Giáo trình Kỹ thuật âm thanh ThS. Hà Đình Dũng

Giáo trình Kỹ thuật âm thanh do ThS. Hà Đình Dũng biên soạn với các nội dung chính như: Tổng quan về kỹ thuật âm thanh, thiết bị âm thanh, kỹ thuật trang âm, thu ghi âm,...Mời các bạn cùng tham khảo

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA THIẾT KẾ VÀ SÁNG TẠO ĐA PHƯƠNG TIỆN

LƯU HÀNH NỘI BỘ

Hà Nội, 11/2014

PTIT

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ÂM THANH 1

1.1 Các đại lượng đặc trưng cơ bản của âm thanh 1

1.1.1 Trường âm 1

1.1.2 Áp suất 1

1.1.3 Tốc độ 1

1.1.4 Công suất (Pa ) 2

1.1.5 Cường độ 2

1.2 Tín hiệu âm thanh và sự thụ cảm của thính giác 2

1.2.1 Độ cao 2

1.2.2 Biên độ 3

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn 3

1.2.4 Đồ thị cân bằng âm lượng 4

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh 5

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh 5

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh 6

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh 7

1.4 Trường âm 8

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự 11

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự 11

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu 11

1.6 Xử lý tín hiệu âm thanh số 13

1.6.1 Một số thông số cơ bản đặc trưng cho tín hiệu và hệ thống truyền dẫn tín hiệu 13 1.6.2 Tín hiệu âm thanh số 14

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số 15

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/D 15

PTIT

1.6.5 Bộ chuyển đổi D/A 16

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ ÂM THANH 19

2.1 Micro 19

2.1.1 Đặc tính kỹ thuật của micro 19

2.1.1.1 Hệ số méo trường âm: 19

2.1.1.2 Độnhậycủamicro: 19

2 1 1 3 Đặctuyếntầnsốcủamicro: 20

2.1.2 Một số loại micro 22

2.1.2.1 Microđiệnđộng(dynamic) 22

2.1.2.2 Micro tụ điện 23

2.1.2.3 Micro băng (Ribbon microphone) 26

2.1.2.4 Micro than (Carbon microphone) 26

2.1.3 Kỹ thuật sử dụng và bảo quản micro 27

2.1.3.1 Kỹ thuật sử dụng 27

2 1 3 2 Hiệuứnglọcrănglược(combfiltereffect): 27

2 1 3 3 Luật3-1 28

2 1 3 4 Chọnvịtríđặtmicro 29

2.1.3.5 Cáchcầmvàsửdụngmicro 29

2.1.3.6 Kỹ thuật bảo quản micro 30

2.2 Loa 30

2.2.1 Đặc tính kỹ thuật của loa 30

2.2.2 Một số loại loa 31

2.2.2.1 Loa điện động 31

2.2.2.2 Loa nén 33

2.2.2.3 Loa thùng – loa cột 34

2.2.3 Kỹ thuật sử dụng và bảo quản loa 38

2.2.3.1 Kỹ thuật sử dụng loa 38

2.2.3.2 Kỹ thuật bảo quản loa 41

2.3 Máy tăng âm (power ampli) 41

2.3.1 Sơ đồ khối máy tăng âm 41

PTIT

2.3.2 Đặc tính kỹ thuật 42

2.3.2.1 Công suất danh định: 42

2.3.3 Một số kiến thức về máy tăng âm 45

2 3 3 1 Mạchvàovàcáchđưatínhiệuvào 45

2.3.3.2 Mạchđiệnnguồncungcấpchokhuếchđạivisai 46

2.3.3.3 Xử lý tín hiệu theo kiểu stereo 47

2.3.3.4 Power ampli xử lý tín hiệu theo kiểu dual mono 47

