Thông thường, các thiết bị điện tử hiện nay như đầu CD hay là thiết bị stream nhạc sẽ có tín hiệu đầu ra (Output voltage) cao , vì vậy mọi người có thể ngay lập tức kết nối và sử dụng. Tuy nhiên, mâm đĩa than lại có tín hiệu đầu ra rất thấp, thấp hơn tất cả những thiết bị trong hệ thống âm thanh tại gia, vì vậy không đủ để cung cấp cho tầng. Ngoài ra, âm lượng của các dải cũng sẽ khác biệt so với tín hiệu gốc, nếu liên kết trực tiếp với phần tiền khuếch đại (preamp) thì sẽ không nghe được âm thanh từ mâm đĩa than.
Vì lẽ đó, để các tín hiệu Analog từ mâm đĩa than đến được thiết bị Preamp một cách toàn vẹn và chi tiết, người dùng cần phải sử dụng một thiết bị gọi là Phono Preamplifier, sẽ được tích hợp sẵn trên mâm, trên Amply hoặc là một chiếc thiết bị Phono rời nhằm khuếch đại và xử lí tín hiệu Analog trước, sau đó mới đến phần xử lý tín hiệu của Amply.
Nguyên lí hoạt động của Phono
Khi sử dụng những nguồn phát khác như CD Player hay phát nhạc từ chiếc điện thoại thông minh, điện áp tín hiệu đầu ra (Output Voltage) thường sẽ tính bằng Volts (V), trong khi tín hiệu sinh ra từ đầu kim của mâm đĩa than chỉ tính bằng milliVolts (mV), hoặc thậm chí nhỏ hơn. Đồng nghĩa, tín hiệu sinh ra từ các nguồn Digital có thể gấp 1000, thậm chí gấp 10000 lần tín hiệu Analog bình thường. Do đó, nhiệm vụ của Phono Stage trong hệ thống chính là cân bằng và khuếch đại tất cả các dải tần số tín hiệu do đầu kim (Cartridge) truyền đến, mang đến các dải tín hiệu rõ ràng và chi tiết hơn.
Khi đưa tín hiệu Analog vào, Phono Stage sẽ thực hiện 2 nhiệm vụ chính:
- Khuếch đại tín hiệu Analog đến mức tiêu chuẩn thông thường
- Cân chỉnh dải đáp tuyến âm thanh theo tiêu chuẩn RIAA ( Recording Industry Association of Amearica)
Được phát triển vào những năm 1940s và trở thành quy chuẩn vào năm 1954, quy chế RIAA (tạm dịch: quy chế được ban hành bởi Hiệp hội công nghiệp ghi âm Hoa Kì) đã hoàn toàn thay đổi cuộc chơi trong thế giới Vinyl. Theo đó, tiêu chuẩn RIAA quy định rõ ràng và nghiêm ngặt về các thông số tín hiệu cho bộ cân chỉnh EQ (Equalization) để cắt các tần số quy định cho phù hợp với từng tần số đó (thông thường là tăng tín hiệu dải trầm và cắt bớt dải Treble). Nhờ vào tiêu chuẩn này, các hãng đĩa đã thay đổi cách ghi tín hiệu vào bề mặt đĩa LP, giúp gia tăng số lượng bản thu ở một mặt đĩa, giảm thiểu độ hao mòn của bản ghi, và cho ra âm thanh tốt
Đường nét đứt thể hiện cho đáp tuyến tần số thu được từ mâm đĩa than, và đường liền màu đỏ thể hiện cho tín hiệu được bộ cân chỉnh EQ sử dụng để cân bằng tín hiệu, cụ thể là tăng dải Bass và giảm dải treble. Điểm giao nhau chính là tín hiệu line – level thông thường sau khi được cân chỉnh và khuếch đại
Ngoài ra, một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của một Phono Stage chính là độ tĩnh của bộ nguồn. Khi khuếch đại tín hiệu Analog, thiết bị Phono cũng sẽ đồng thời khuếch đại cả những tín hiệu gây nhiễu được tạo ra khi hoạt động, tạo nên những tiếng “hum” ở âm nền khi hệ thống tái tạo lại âm thanh. Do đó, một Phono chất lượng cao cần phải trang bị cho mình bộ nguồn cực kì tĩnh nhằm giảm thiểu những tiếng “hum” đó.
Các loại Phono Stage
Do tính chất khác nhau giữa đầu kim MM và MC, Phono Stage cũng sẽ được phân biệt là Phono MM và Phono MC. Ngoài ra, với các đầu kim quang học, Phono Preamp sẽ được thay thế bằng thiết bị Equalizer.
Phono MM:
Thông thường, các mẫu đầu kim MM sẽ có điện áp đầu ra cao, nên đòi hỏi điện áp đầu thấp hơn ở phono, do đó có thể phù hợp với nhiều mẫu Phono Preamp Hifi tiêu chuẩn. Trong trường hợp sử dụng phono MC cho kim MM, âm thanh phát ra sẽ rất lớn, có thể gây hư hại đến củ loa Tweeter trong hệ thống.
Phono MC:
Ngược lại với MM, các mẫu đầu kim MC sẽ có điện áp đầu ra thấp hơn rất nhiều, đòi hỏi điện áp đầu ra cao phải cao hơn ở phono. Trong trường hợp sử dụng phono MM cho kim MC, âm thanh sẽ rất nhỏ, gần như không thể nghe được.
Đặc biệt, các thiết bị Phono cao cấp hiện nay còn được tích hợp thêm khả năng điều chỉnh trở kháng và điện dung để phù hợp hơn với các chỉ số của đầu kim, mang lại khả năng trình diễn chỉnh chu và tinh tế hơn cả.
Equalizer:
Equalizer có thể hiểu là phono preamp được thiết kế chuyên dụng dành cho các đầu kim quang học. Với nguyên lí hoạt động đặc biệt của các đầu kim quang học, các phono preamp thông thường không thể khuếch đại và xử lí tín hiệu thu vào từ kim, do đó cần phải sử dụng Equalizer để thực hiện nhiệm vụ này.
