nagaoka) hay MI, tuy nhiên thì điểm khác nhau chính là ở phần vật liệu đặt ở cuối thanh kim. Nếu kim MM sử dụng nam châm, thì kim MI sẽ sử dụng vật liệu sắt hoặc hợp kim sắt, còn kim MP sẽ là một hợp kim có từ tính, gọi là Permalloy. Với trọng lượng nhẹ hơn so với nam châm truyền thống, các vật liệu này giúp cho phần thanh kim có góc di chuyển tốt hơn, cho ra chất âm tinh tế và chi tiết hơn.
2. Kim MC:
Kim MC (Moving Coil) mang cấu trúc bên trong tương tự với MM, nhưng phần đuôi của Cantilever sẽ mang một cuôn dây và phần nam châm sẽ là phần cố định. Khi Cantilever di chuyển, cuộn dây cũng sẽ chuyển động giữa nam châm, tạo ra tín hiệu.
Kim MC thông thường sẽ có giá thành cao hơn so với kim MM do thường dùng loại kim cương có kích thước nhỏ hơn, chế tác cũng khó khăn hơn và cường độ dòng điện cũng nhỏ hơn. Vì thế, người dùng thường sẽ phải trang bị thêm một Step up Transformer (thiết bị tăng áp) hoặc một phono Preamp chuyên dụng cho MC để tăng cường độ dòng điện phù hợp với Phono Stage. Tuy nhiên, do có đầu kim nhỏ và cantilever mảnh, nên MC sẽ ít chịu cộng hưởng hơn nhiều. Đồng thời, do mang trọng lượng nhẹ hơn so với MM, cantilever của MC cũng sẽ di chuyển tinh tế và mượt mà hơn, phản hồi nhanh hơn với các đường rãnh trên đĩa. Từ đó, âm thanh được tái tạo lại sẽ trở nên sạch hơn, trong hơn và tĩnh hơn so với MM.
3. Kim quang học:
Khác với các mẫu kim MM và MC truyền thống, kim quang học hoàn toàn không sử dụng nam châm trong động cơ. Ngược lại, động cơ của kim quang học bao gồm ba bộ phận: đèn phát tia hồng ngoại, khiên chặn ánh sáng lắp trên thanh kim và màn sensor. Khi thanh kim di chuyển trên mặt đĩa, tấm khiên chặn ánh sáng sẽ di chuyển, và thay đổi ánh sáng trên màn sensor – tác động đến điển trở quang (photocell) và từ đó tạo ra tín hiệu âm thanh analog.
Về nguyên lý, nam châm luôn tạo ra một độ từ trường nhất định, và các nhà sản xuất đầu kim truyền thống luôn có một mục tiêu – đó là hạn chế tối đa sự ảnh hưởng của từ trường trên âm thanh. Ngược lại, do không cần sử dụng nam châm, các mẫu đầu kim quang học hoàn toàn không tạo ra từ trường – yếu tố gây ảnh hưởng tiêu cực đến âm nền nhiều nhất. Điều này mang lại độ tĩnh tuyệt đối cho âm thanh được tái tạo. Ngoài ra, kim quang học sẽ có cân nặng nhẹ hơn kim truyền thống, do đã loại bỏ động cơ nam châm – cho phép đầu kim di chuyển uyển chuyển hơn. Kết quả là âm thanh sẽ trong trẻo và chi tiết hơn thiết kế MM hoặc MC truyền thống.
Tuy nhiên, do là một công nghệ đầu kim mới, nên kim quang học sẽ có giá thành có phần cao hơn so với kim MM và MC, đồng thời hiện này chỉ có 1 thương hiệu sản xuất kim quang học, đó là DS Audio.
Các thông số đáng quan tâm của Cartridge:
- Vật liệu, hình dáng mũi kim (Stylus) và vật liệu thanh kim (Cantilever):
- Thông thường, các mũi kim phổ thông sẽ được làm bằng kim cương nhân tạo, trừ một số đầu kim của các mâm nhập môn hay mâm than tích hợp sẽ được làm bằng các vật liệu kém bền hơn như Ruby hay Ceramic. Ngoài ra, hình dáng mũi kim cũng là một đặc điểm mà các bạn nên lưu ý.
- Thanh kim thường sẽ được chế tác từ các vật liệu nhẹ và bền như nhôm, Boron… Nếu vật liệu chế tạo thanh kim nhẹ và cứng hơn, thì có thể tái tạo được chất lượng âm thanh với nhiều thông tin hơn.
- Tracking Force ( Lực kim đề nghị): là áp lực đề nghị mà Cartridge nên sử dụng lên đĩa Vinyl, thông thường là gram (g). Người dùng sẽ sử dụng tạ đối trọng phía sau để điều chỉnh lực đề nghị phù hợp cho Cartridge.
- Output Impedance – Load Impedance (Trở kháng ngõ ra – trở kháng thiết lập): Trở kháng của các đầu kim MM sẽ ở mức rất cao, lên đến 47kOhm. Và đối với các phono preamp, đây cũng là trở kháng đầu vào của thiết bị. Tuy nhiên, ở kim MC lại khác, khi trở kháng thấp hơn rất nhiều và trở kháng của phono preamp cũng phải thay đổi. Vì vậy, thông số này sẽ cho phép người dùng theo dõi và điều chỉnh mức trở kháng phù hợp cho các mẫu kim MC.
