Bài giảng môn KỸ THUẬT ÂM THANH

Bài giảng môn KỸ THUẬT ÂM THANH MỤC TIÊU MÔN HỌC Giới thiệu kiến thức cơ bản về âm học, tín hiệu âm thanh và kỹ thuật xử lý tín hiệu âm thanh, thiết bị âm thanh, kỹ thuật hu ghi âm và lồng tiếng. • Trên cơ sở những kiến thức cơ bản, sinh viên có thể vận dụng để thực hành trong phòng thực hành và làm các chương trình phát hanh và truyền hình trong thực tế.

KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY MÔN HỌC: KỸ THUẬT ÂM THANH

Giảng viên : Ths Vũ Văn Coóng;

Ths BáThu Hiền Khoa: Multimedia.

Học viện công nghệ bưu chính viễn thông.PTIT

GiỚI THIỆU MÔN HỌC

• Tên môn học: Kỹ thuật âm thanh

MỤC TIÊU MÔN HỌC

• Giới thiệu kiến thức cơ bản về âm học, tín hiệu âm thanh và kỹthuật xử lý tín hiệu âm thanh, thiết bị âm thanh, kỹ thuật thughi âm và lồng tiếng

• Trên cơ sở những kiến thức cơ bản, sinh viên có thể vận dụng

để thực hành trong phòng thực hành và làm các chương trìnhphát thanh và truyền hình trong thực tế

• Giới thiệu kiến thức cơ bản về âm học, tín hiệu âm thanh và kỹthuật xử lý tín hiệu âm thanh, thiết bị âm thanh, kỹ thuật thughi âm và lồng tiếng

• Trên cơ sở những kiến thức cơ bản, sinh viên có thể vận dụng

để thực hành trong phòng thực hành và làm các chương trìnhphát thanh và truyền hình trong thực tế

PTIT

ĐỀ CƯƠNG KHÓA HỌC.