2.3.3.5 Sự xén ngọn hay xén đỉnh (clipping) 48

2.3.3.6 Chọn và sử dụng power ampli 48

2.4 Máy ghi âm 50

2.4.1 Máy ghi âm tương tự 50

2.4.2 Máy ghi âm kỹ thuật số 51

2.5 Bàn trộn âm, bàn kỹ xảo 54

2.5.1 Các thông số cơ bản đặc trưng cho bàn trộn âm (thế hệ IC) 54

2.5.2 Một số kiến thức về bàn trộn âm 56

2.5.2.1 Điềuchỉnhmức(ĐCM) 56

2.5.2.2 Trộnâm 57

2.5.2.3 Biểuđồmức 57

2.5.2.4 Các chứcnăng trênmộtbàn trộnâm 59

2.5.2.5 Điều chỉnh gain trên bàn trộn âm 61

2.5.3 Thiết bị tạo kỹ xảo âm thanh (Effect) 64

2.5.3.1 Hiệuứngcủatínhiệuđượclàmtrễ(DelayEffect) 64

2.5.3.2 Repeating Delay 65

2.5.3.3 DoubleTrack 65

2.5.3.4 Hiệu ứng tạo âm vang (reverberation Effect) 65

2.6 Một số vật tư, thiết bị hỗ trợ khác 66

2.6.1 Jack tín hiệu 66

2 6 1 1 Jackcannon 66

2.6.1.2 Jack6ly:(jack6lycóhailoại) 67

2.6.2 Dây dẫn tín hiệu 68

PTIT

2 6 2 1 BalancevàUnbalance 68

CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT TRANG ÂM, THU GHI ÂM 73

3.1 Kỹ thuật trang âm 73

3.1.1 Trang âm trong nhà 73

3.1.1.1 Cách bố trí loa và hệ thống loa: 74

3.1.2 Trang âm ngoài trời 76

3.1.2.1 Trường âm của loa nén 76

3.1.2.2 Cách đấu loa vào máy tăng âm và đường dây 77

3.1.2.3 Nguyêntắccơbảnkhimắcloa 78

3.1.2.4 Các phương pháp đấu dây loa 78

3.2 Kỹ thuật thu ghi âm trong phát thanh 80

3.2.1 Thu ghi âm các chương trình phát thanh theo kiểu truyền thống 80

3.2.2 Thu ghi âm các chương trình phát thanh theo kiểu hiện đại 83

3.3 Kỹ thuật thu ghi âm trong truyền hình 84

3.3.1 Quy trình thu ghi âm một số chương trình truyền hình 84

3.3.1.1 Các chương trình tin tức – thời sự 84

3.3.1.2 Cácchươngtrìnhphóngsự-tàiliệu-chuyênđề-khoagiáo 84

3.3.1.3 Các chương trình ca nhạc 85

3.3.1.4 Các chương trình vui chơi giải trí ghi hình ở trường quay 85

3.3.1.5 Phim truyền hình 86

3.3.2 Hệthốngthiếtbịthughiâmtrongstudio 87

3.3.3 Hệ thống thiết bị thu ghi âm số 89

3.4 Kỹ thuật thu ghi âm dùng các thiết bị đơn lẻ 89

CHƯƠNG 4 KỸ THUẬT LỒNG TIẾNG 91

4.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật lồng tiếng 91

4.2 Thiết bị lồng tiếng 91

4.2.1 Thiết bị đường hình 91

4.2.2 Thiết bị hiển thị 92

4.2.3 Thiết bị lưu trữ dữ liệu 93

4.2.4 Thiết bị đường tiếng 94

PTIT

4.2.5 Micro 95

4.2.6 Máy tăng âm 96

4.2.7 Thiết bị kiểm tra 96

4.2.8 Mô hình phòng lồng tiếng 97

4.2.8.1 Phòng lồng tiếng sử dụng các thiết bị tương tự 98

4.2.8.2 Phòng lồng tiếng sử dụng thiết bị số 99

4.3 Giới thiệu một số phần mềm lồng tiếng 100

4.4 Kỹ thuật lồng tiếng một số chương trình truyền hình 100

4.4.1 Kỹ thuật lồng tiếng chương trình phóng sự, phim tài liệu 100

4.4.2 Kỹ thuật lồng tiếng chương trình ca nhạc 101

4.4.3 Kỹ thuật lồng tiếng chương trình phim truyền hình 102

PTIT

DANHMỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa bước sóng và chu kỳ tín hiệu 2

