Bộ đếm xung chủ (Master Clock – gọi tắt là MC) thường được xem như một phụ kiện nên có trong các dàn âm thanh cao cấp đắt tiền. Theo người chơi âm thanh chuyên nghiệp, MC có khả năng cải thiện hiệu năng cũng như chất lượng âm thanh cho phần cứng chơi nhạc một cách đáng kể, mang lại những trải nghiệm nghe đầy đủ hơn, chính xác hơn và hay hơn. Câu hỏi được đặt ra ở đây là MC đã làm gì để có thể “phù phép” giúp tăng cường chất lượng âm thanh tổng thể? Bài viết sau đây sẽ nêu ra một số khái niệm cơ bản về vấn đề này

1. Bộ đếm xung (clock) là gì?

Bộ đếm xung có công dụng rất đơn giản nhưng không kém phần quan trọng: cung cấp nhịp đếm chính xác cho quy trình lấy mẫu (sample) analog, cho phép tái tạo lại dạng sóng âm analog một cách đầu đủ và chính xác nhất. Nói dễ hiểu hơn, bộ đếm xung sẽ chia và nhận dạng mỗi sample như một xung (word clock) để hệ thống có thể ghép nối lại thành dạng sóng chính xác và hoàn chỉnh. Nếu xung nhịp không đồng bộ sẽ dẫn đến tình trạng dạng sóng được tái hiện lại không chính xác gây ra nhiễu âm hay méo tiếng, do đó tính chính xác của bộ đếm xung là điều tối quan trọng.

Trong toàn bộ các bộ đếm thì bộ đếm bit (bit-clock) là quan trọng hơn cả. Bit-clock được sử dụng rộng rã trong các giao diện truyền tải như AES3, S/PDIF và ADAT... Ở các giao diện này, mỗi sample khi truyền tải sẽ chứa 1 data-bit nhất định để kết hợp với nhau thành chuỗi sample gốc từ đó tạo ra dạng sóng âm hoàn chỉnh, tuy nhiên nếu thiết bị thu đếm sai nhịp thì dạng sóng âm sẽ bị hỗn loạn gây ra méo tiếng. Trong trường hợp này bit-clock sẽ giúp đồng bộ hóa dòng phát và dòng thu để ngăn ngừa thất thoát bit khi truyền tải.

Khi truyền tải dữ liệu audio từ thiết bị này sang thiết bị khác ở dạng digital, lượng thông tin được truyền tải luôn luôn chuẩn xác ở mỗi bit (do là dữ liệu kỹ thuật số) nên các hiện tượng như nhiễu xung hay nhiễu drift (gần giống với méo tiếng distortion) không còn quan trọng nữa. Tuy nhiên khi làm việc ở các chế độ xử lý có cả analog và digital, nhịp xung là điều tối quan trọng để có thể đảm bảo độ chuẩn xác cao nhất cho tín hiệu âm thanh.

>> Xem thêm: Bộ đếm Autonics, Bộ đếm sản phẩm Omron

2. Các thiết bị kỹ thuật số sử dụng bộ đếm xung ra sao?

Mỗi thiết bị kỹ thuật số đều có một bộ đếm xung riêng của nó khi xuất xưởng. Các bộ đếm xung này cũng gồm nhiều loại đa dạng, từ một mạch xung đơn giản (trong các thiết bị DAC hay ADC tầm trung - cao) đến các bộ đếm xung riêng biệt sử dụng tinh thể piezo‑electric (thường có trong các thiết bị cao cấp của phòng thu âm). Các bộ đếm xung tinh thể luôn có độ chính xác cực cao, bằng khoảng 128 lần só với mức sample tiêu chuẩn thông dụng. Với các bộ đếm xung đòi hỏi độ chính xác phải gần như tuyệt đối (dùng trong các bộ điều khiển tên lửa hay tàu ngầm), các loại nguyên liệu đắt tiền hơn sẽ được dùng như Caesium‑133 hay Rubidium‑97.

Nói chung, điều quan trọng nhất của bộ đếm là khả năng tiếp nhận và truyền tải sample một cách đầy đủ và đồng bộ. Trong một hệ thống âm thanh cao cấp, một thiết bị nào đó phải được thiết lập thành MC để cung cấp mức xung nhịp duy nhất của nó cho toàn bộ hệ thống, từ đó giữ được mức đồng bộ và ổn định nhất cho cả hệ thống âm thanh.

Thế nào là một thiết lập MC hiệu quả?

Lấy ví dụ cho một hệ thống âm thanh cỡ vừa và nhỏ gồm nguồn phát là máy tính, ADC, preamp/amp và loa/tai nghe. Chúng ta có thể thấy thiết bị chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ xung đếm chính là phần ADC nên thiết lập nó thành MC sẽ là phương pháp hiệu quả nhất. Khi kết nối thêm một số thiết bị nửa vào dàn âm thanh nói trên, các thiết bị mới cũng cần được thiết lập để đồng bộ xung với ADC có sẵn. Với các dàn âm thanh có thiết lập phức tạp hơn phương pháp này vẫn có tính khả thi rất cao tuy nhiên mức độ “cân đo đong đếm” cũng phải nhiều hơn.

Điểm trừ duy nhất của các bộ đếm xung biệt lập (gắn ngoài) là nó có thể chịu một số ảnh hưởng do nhiễu jitter hay nhiễu từ (magnnetic interference) bởi cable và các thiết bị điện xung quanh (tuy không quá nhiều nhưng vẫn là một nguyên tố đáng nhắc đến). Các bộ đếm xung tích hợp tuy không bị ảnh hưởng từ các nhân tố trên nhưng lại chỉ có chất lượng trung bình – khá. Đây là bài toán đau đầu cho dân audiophile mà lâu nay nay vẫn chưa có lời giải xác đáng.

>> Xem thêm: Bộ đếm Hanyoung

3. Vì sao phải cần đến MC?

Với các dàn âm thanh tại gia cỡ vừa và nhỏ hay các hệ thống phòng thu không quá lớn, MC có hay không cũng không quá quan trọng. Với 1 ADC riêng biệt, tín hiệu output digital được truyền tải qua giao diện S/PDIF, AES3 hay ADAT có thể được thiết lập lại với một mức xung nhất định nào đó dựa trên MC có sẵn (thường là bộ đếm xung tích hợp). Tín hiệu âm thanh được truyền tải lúc này hầu như vẫn không bị đổi thay mà lại tiết kiệm được một khoản chi phí phần cứng kha khá.

Với các thiết lập cao cấp và phức tạp hơn (thường dùng giao diện AES3 với clock AES11), cách tốt nhất là chia dòng dữ liệu ra riêng biệt giữa nhạc và hình để tránh làm loạn clock khi phải truyền tải nhiều mức xung khác nhau cùng lúc. Trường hợp này thường phát sinh ở các studio lớn chuyên remaster hay re-record.

Nhìn chung tuy có mang lại những cải thiện nào đó cho dàn âm thanh, trong đa số các trường hợp MC thường không quá cần thiết để có thể đạt được chất lượng âm thanh tối ưu. Với các dàn âm thanh tại gia vừa và nhỏ (hoặc thậm chí khá cao cấp), MC vẫn là một chọn lựa khá “overkill” và thường chỉ dành cho những ai nhắm đến sự hoàn hảo cao nhất cho hệ thống của mình. phần lớn các thiết bị âm thanh trên thị trường hiện giờ đều đã được tính toán để hoạt động tốt nhất bằng clock tích hợp, và với đà phát triển công nghệ chóng mặt từng ngày, các “clock tích hợp” này cũng sở hữu chất lượng càng ngày càng cao.