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật âm thanh

1.1.Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho âm thanh

1.2.3.Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật âm thanh

1.1.Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho âm thanh

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

1.3.4.Trường âm

1.4 Trường âm

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu

1.6 Xử lý tín hiệu âm thanh số

1.6.1 Một số thông số cơ bản đặc trưng cho tín hiệu và hệ thốngtruyền dẫn tín hiệu

1.6.2 Tín hiệu âm thanh số

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

1.3.4.Trường âm

1.4 Trường âm

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu

1.6 Xử lý tín hiệu âm thanh số

1.6.1 Một số thông số cơ bản đặc trưng cho tín hiệu và hệ thốngtruyền dẫn tín hiệu

1.6.2 Tín hiệu âm thanh số PTIT

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/D

1.6.5 Bộ chuyển đổi D/A

Chương 2: Thiết bị âm thanh

2.1 Micro

2.1.1 Phân loại micro

2.1.2 Các đại lượng đặc trưng cho micro

2.1.3 Sử dụng micro trong thực tế

2.2 Loa

2.2.1 Phân loại loa

2.2.2 Các đặc tính củaloa

2.2.3 Các phương pháp đấu nốiloa trong thực tế

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/D

1.6.5 Bộ chuyển đổi D/A

Chương 2: Thiết bị âm thanh

2.1 Micro

2.1.1 Phân loại micro

2.1.2 Các đại lượng đặc trưng cho micro

2.3 Máy tăng âm

2.3.1 Phân loại máy tăng âm

2.3.2 Các đại lượng đặc trưng cho máy tăng âm

2.3.3 Sử dụng máy tăng âm trong thực tế

2.4 Máy ghi âm

2.4.1 Phân loại máy ghi âm

2.4.2 Các đại lượng đặc trưng cho máy ghi âm

2.4.3 Sử dụng máy ghi âm trong thực tế

2.5 Bàn trộn âm, bàn kỹ xảo

2.6 Một số vật tư, thiết bị hỗ trợ khác

2.3 Máy tăng âm

2.3.1 Phân loại máy tăng âm

2.3.2 Các đại lượng đặc trưng cho máy tăng âm

2.3.3 Sử dụng máy tăng âm trong thực tế

2.4 Máy ghi âm

2.4.1 Phân loại máy ghi âm

2.4.2 Các đại lượng đặc trưng cho máy ghi âm

2.4.3 Sử dụng máy ghi âm trong thực tế

2.5 Bàn trộn âm, bàn kỹ xảo

Chương 3: Kỹ thuật trang âm, thu ghi âm

3.1 Kỹ thuật trang âm

3.1.1 Kỹ thuật trang âm trong nhà

3.1.2 Kỹ thuật trang âm ngoài trời

3.4 Kỹ thuật thu ghi âm dùng các thiết bị đơn lẻ

Chương 4: Kỹ thuật lồng tiếng

4.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật lồng tiếng

4.2 Thiết bị lồng tiếng

4.3 Giới thiệu một số phần mềm lồng tiếng

4.4 Kỹ thuật lồng tiếng một số chương trình truyền hình

Chương 3: Kỹ thuật trang âm, thu ghi âm

3.1 Kỹ thuật trang âm

3.1.1 Kỹ thuật trang âm trong nhà

3.1.2 Kỹ thuật trang âm ngoài trời

3.4 Kỹ thuật thu ghi âm dùng các thiết bị đơn lẻ

Chương 4: Kỹ thuật lồng tiếng

4.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật lồng tiếng

4.2 Thiết bị lồng tiếng

4.3 Giới thiệu một số phần mềm lồng tiếng

4.4 Kỹ thuật lồng tiếng một số chương trình truyền hình

PTIT

Phần thực hành:

Bài 1: Thực hành thiết bị âm thanh-2 tiết

Bài 2: Thực hành thu ghi âm trong studio- 2 tiết

Bài 3: Thực hành thu ghi âm trong studio- 2 tiết

Bài 4: Thực hành kỹ thuật lồng tiếng- 2 tiết

PTIT

CÁC NGUỒN THAM KHẢO

• Sách bắt buộc.

1 Kỹ thuật âm thanh- Vũ Văn Coóng; Bá Thu Hiền

2 Đỗ Hoàng Tiến, Audio và Video số, nhà xuất bản đại học

quốc gia, năm 2002

• Sách tham khảo:

1 Trần Công Chí, Âm thanh lập thể - Nguyên lý và công nghệ,

Trường Đại học Sân khấu Điện ảnh, Nhà xuất bản Khoa học

1 Kỹ thuật âm thanh- Vũ Văn Coóng; Bá Thu Hiền

2 Đỗ Hoàng Tiến, Audio và Video số, nhà xuất bản đại học

quốc gia, năm 2002

• Sách tham khảo:

1 Trần Công Chí, Âm thanh lập thể - Nguyên lý và công nghệ,

Trường Đại học Sân khấu Điện ảnh, Nhà xuất bản Khoa học

CÁC DỤNG CỤ CẦN MUA

• Băng từ, đĩa CD,VCD trắng (chưa ghi)

• USB

• Giấy khổ A4 để làm bài kiểm tra và nháp

• Băng từ, đĩa CD,VCD trắng (chưa ghi)