Hình 1-2: Thí nghiệm xây dựng đặc tuyến cân bằng âm lượng 4

Hình 1-3: Đồ thị cân bằng âm lượng 5

Hình 1-4: Dạng của mức tín hiệu 6

Hình 1-5: Một số dải động cơ bản 7

Hình 1-6: Dạng dao động và phổ tần của đơn âm 8

Hình 1-7: Dạng dao động và phổ tần số của âm phúc 8

Hình 1-8: Trực âm – phản âm- vang của một xung âm thanh 9

Hình 1-9: Phản xạ âm thanh lên mặt phẳng và tại một góc 9

Hình 1-10: Phản xạ sóng âm lên các mặt cong lõm 10

Hình 1-11: Hấp thụ - phản xạ và xuyên âm 10

Hình 1-12: Dạng tín hiệu âm thanh tương tự 11

Hình 1-13: Sơ đồ khối hệ thống 12

Hình 1-14: Sơ đồ khối hệ thống 12

Hình 1-15: Tỷ số tín hiệu/nhiễu 13

Hình 1-16: Sự hình thành méo phi tuyến 14

Hình 1-17: Sơ đồ khối mô tả quy trình số hóa tín hiệu âm thanh theo PCM 15

Hình 1-18: Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi sườn đơn 16

Hình 1-19: Quá trình chuyển đổi tín hiệu PCM sang tín hiệu Analog 16

Hình 2-1: Quan hệ giữa kích thước micro và bước sóng 19

Hình 2-2: Đặc tuyến tần số micro 20

Hình 2-3: Các kiểu búp hướng của micro 20

Hình 2-4: Cấu tạo micro dynamic 23

PTIT

Hình 2-5: Biến áp phối hợp trở kháng 23

Hình 2-6: Cấu tạo micro Condenser 24

Hình 2-7: Mô tả cách đấu nối các micro vào Mixer audio 25

Hình 2-8: Cấu tạo micro electret 26

Hình 2-9: Cấu tạo micro băng 26

Hình 2-10: Cấu tạo micro than 27

Hình 2-11: Mô tả hiệu ứng lọc răng lược 28

Hình 2-12: Quy ước về số lượng micro 29

Hình 2-13: Cách chọn và đặt micro 29

Hình 2-14: Đặc tuyến tần số của loa 31

Hình 2-15: Cấu tạo loa điện động 31

Hình 2-16: Cấu tạo loa nén 33

Hình 2-17: Biến áp loa nén 33

Hình 2-18: Cấu tạo thùng loa 34

Hình 2-19: Đáp tuyến tần số loa toàn dải 35

Hình 2-20: Loa một đường tiếng và loa 2 đường tiếng 36

Hình 2-21: Tụ điện và cuộn dây trong mạch chia tần số thụ động 36

Hình 2-22: Độ dốc cắt, cắt sâu và hệ thống loa 2 đường tiếng, 3 đường tiếng 37

Hình 2-23: Mạch chia tần số tích cực 37

Hình 2-24: Sự đồng pha – ngược pha 39

Hình 2-25: Sự sắp xếp cụm ( cluster) cho độ phân tán âm thanh rộng 39

Hình 2-26: Sắp xếp loa song song 40

Hình 2-27: Kỹ thuật chồng loa giúp cho độ xuyên thấu âm thanh đi xa hơn 41

Hình 2-28: Sơ đồ khối máy tăng âm công suất nhỏ 42

PTIT

Hình 2-29: Sơ đồ khối máy tăng âm công suất lớn 42

Hình 2-30: Đáp tuyến tần số power amply 43

Hình 2-31: Sơ đồ khối tổng quát của một amply 45

Hình 2-32: Mạch khuếch đại vi sai 46

Hình 2-33: Mạch khuếch đại cổ điển 46

Hình 2-34: Mạch khuếch đại cổ điển 46

Hình 2-35: Mạch khuếch đại cổ điển 46

Hình 2-36: Power amply xử lý tín hiệu theo kiểu stereo 47

Hình 2-37: Dùng switch để chọn chế độ dual – mono hay stereo 48

Hình 2-38: Tín hiệu hoàn chỉnh và tín hiệu bị xén ngọn (clip) 48

Hình 2-39: Sơ đồ nguyên lý máy ghi âm từ tính 50

Hình 2-40: Sơ đồ khối máy ghi loại CD 51

Hình 2-41: Cấu trúc đĩa CD 53

Hình 2-42: Sơ đồ phân bố tín hiệu ghi trên đĩa CD 54

Hình 2-43: Sơ đồ mạch điều chỉnh mức 56

Hình 2-44: Mạch trộn tích cực và thụ động 57

Hình 2-45: Biểu đồ mức tính toán làm việc với một micro ở đầu vào 58

Hình 2-46: Hình vẽ so sánh cấu trúc gain giữa hai hệ thống 63

Hình 2-47: Bộ tạo vang 64

Hình 2-48: Jack cannon Female và Male 67

Hình 2-49: Jack 6 ly mono và stereo 68

Hình 2-50: Dây Unbalance và Balance 69

Hình 2-51: Dây và mạch khuếch đại 69

Hình 3-1: Sự phản hồi của micro (feedback) microphone 74

PTIT

Hình 3-2: Cách bố trí hệ thống loa tập trung 75

Hình 3-3: Bố trí loa tập trung và phân tán 75

Hình 3-4: Trang âm ngoài trời bằng loa nén 76

Hình 3-5: Nối loa song song 79

Hình 3-6: Nối loa nối tiếp 79

Hình 3-7: Nối loa hỗn hợp 79

Hình 3-8: Mô hình kỹ thuật sản xuất các chương trình phát thanh kiểu truyền thống 80

Hình 3-9: Sơ đồ khối quy trình sản xuất các chương trình phát thanh 81

Hình 3-10: Sơ đồ khối hệ thống thiết bị thu âm khâu hậu kỳ 82

Hình 3-11: Sơ đồ tổng quát mô tả quy trình sản xuất chương trình truyền hình 84

Hình 3-12: Sơ đồ mô tả quy trình sản xuất chương trình truyền hình có khâu lồng tiếng 86

Hình 3-13: Sơ đồ hệ thống thiết bị thu âm tương tự 87

Hình 3-14: Sơ đồ hệ thống thu ghi âm số 89

Hình 4-1: Quy trình lồng tiếng các chương trình truyền hình 91

Hình 4-2: Thiết bị card màn hình 92

Hình 4-3: Màn hình hiển thị 92

Hình 4-4: Ổ cứng lưu trữ ngoài 93

Hình 4-5: Thiết ghi đĩa CD 93

Hình 4-6: Sơ đồ đấu nối các thiết bị đường hình 94

Hình 4-7: Thiết bị card sound 95

Hình 4-8: Các thiết bị trộn tín hiệu 95

Hình 4-9: Thiết bị micro 96

Hình 4-10: Thiết bị tăng âm 96

Hình 4-11: Loa và micro 96

PTIT

Hình 4-12: Sơ đồ đấu nối thiết bị đường tiếng 97

Hình 4-13: Sơ đồ phòng lồng tiếng sử dụng thiết bị tương tự 98

Hình 4-14: Sơ đồ phòng lồng tiếng sử dụng thiết bị số 98

Hình 4-15: Mô hình một phòng thu dubbing 99

Hình 4-16: Sơ đồ khối tổng quát phòng lồng tiếng sử dụng thiết bị số 100

Hình 4-17: Sơ đồ mô tả quy trình sản xuất chương trình truyền hình 102

PTIT

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

VTR Video Tape Recorder Bộ ghi băng hình

VCR Video Casette Recorder Bộ ghi băng hình casette

PTIT

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT ÂM THANH

1.1 Các đại lượng đặc trưng cơ bản của âm thanh

1.1.1 Trường âm

Môitrường,trongđócóbứcxạvàlantruyềnsóngâmgọilàtrườngâmthanh(haytrườngâm).Trườngâmcóthểlàchấtrắn,chấtlỏnghaykhôngkhínhưngthườngdùngvàcóýnghĩahơncảlàmôitrườngkhôngkhí.Cấutrúccủatrườngâmcóthểđượcxácđịnhrõràngbởisựphânbốvềthờigianvàkhônggiancủamộttronghaiđạilượngcủatrườngâmlàápsuấtâmthanhhaythanháp(p)vàtốcđộdaođộngâm(v)

1.1.2 Áp suất

Khicónguồnâmtácđộngvàomôitrườngkhôngkhíthìápsuấtkhôngkhísẽbiếnthiêntănglênhaygiảmđisovớiápsuấttĩnhcủakhôngkhí.Hiệucủaápsuấtkhicónguồnâmvàápsuấttĩnhcủakhôngkhít

ạimộtđiểmtrongtrườngâmgọilàápsuấtâmthanhhaythanháp.Đơnvịthanháptrướcđâythườngd

ùnglàµbarhoặcNiutơn/m2(N/m2).HiệnnaytheotiêuchuẩnISOthanhápđobằngPascal(Pa),1P

p0.Trongthựctếtathườngbiểuthịthanhápởdạngmức(mứcthanháp)vớiđơnvịđolàđềxiben:N=20lgp/p0(dB)trongđó:pthanháp,

Tốcđộtruyềnlancủaâmthanhphụthuộcvàomôitrườngtruyềnâm,trongkhôngkhíchủyếuphụthuộcvàonhiệtđộKelvin(nhiệtđộtuyệtđối)vàđượcxácđịnhgầnđúngtheobiểuthức:C=331√T0/273(m/s)

Tºlànhiệtđộtuyệtđốicủakhôngkhí,nếuxétởnhiệtđộ200CtứcTº=293ºKvàápsuấtkhíquyểnbìnhthườngthìâmthanhtruyềnlantrongkhôngkhívớitốcđộC=340m/s(tínhtheocôngthứctrên).Còntốcđộdaođộngcótrịsốrấtnhỏvàphụthuộcvàocườngđộâmthanh

Taingườicóthểngheđượccácdaođộngâmthanhcótầnsốtừkhoảng20Hz -:- 20kHz.Khoảngtầnsốtrêngọilàdảitầnsốâmtần.Giảsửsóngâmlàcácdaođộngđiềuhòathìtrongkhoảngthờigianmộtchukỳsóngâmlantruyềnđượcmộtquãngđườngđúngbằngbướcsóng:

 = 𝐶 𝑇 = 𝐶

𝑓; 𝑇 =

1𝑓

PTIT

C làtốcđộtruyềnlan củasóngâm (m/s)T là chukỳdaođộng(s)

flà tầnsố (Hz);λbướcsóng (m)

Hình 1-1: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa bước sóng và chu kỳ tín hiệu