• USB

• Giấy khổ A4 để làm bài kiểm tra và nháp

PTIT

NỘI QUY

• Đi học đầy đủ

• Đóng góp ý kiến xây dựng bài

• Giữ trật tự không gây ảnh hưởng đến người xung quanh

• Nộp bài tập đúng hạn

• Đi học đầy đủ

• Đóng góp ý kiến xây dựng bài

• Giữ trật tự không gây ảnh hưởng đến người xung quanh

• Nộp bài tập đúng hạn

PTIT

THÔNG TIN LIÊN LẠC

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

1.2.4 Đồ thị cân bằng âm lượng

1.1.Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho âm thanh

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

1.3.4 Trường âm

PTIT

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật âm thanh

1.1.Các đại lượng cơ bản đặc trưng cho âm thanh

1.1.1.Trường âm

- Là môi trường, trong đó có bức xạ và lan truyền sóng âm

- Trường âm có thể là chất rắn, chất lỏng hay không khí

- Cấu trúc của trường âm được xác định bởi sự phân bố về thời

gian và không gian của một trong hai đại lượng của trường âm

là áp suất âm thanh hay thanh áp (p) và tốc độ dao động âm

- Là môi trường, trong đó có bức xạ và lan truyền sóng âm

- Trường âm có thể là chất rắn, chất lỏng hay không khí

- Cấu trúc của trường âm được xác định bởi sự phân bố về thời

gian và không gian của một trong hai đại lượng của trường âm

là áp suất âm thanh hay thanh áp (p) và tốc độ dao động âm

- Đơn vị thanh áp thường dùng là bar , Niutơn/m2 (N/ m2) hayPascal (Pa), 1Pa = 1N/m2; p = p~- p0.

- Trong thực tế thường biểu thị thanh áp ở dạng mức (mức

thanh áp) với đơn vị đo là đềxiben: N = 20lg p/P0 (dB) trong

đó: p thanh áp, P0 thanh áp lấy làm chuẩn

bằng 2.10 5 N/ m 2

- Thanh áp là đại lượng vô hướng, nó tác động lên mọi hướng

như nhau và có trị số nhỏ (ví dụ: ở khoảng cách 1m một ngườinói bình thường chỉ tạo ra thanh áp một phần triệu áp suất khíquyển)

1.1.3 Tốc độ dao động

- Đơn vị thanh áp thường dùng là bar , Niutơn/m2 (N/ m2) hayPascal (Pa), 1Pa = 1N/m2; p = p~- p0

- Trong thực tế thường biểu thị thanh áp ở dạng mức (mức

thanh áp) với đơn vị đo là đềxiben: N = 20lg p/P0 (dB) trong

đó: p thanh áp, P0 thanh áp lấy làm chuẩn

bằng 2.10 5 N/ m 2

- Thanh áp là đại lượng vô hướng, nó tác động lên mọi hướng

như nhau và có trị số nhỏ (ví dụ: ở khoảng cách 1m một ngườinói bình thường chỉ tạo ra thanh áp một phần triệu áp suất khíquyển)

1.1.3 Tốc độ dao động

PTIT

- Là tốc độ dịch chuyển của các phần tử môi trường v (ví dụ

không khí) xung quanh vị trí cân bằng

- Về bản chất tốc độ dịch chuyển v hoàn toàn khác với tốc độ

lan truyền của sóng âm

- Tốc độ truyền lan của âm thanh phụ thuộc vào môi trường

truyền âm, trong không khí : C = 331√TO/273 (m/s)=340m/s

(Tº là nhiệt độ tuyệt đối của không khí, xét ở nhiệt độ 200C

tức Tº=293ºK và áp suất khí quyển bình thường)

- Tốc độ dao động có trị số rất nhỏ và phụ thuộc vào cường độ

âm thanh

1.1.4 Công suất (P a )

- Là năng lượng sóng âm thanh lan truyền trong một đơn vị thờigian qua một diện tích bề mặt vuông góc với hướng lan truyền

- Là tốc độ dịch chuyển của các phần tử môi trường v (ví dụ

không khí) xung quanh vị trí cân bằng

- Về bản chất tốc độ dịch chuyển v hoàn toàn khác với tốc độ

lan truyền của sóng âm

- Tốc độ truyền lan của âm thanh phụ thuộc vào môi trường

truyền âm, trong không khí : C = 331√TO/273 (m/s)=340m/s

(Tº là nhiệt độ tuyệt đối của không khí, xét ở nhiệt độ 200C

tức Tº=293ºK và áp suất khí quyển bình thường)