Nếucoidảitầnâmthanhcóthểngheđượctừ20Hz-:- 20.000Hzthìbướcsóngtươngứngsẽlà:Max

=340/20=17m;Min=340/20.000=1,7cm

1.1.4 Công suất (P a )

Lànănglượngsóngâmthanhlantruyềntrongmộtđơnvịthờigianquamộtdiệntíchbềmặtvuônggócvớihướnglantruyềncủasóngâm.NếuthanháppphânbốđồngđềuthìlựcdothanhápgâyracóthểviếtF=p.S,lựcnàythựchiệnmộtcôngbằngF.dxvàcôngsuấtâmthanhđượcxácđịnh:

1.1.5 Cường độ

Cườngđộâmthanhhaythanhlực(I)làcôngsuấtâmthanhtrênmộtđơnvịdiệntíchS:I=Pa/S=p.v

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

Chấtlượngâmthanhđượcđánhgiátrêncơsởthụcảmcủathínhgiác.Bởivậy,ngoàinhữngđặctrưngvậtlýmangtínhkháchquancủatínhiệu,cầnphảinghiêncứuảnhhưởngcủanóđếncảmgiácchủquancủangườinghe.Nhữngtínhiệudaođộngđiềuhòa(âmđơn)đặctrưngbởibađạilượng:biênđộ,tầnsốvàpha.Nhưngquanhiềuthựcnghiệmchothấyphacủacácdaođộngđiềuhòaítảnhhưởngđếncảmgiáccủangườinghenênkhôngđềcập

1.2.1 Độ cao

Tầnsốcủatínhiệuâmthanhsẽtạochongườinghecảmgiácvềđộtrầmbổngcủaâmthanh.Cảmgiácvềđộtrầmbổngcủaâmthanhgọilàđộcaocủaâmthanh,nếutatăngdầntầnsốcủatínhiệuâmthanhtừ20Hzđến20.000Hzthìtạocảmgiáctăngdầnđộcaocủaâmtừtrầmnhấtđếnbổngnhất.Trongâmthanh,khoảngthayđổiđộcaocủaâmđượcđặctrưngbởiđạilượngoctave.Octavelàđạilượngdùngđểchỉkhoảngthayđổiđộcaocủaâmtươngứngvớikhitầnsốthayđổihailần.Nếumỗitầnsốbanđầulàf0thìmỗioctaveứngvớikhoảngthayđổitầnsốlà:

1.2.2 Biên độ

Biênđộcủasóngâmthanhlantruyềntrongmôitrườngthườngđượchiểulàmứcthanháphaybiênđộcủatốcđộdịchchuyển.Biênđộđặctrưngchocảmgiácvềđộlớn(âmlượng)củatínhiệuâmthanh,nhưngâmlượngkhôngchỉphụthuộcvàobiênđộmàcònphụthuộcvàonhiềuyếutốnhưtầnsố,thờigiantácđộngcủanguồnâm

1.2.3 Ngưỡng nghe được và ngưỡng tới hạn

Mứcthanhápnhỏnhấtmàtaingườicòncảmthấyđượcsựtồntạicủanguồnâmgọilàngưỡngngheđược.Ngưỡngngheđượcphụthuộcvàotầnsốvàobảnthânngườinghevàphụthuộcvàovịtrícủanguồnâm.Ngưỡngngheđượctiêuchuẩnởtầnsố1.000Hzcóthanhápp=2.105N/m2.Ởngoàikhoảngtầnsố16Hzvà20.000Hzngưỡngngheđượckhôngtồntại.Nếutiếptụctăngthanháplênnữathìcảmgiácvềâmlượngcũngtănglênvàđếnmộtmứcnàođóthìsẽgâycảmgiáckhóchịu.Giátrịthanháplớnnhấtmàvượtquagiátrịđósẽgâyracảmgiácđautaigọilàngưỡngtớihạnhayngưỡngchóitai.Ngưỡngtớihạnítphụthuộcvàotầnsốsovớingưỡngngheđược,ngưỡngtớihạntiêuchuẩnởtầnsố1.000Hzcóthanháphiệudụnglàp=20N/m2

=100I0;…IM=10MI0.NghĩalàkhităngthanhlựctừI0đếnIMthìtoànbộmứcâmlượngsẽlà:M=lgIM/

I0.Đơnvịâmlượngđượctínhtheobiểuthức(M=lgIM/I0)gọilàBel,ởtầnsố1.000Hztrongmỗikhoả

PTIT

ngâmlượngtrênngườitacònphânbiệtđược10mứcthayđổikhácnhau.N=10lgIM/I0;ĐơnvịâmlượngnhỏhơnBel10lầngọilàđêxibel(dB)