- Tốc độ dao động có trị số rất nhỏ và phụ thuộc vào cường độ

- Pa =Fdx/dt=psdx/dt =psv Trong đó: Pa công suất (w); p là

thanh áp; s là diện tích tác động (m ) v là vận tốc dao động

của một phần tử không khí tại diện tích đó (m/s)

1.2 Tín hiệu âm thanh và sự thụ cảm của thính giác

1.2.1.Độ cao

- Là cảm giác về độ trầm bổng của âm thanh

-Trong âm thanh, khoảng thay đổi độ cao của âm được đặc trưng

bởi đại lượng octave

- Số octav trong dải tần số âm thanh có thể xác định theo biểu

thức sau: n = log2 (fn/fo)≈ log2(3,14.lgfn/fo) Nếu lấy f0 = 20Hz,

tần số cao nhất fn = 20.000Hz thì số octave trong dải âm tần:

n = log2(fn/fo≈3,14lg 20.000/20)= 10octave.

1.2.2 Biên độ

- Là mức thanh áp

- Biên độ đặc trưng cho cảm giác về độ lớn (âm lượng) của tín

hiệu âm thanh

- Nhưng âm lượng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như tần

1.2 Tín hiệu âm thanh và sự thụ cảm của thính giác

1.2.1.Độ cao

- Là cảm giác về độ trầm bổng của âm thanh

-Trong âm thanh, khoảng thay đổi độ cao của âm được đặc trưng

bởi đại lượng octave

- Số octav trong dải tần số âm thanh có thể xác định theo biểu

thức sau: n = log2 (fn/fo)≈ log2(3,14.lgfn/fo) Nếu lấy f0 = 20Hz,

tần số cao nhất fn = 20.000Hz thì số octave trong dải âm tần:

n = log2(fn/fo≈3,14lg 20.000/20)= 10octave.

1.2.2 Biên độ

- Là mức thanh áp

- Biên độ đặc trưng cho cảm giác về độ lớn (âm lượng) của tín

hiệu âm thanh

- Nhưng âm lượng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như tần

PTIT

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

- Là mức thanh áp nhỏ nhất mà tai người còn cảm thấy được sự

tồn tại của nguồn âm

-Ngưỡng nghe được phụ thuộc vào tần số, bản thân người nghe

và phụ thuộc vào vị trí của nguồn âm

-Ngưỡng nghe được tiêu chuẩn ở tần số 1.000Hz có thanh áp p =2.105 N/m2

-Ở ngoài khoảng tần số 16Hz và 20.000Hz ngưỡng nghe được

không tồn tại

-Giá trị thanh áp lớn nhất mà vượt qua giá trị đó sẽ gây ra cảm

giác đau tai gọi là ngưỡng tới hạn hay ngưỡng chói tai

-Ngưỡng tới hạn tiêu chuẩn ở tần số 1.000Hz có thanh áp hiệu

dụng là p = 20 N/m2

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

- Là mức thanh áp nhỏ nhất mà tai người còn cảm thấy được sự

tồn tại của nguồn âm

-Ngưỡng nghe được phụ thuộc vào tần số, bản thân người nghe

và phụ thuộc vào vị trí của nguồn âm

-Ngưỡng nghe được tiêu chuẩn ở tần số 1.000Hz có thanh áp p =2.105 N/m2

-Ở ngoài khoảng tần số 16Hz và 20.000Hz ngưỡng nghe được

không tồn tại

-Giá trị thanh áp lớn nhất mà vượt qua giá trị đó sẽ gây ra cảm

giác đau tai gọi là ngưỡng tới hạn hay ngưỡng chói tai

-Ngưỡng tới hạn tiêu chuẩn ở tần số 1.000Hz có thanh áp hiệu

dụng là p = 20 N/m2

PTIT

Bảng 1: Giá trị các thông số âm thanh tại ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn (bảng trên)

Bảng 2: Mức tín hiệu tuyệt đối ứng với giá trị thanh áp và thanh lực của tín hiệu(bảng dưới)

PTIT

1.2.4 Đồ thị cân bằng âm lượng

- Mức âm lượng ở tần số 1000Hz dùng để so sánh và cân bằng

với âm lượng ở những tần số khác nhau gọi là Phon

- Âm lượng nhỏ nhất mà tai ta còn nghe thấy là 1 Ophon

(ngưỡng nghe), âm lượng lớn nhất mà tai ta bắt đầu cảm thấynhức tai khoảng 130 phon (ngưỡng chói tai)

- Nếu thay đổi mức âm lượng L từ ngưỡng nghe được 4dB đến

ngưỡng tới hạn 140dB và thay đổi tần số từ 16Hz đến

20.000Hz thì có thể vẽ được tất cả các đường cân bằng âm

lượng (hay đồ thị các đường đẳng âm)

- Đường cong biểu diễn cảm giác nghe to bằng nhau ở các tần

số khác nhau gọi là đường đẳng âm (đường đẳng thính) Các

1.2.4 Đồ thị cân bằng âm lượng

- Mức âm lượng ở tần số 1000Hz dùng để so sánh và cân bằng

với âm lượng ở những tần số khác nhau gọi là Phon

- Âm lượng nhỏ nhất mà tai ta còn nghe thấy là 1 Ophon

(ngưỡng nghe), âm lượng lớn nhất mà tai ta bắt đầu cảm thấynhức tai khoảng 130 phon (ngưỡng chói tai)

- Nếu thay đổi mức âm lượng L từ ngưỡng nghe được 4dB đến

ngưỡng tới hạn 140dB và thay đổi tần số từ 16Hz đến

20.000Hz thì có thể vẽ được tất cả các đường cân bằng âm

lượng (hay đồ thị các đường đẳng âm)

- Đường cong biểu diễn cảm giác nghe to bằng nhau ở các tần

số khác nhau gọi là đường đẳng âm (đường đẳng thính) CácPTIT

Đồ thị đường đẳng âm (đẳng thính)

PTIT

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

- Mức tín hiệu âm thanh là giá trị âm lượng trung bình trong

khoảng thời gian 200µs, gọi là thời gian thích ứng.

- Cảm giác về âm lượng chỉ được xác lập khi thời gian tác động

khoảng 200 s

- Nếu hai tín hiệu âm thanh tác động cách nhau một khoảng thời

gian dưới 50 s thì khi nghe hai tín hiệu đó sẽ lẫn làm một, nếuthời gian đó vượt qúa 50 s thì hai tín hiệu đó hoàn toàn tách

biệt

- Mức tín hiệu âm thanh được biểu diễn bằng đồ thị gọi là đồ thị

mức tín hiệu âm thanh

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

- Mức tín hiệu âm thanh là giá trị âm lượng trung bình trong

khoảng thời gian 200µs, gọi là thời gian thích ứng.

- Cảm giác về âm lượng chỉ được xác lập khi thời gian tác động

khoảng 200 s

- Nếu hai tín hiệu âm thanh tác động cách nhau một khoảng thời

gian dưới 50 s thì khi nghe hai tín hiệu đó sẽ lẫn làm một, nếuthời gian đó vượt qúa 50 s thì hai tín hiệu đó hoàn toàn tách

biệt

- Mức tín hiệu âm thanh được biểu diễn bằng đồ thị gọi là đồ thị

mức tín hiệu âm thanh PTIT

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

- Là khoảng biến động về mức tín hiệu từ giá trị cực tiểu đến

cực đại

- Trong âm nhạc cũng định nghĩa dải động của nhạc khí là độ

chênh lệch giữa mức âm (hay mức thanh áp) cao nhất và thấpnhất của nhạc khí khi diễn tấu trong một phòng

- Dải động của microphone: đó là khoảng cách tính từ mức

điện áp tạp âm của bản thân microphone đến mức cao nhất màmicro bắt đầu bị méo tiếng (bão hòa)- ( ví dụ)