Bảng2:Mứctínhiệutuyệtđốiứngvớigiátrịthanhápvàthanhlựccủatínhiệu

P,N/m2 2.10-5 6,3.10-5 2.10-4 2.10-3 2.10-2 2.10-1 2 20 I,W/m2 10-12 10-11 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 10

Mộtđặcđiểmđángchúýnữalàcảmgiácvềngưỡngngheđượcvàngưỡngtớihạnphụthuộcrấtnhiềuvàotầnsố.Bằngthựcnghiệmngườitađãxâydựngđượcmốiquanhệgiữachúngđồthịcânbằngâmlượng

1.2.4 Đồ thị cân bằng âm lượng

Độlớncủaâmthanhphụthuộcvàotầnsốnênviệcsosánhđộlớncủanhữngnguồnâmởcáctầnsốkhácnhaulàđiềurấtkhó.Muốnvậyđộlớncủanguồnâmđangkhảosátđượcsosánhvớiđộlớncủaâmchuẩnởtầnsố1000Hz.Mứcâmlượngởtầnsố1000HzdùngđểcânbằngvớiâmlượngởnhữngtầnsốkhácnhaugọilàPhon.Haynói,cảmgiácvềđộtocủaâmthanhgọitắtlàâmlượng(volume)đơnvịđocủanólàphon.Âmlượngnhỏnhấtmàtaitacònnghethấylà0 phon(ngưỡngnghe),âmlượnglớnnhấtmàtaitabắtđầucảmthấynhứctaikhoảng130phon(ngưỡngchóitai).Khinghevớiâmlượngcàngnhỏthìcàngcảmthấythiếutrầmvàthiếubổng.Vìvậy,muốnkiểmthínhtrungthựccầnnghevớiâmlượngđủlớn.Đểxâydựngđặctuyếncânbằngâmlượnghaycòngọilàđườngđẳngâmtiếnhànhthínghiệmnhưsau

Hình 1-2: Thí nghiệm xây dựng đặc tuyến cân bằng âm lượng

Máytạosóngâmtần1cómứcâmlượngchuẩnN1=adB(aphon)ởtầnsố1000Hz.Máytạosóngâmtần2đượcđiềuchỉnhởnhữngtầnsốkhácnhauvàứngvớimỗitầnsốnàyphảithayđổimứcâmlượngN2saochongườinghecócảmgiácâmlượngcủahainguồnâmlànhưnhau,cónghĩalàâmlượngcủahainguồnâmđãđượccânbằng.NếuthayđổiN1từngưỡngngheđược4dBđếnngưỡngtớihạn140dBvàthayđổitầnsốtừ16Hzđến20.000Hzthìcóthểvẽđượctấtcảcácđườngcânbằngâmlượng(hayđồthịcácđườngđẳngâm)

PTIT

Hình 1-3: Đồ thị cân bằng âm lượng

Từđồthịtathấyrằngđườngcongbiểudiễncảmgiácnghetobằngnhauởcáctầnsốkhácnhaugọilàđườngđẳngâm(đườngđẳngthính).Cácđườngđẳngthínhởcácmứckhácnhauhợpthànhhọđườngđẳngthính.Khuvựcngheđượcgiớihạntrongmộtkhoảngkhárộng:nhạynhấtlàởkhoảngtầnsốtừ2000Hzđến3500Hz,ởtầnsốthấpvàtầnsốcaongưỡngngheđềugiảmđi

1.3 Dải động và phổ của tín hiệu âm thanh

1.3.1 Mức tín hiệu âm thanh

Khixétnhữngdaođộngâmthanhtachỉquantâmđếngiátrịhiệudụngcủanó,bởivìthínhgiáckhôngthểghinhậnđượcgiátrịtứcthờimàchỉghinhậnđượcnănglượngâmthanhtrungbìnhtrongkhoảngthờigiannhấtđịnh.Cảmgiácvềâmlượngchỉđượcxáclậpkhithờigiantácđộngkhoảng200µs,thờigiannàygọilàthờigianthíchứngcủathínhgiác.Nếuhaitínhiệuâmthanhtácđộngcáchnhaumộtkhoảngthờigiandưới50µsthìkhinghehaitínhiệuđósẽlẫnlàmmột,nếuthờigian

đóvượtquá50µsthìhaitínhiệuđóhoàntoàntáchbiệt.Nhưvậyđủthấyrằnggiátrịcựcđạicủatha

nhápsẽkhôngđượcghinhậnnếutồntạitrongkhoảngthờigiandưới200µs.Nghĩalàkhảnăngg

hinhậncủathínhgiáckhôngchỉdonănglượngâmthanhtạithờiđiểmđóquyếtđịnhmàcảnănglượngtrướcđónữa

; Trong đó:

𝑒𝑡1−𝑡𝑇 là hàm trọng lượng; E(t1) là năng lượng âm thanh trung

bình;T:khoảngthờigiantínhgiátrịtrungbìnht1

:thờiđiểmđangxét;(t)giátrịbiếnthiêntứcthờicủatínhiệu

Mứctínhiệuđượcđolàmộtthiếtbịđặctrưnggồmmộtbộchỉnhlưumộtbộtíchphânvàthườnggọilàbộchỉthịmứctínhiệu.TừbiểuthứcthấyrằnggiátrịE(t)phụthuộcvàothờiđiểmchọnt1,chonênmức

PTIT

độngcũngphụthuộcvàot1.Tứclàgiátrịđođượcphụthuộcvàothamsốthờigiancủamáyđo.MứctínhiệuâmthanhthườngđượcbiểudiễnbằngdBsovớingưỡngngheđược

Hình 1-4: Dạng của mức tín hiệu

Trongkỹthuậtâmthanhthườngdùngkháiniệmtínhiệugầncựcđạivàtínhiệugầncựctiểu.TínhiệugầncựcđạiNmaxlàtínhiệucóxácxuấtvượtquámộtgiátrịchotrướclàrấtnhỏ,vídụxácsuấtW=0,02.Mứctínhiệugầncựcđạithườngđượcsửdụnglàrấthãnhữuvàthờigiantồntạicũngrấtngắn,nênthựctếkhôngđóngvaitròquantrọng.Còntínhiệugầncựctiểucóxácxuấtvượtquágiátrịchotrướclàrấtlớngầnbằng1,vídụxácsuấtW=0,98

1.3.2 Dải động tín hiệu âm thanh

Trongkỹthuậttruyểntảiâmthanh,khoảngbiếnđộngvềmứctínhiệutừgiátrịcựctiểuđếncựcđạiđư

ợcđịnhnghĩalàdảiđộng.Haynóihiệucủamứctínhiệugầncựcđạivàgầncựctiểugọilàdảiđộngcủa

tínhiệu.Dảiđộnglàthôngsốrấtquantrọngcủatínhiệu,mỗithiếtbịđềuđượctínhtoánvớimộtdảiđộngnhấtđịnh

Trongâmnhạccũngđịnhnghĩadảiđộngcủanhạckhílàđộchênhlệchgiữamứcâm(haymứcthanháp)caonhấtvàthấpnhấtcủanhạckhíkhidiễntấutrongmộtphòng.Điềuđánglưuýlàkhóđịnhnghĩamứcâmthấpnhấtcủanhạckhímộtcáchchínhxác,bởinócònphụthuộcvàomứctạpâmnềncủaphòngbiểudiễn-điềumàtrongthựctếkhôngthểtáchkhỏiâmthanhcủanhạckhí

Dảiđộngcủamicrophone:đólàkhoảngcáchtínhtừmứcđiệnáptạpâmcủabảnthânmicrophoneđếnmứccaonhấtmàmicrobắtđầubịméotiếng(bãohòa)

Dảiđộngcủahệthống:chotabiếtkhoảngbiếnđộngvềmứccủatoànhệthốngkỹthuậtchuyểntảitínhiệu,trongđócầnphânbiệtdảiđộngcựcđạivàdảiđộnghiệudụng,tứclàkhoảngbiếnđộngthựctếchophépsửdụngcólưuýtớidựphòngbãohòavàcáchlyvớimứctạpâm.Cầnlưuýrằng,nhữngconsốquyđịnhvềdảiđộngkỹthuậtphụthuộcvàoviệcápdụngcáctiêuchuẩnkhácnhautrongphươngphápxácđịnhmứctạpâmcủahệthốngthiếtbịvàcóthểsailệchnhautới10dB

PTIT

Hình 1-5: Một số dải động cơ bản

Khichuyểntảitínhiệuanalogtathườngdùngloạithiếtbịphùhợpnhấtlàđồnghồđomứctínhiệuđiềuchế.Đólàloạiđồnghồchỉthịmức“cậnđỉnh”,tứclàgầnđỉnh.Khichuyểntảitínhiệudigitaltanênsửdụngloạiđồnghồđogiátrịđỉnhthựcsự,vànócóthểchỉthịmứccaohơntới10dB.Trườnghợpdùngcácđồnghồđomứcđiềuchếthôngthườngtrongkỹthuậtanalogcầncóđộdựphòngđiềuchếđểtránhbịbãohòatínhiệu

Cuốicùng,dảiđộngcònđượcthuhẹplạithànhdảiđộngcủatínhiệuhaydảiđộngchươngtrìnhđượcxửlýbởihệthốngđiệnthanhthườngnhỏhơndảiđộngcủaâmthanhrấtnhiềuvìnhữnghạnchếcủahệthốngđiệnthanh,việcthuhẹpdảiđộngsẽlàmgiảmchấtlượngâmthanh.Sauđâylàdảiđộngcủamộtsốnguồnâm