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

- Là khoảng biến động về mức tín hiệu từ giá trị cực tiểu đến

cực đại

- Trong âm nhạc cũng định nghĩa dải động của nhạc khí là độ

chênh lệch giữa mức âm (hay mức thanh áp) cao nhất và thấpnhất của nhạc khí khi diễn tấu trong một phòng

- Dải động của microphone: đó là khoảng cách tính từ mức

điện áp tạp âm của bản thân microphone đến mức cao nhất màmicro bắt đầu bị méo tiếng (bão hòa)- ( ví dụ)

PTIT

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

- Là đồ thị mô tả biên độ của các thành phần tín hiệu theo tần

số

- Phổ tín hiệu âm thanh đa phần là phổ vạch Phổ liên tục chỉ

chiếm tỷ lệ nhỏ

- Âm đơn là âm thanh có dao động hình sin vì vậy phổ tần số

của âm đơn có một vạch như hình 1.5 Âm phức là âm thanh

có dao không phải là hình sin, nó là tổng hợp của các dao độnghình sin có tần số và biên độ khác nhau

- Phổ tần số âm thanh cho biết hài cơ bản của âm thanh, các hài

bậc cao và tỷ lệ biên độ của các hài bậc cao so với hài cơ bản,

tỷ lệ này quyết định sắc thái của âm thanh

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

- Là đồ thị mô tả biên độ của các thành phần tín hiệu theo tần

số

- Phổ tín hiệu âm thanh đa phần là phổ vạch Phổ liên tục chỉ

chiếm tỷ lệ nhỏ

- Âm đơn là âm thanh có dao động hình sin vì vậy phổ tần số

của âm đơn có một vạch như hình 1.5 Âm phức là âm thanh

có dao không phải là hình sin, nó là tổng hợp của các dao độnghình sin có tần số và biên độ khác nhau

- Phổ tần số âm thanh cho biết hài cơ bản của âm thanh, các hài

bậc cao và tỷ lệ biên độ của các hài bậc cao so với hài cơ bản,

tỷ lệ này quyết định sắc thái của âm thanh.PTIT

Câu hỏi và bài tập nội dung :1

1 Nêu các đại lượng cơ bản đặc trưng cho âm thanh

2 Ý nghĩa của đường đẳng âm

PTIT

Nội dung 2

1.4 Trường âm

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1Tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu

1.6 Xử lý tín hiệu âm thanh số

1.6.1 Một số thông số cơ bản đặc trưng cho tín hiệu và hệ

thống truyền dẫn tín hiệu

1.6.2 Tín hiệu âm thanh số

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/D

Nội dung 2

1.4 Trường âm

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1Tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu

1.6 Xử lý tín hiệu âm thanh số

1.6.1 Một số thông số cơ bản đặc trưng cho tín hiệu và hệ

thống truyền dẫn tín hiệu

1.6.2 Tín hiệu âm thanh số

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/DPTIT

1.4 Trường âm

- Môi trường vật chất trong đó có sóng âm thanh truyền lan thì

được gọi là trường âm

- Trường âm được chia làm hai loại: Trường âm tự do và

trường âm tán xạ

+ Trường âm tự do là trường âm trong không gian mở không

có tường chắn bao quanh (cánh đồng, sân vận động)

+ Trường âm tán xạ là trường âm trong không gian kín có

tường chắn bao quanh (nhà ở, lớp học, hội trường, studio…)

Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật âm thanh (tiếp)

1.4 Trường âm

- Môi trường vật chất trong đó có sóng âm thanh truyền lan thì

được gọi là trường âm

- Trường âm được chia làm hai loại: Trường âm tự do và

trường âm tán xạ

+ Trường âm tự do là trường âm trong không gian mở không

có tường chắn bao quanh (cánh đồng, sân vận động)

+ Trường âm tán xạ là trường âm trong không gian kín có

tường chắn bao quanh (nhà ở, lớp học, hội trường, studio…)PTIT

Trực âm

Phản xạ bậc 1 dB

 Ý nghĩa trực âm:

Truyền tải các thông tin của nguồn tín hiệu âm thanh như:

- Các dao động khởi đầu đặc trưng cho mỗi loại nguồn âm

- Các thành phần tạp âm đi kèm không thể tách rời khỏi âmthanh

- Các thông tin trên tạo nên độ rõ, âm sắc, tính “hiện diện” của

nguồn âm và đặc biệt là việc định vị nguồn âm

 Ý nghĩa phản âm:

- Tạo ra một trường âm tự nhiên

- Tùy mục đích của studio mà phải tính toán và sử dụng các bề

mặt phản xạ khác nhau, hình 1.8,9

 Ý nghĩa trực âm:

Truyền tải các thông tin của nguồn tín hiệu âm thanh như:

- Các dao động khởi đầu đặc trưng cho mỗi loại nguồn âm

- Các thành phần tạp âm đi kèm không thể tách rời khỏi âmthanh

- Các thông tin trên tạo nên độ rõ, âm sắc, tính “hiện diện” của

nguồn âm và đặc biệt là việc định vị nguồn âm

 Ý nghĩa phản âm:

- Tạo ra một trường âm tự nhiên

- Tùy mục đích của studio mà phải tính toán và sử dụng các bề

mặt phản xạ khác nhau, hình 1.8,9.PTIT

Phản xạ từ mặt phẳng Phản xạ từ một góc

Hình 1.8 Phản xạ âm thanh lên mặt phẳng và

tại một góc

Phản xạ từ mặt lõm (nguồn âm đặt gần mặt phản xạ)

Phản xạ từ mặt lõm (nguồn âm đặt tại điểm bằng 1/2tiêu cự)

Hình 1.9 Phản xạ của sóng âm lên các mặt

 Hấp thụ âm thanh:

+ Hấp thụ âm thanh của vật liệu quyết định mức độ suy

giảm của năng lượng âm thanh trong studio (tức độ vangcủa phòng và âm sắc của tiếng vang)

+ Không có loại vật liệu nào có khả năng hấp thụ mọi tần số

âm thanh như nhau Nguyên nhân là do bước sóng của âmthanh khác nhau (từ vài chục mét ở tần số cực trầm đến vài

xăngtimét ở tần số cực cao)

+ Tùy theo độ dài bước sóng người ta chia ra ba chủng loại

vật liệu hút âm như sau:

Vật liệu hút âm trầm (khoảng dưới 250Hz)

Vật liệu hút âm trung (khoảng 250Hz 1000Hz)

Vật liệu hút âm cao (khoảng trên 1000Hz)

+ Hấp thụ âm thanh của vật liệu quyết định mức độ suy

giảm của năng lượng âm thanh trong studio (tức độ vangcủa phòng và âm sắc của tiếng vang)

+ Không có loại vật liệu nào có khả năng hấp thụ mọi tần số

âm thanh như nhau Nguyên nhân là do bước sóng của âmthanh khác nhau (từ vài chục mét ở tần số cực trầm đến vài

xăngtimét ở tần số cực cao)

+ Tùy theo độ dài bước sóng người ta chia ra ba chủng loại

vật liệu hút âm như sau:

Vật liệu hút âm trầm (khoảng dưới 250Hz)

Vật liệu hút âm trung (khoảng 250Hz 1000Hz)

Vật liệu hút âm cao (khoảng trên 1000Hz)

PTIT

 Qúa trình kết vang:

+ Khi âm thanh của một nguồn âm đã tắt nhưng vẫn còn ngân

dài nhờ hiện tượng phản xạ của sóng âm ta gọi đó là hiện

tượng âm vang

+ Thời gian vang là khoảng thời gian mà mức thanh áp củamột nguồn âm giảm đi 60dB, tức cường độ hoặc năng lượng

âm giảm xuống đến một phần triệu, tính từ lúc dừng bức xạ

âm thanh

+ Vang được hình thành ở ba giai đoạn: Khởi vang, đồng

vang, kết vang

+ Khi âm thanh của một nguồn âm đã tắt nhưng vẫn còn ngân

dài nhờ hiện tượng phản xạ của sóng âm ta gọi đó là hiện

tượng âm vang

+ Thời gian vang là khoảng thời gian mà mức thanh áp củamột nguồn âm giảm đi 60dB, tức cường độ hoặc năng lượng

âm giảm xuống đến một phần triệu, tính từ lúc dừng bức xạ

âm thanh

+ Vang được hình thành ở ba giai đoạn: Khởi vang, đồng

 Tiếng dội:

+ Cho ta cảm giác như một cách nhắc lại sự kiện âm thanh,nghĩa là nghe tách rời khỏi tín hiệu gốc (trực âm)

+ Với tiếng nói các phản âm đến sau 50ms và có mức đủ lớn

sẽ tạo thành tiếng dội, làm giảm độ rõ Âm nhạc cho phép độtrễ lớn hơn có thể đến 80ms hoặc lớn hơn nữa

PTIT

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự

- Định nghĩa: Tín hiệu âm thanh là dòng điện âm tần tương

ứng với các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của các

phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyềntrong vật chất như các sóng

Tín hiệu âm thanh giống như nhiều tín hiệu điện được đặc

trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lantruyền (tốc độ âm thanh)

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự

- Định nghĩa: Tín hiệu âm thanh là dòng điện âm tần tương

ứng với các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của các

phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyềntrong vật chất như các sóng

Tín hiệu âm thanh giống như nhiều tín hiệu điện được đặc

trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lantruyền (tốc độ âm thanh)

PTIT

- Hình dạng tín hiệu

Hình 1.11 Dạng tín hiệu âm thanh tương tựPTIT

- Tần số: Là số lần cùng một hiện tượng lặp lại trên một đơn vị

thời gian Đ/vị: Hz, 1Hz cho biết tần số lặp lại của hiện tượngbằng một lần trong mỗi giây 1Hz = 1/S

+ Tần số biểu thị cho độ cao thấp của âm thanh: Tiếng trầm ứng

với tín hiệu có tần số thấp, tiếng bổng ứng với tín hiệu có tần

số cao

+ Đặc điểm của tai người nghe được âm thanh trong khoảng tần

số từ 16Hz÷20.000Hz, dải tần số này được gọi là dải tần số âmtần Những âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm, những âm cótần số trên 20.000Hz gọi là siêu

- Phổ tín hiệu âm thanh: Phổ tần tín hiệu âm thanh là sự biểu

diễn biên độ của tín hiệu âm thanh theo tần số (xem ở mục 1.3)

- Tần số: Là số lần cùng một hiện tượng lặp lại trên một đơn vị

thời gian Đ/vị: Hz, 1Hz cho biết tần số lặp lại của hiện tượngbằng một lần trong mỗi giây 1Hz = 1/S

+ Tần số biểu thị cho độ cao thấp của âm thanh: Tiếng trầm ứng

với tín hiệu có tần số thấp, tiếng bổng ứng với tín hiệu có tần

số cao

+ Đặc điểm của tai người nghe được âm thanh trong khoảng tần

số từ 16Hz÷20.000Hz, dải tần số này được gọi là dải tần số âmtần Những âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm, những âm cótần số trên 20.000Hz gọi là siêu

- Phổ tín hiệu âm thanh: Phổ tần tín hiệu âm thanh là sự biểu

diễn biên độ của tín hiệu âm thanh theo tần số (xem ở mục 1.3)

PTIT

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu, hình 1.12

- Kỹ thuật ghi âm thanh tương tự lên băng từ Audio

Âm thanh Xủ lý

tín hiệu điện (không có điều

chế)

Từ tính

Xủ lý tín hiệu điện (không có điều

chế)

Hình 1.12 Sơ đồ khối hệ thống

PTIT