Dạngtínhiệu Dảiđộng(DdB) Lờinói 25-:-35 Ca,kịch 45-:- 50 Dànnhạcnhỏ 55-:- 60 Dànnhạcgiaohưởng 80 Tínhiệuđiệnthanh(tínhiệuđiệnâmtần) 40

1.3.3 Phổ tín hiệu âm thanh

Phổtầncủatínhiệuâmthanhlàsựmôtảbiênđộcủacácthànhphầntínhiệutheotầnsố.Thôngthườngtrụchoànhlàthangtầnsốlogahoặcthangdảibátđộ(phầnbátđộ)vớimỗiđiểmđượcvẽnhưtrungbìnhnhâncủacáctầnsốgiớihạndải.Thôngthườngthangtungđộlàmứcápsuấtâmthanh.Hiệuphatínhiệuthườngđượcbỏqua(trừkhichúngảnhhưởngtớimứcâmthanh)dochúngthayđổithậtlớntheovịtríđo,nhấtlàtrongmôitrườngphảnxạ

Phổtínhiệuâmthanhđaphầnlàphổvạch.Phổliêntụcchỉchiếmtỷlệnhỏ.Phổtổhợpbaogồmcácvạchmạnhchồngchậplênphôngphổliêntục,Vídụnhưphổcủatiếngnhạcviolong,gióthổi,tiếngồncủaquạtcóđộngcơ.Âmđơnlàâmthanhcódaođộnghìnhsinvìvậyphổtầnsốcủaâmđơncómộtvạchnhưhìnhvẽ.Âmphứclàâmthanhcódaokhôngphảilàhìnhsin,nólàtổnghợpcủacácdaođộnghìnhsi

PTIT

ncótầnsốvàbiênđộkhácnhau.Vìvậyphổtầnsốcủaâmphứcbaogồmnhiềuvạch,biểuthịchocáchàikhácnhaunhưhình1.7,Hàiâmcótầnsốthấpnhấtlàhàicơbản,cáchàikháccótầnsốdaođộnggấp2,3,4…lầnhàicơbảngọilàhàibậchai,bậcba,bậcbốn

Hình 1-6: Dạng dao động và phổ tần của đơn âm

Hình 1-7: Dạng dao động và phổ tần số của âm phúc

Phổtầnsốâmthanhchobiếthàicơbảncủaâmthanh,cáchàibậccaovàtỷlệbiênđộcủacáchàibậccaosovớihàicơbản,tỷlệnàyquyếtđịnhsắctháicủaâmthanh.Chínhvìvậy,khihainhạccụphátracùngmộtnốtnhạcnhưnhautaingườivẫnphânbiệtđượclànhờâmsắccủachúngkhácnhau

1.4 Trường âm

Trongmộtkhônggiankhépkíncácsóngâmlantruyềntrựctiếptừnguồnâmđếnngườinghehayđếnmicrophoneđólàâmthanhbứcxạtrựctiếphaycòngọilàtrựcâm.Khiđậpvàocácbềmặtngăncáchnhư(tường,trần,sàn…cácđồvậttrongstudio)mộtphầnsóngsẽphảnxạtrởlạiđólàâmphảnxạhayphảnâm.Hiệntượngphảnxạkhôngchỉxảyramộtlầnmàcứlặpđilặplại,mỗilầngặpchướngngạithìmộtphầnnănglượngâmbịtiêuhaovàovậtliệucấutạocủavậtđótagọilàhiệntượnghấpthụâmthanh.Tuynhiênhiệntượngphảnxạâmcònphụthuộcvàonănglượngâm.Nhữngâmthanhphảnxạlầnthứnhấtgọilàphảnâmbậc1,chúngthườngcónănglượnglớn(chỉnhỏhơntrựcâm)vàtáchbiệtthànhnhữngphảnxạrờirạc.Nghĩalàcókhoảngcáchthờigiangiữaphảnâmbậc1của“tiaâm”nàyvớiphảnâmbậcmộtcủa“tiaâmkhác”,tùythuộchìnhdạngkíchthướccủaphòng

Cácphảnâmbậc1cóýnghĩavôcùngquantrọngđốivớisựcảmnhậnvềkhônggiancủaphòngthu,chodùtrongthựctếtakhócóthểnghetáchbiệtchúngrakhỏitínhiệuchung.Cácphảnâmbậc2,bậc3…

PTIT

ngàycàngdầyvàđanxentừnhiềuhướng,nhưngsaumỗilầnphảnxạnănglượngâmbịsuygiảmvàdầndầnbịtiêuhaochođếnhết,tagọiđólàhiệntượngkếtvang

Hình 1-8: Trực âm – phản âm- vang của một xung âm thanh

Nếunguồnbứcxạâmthanhkéodàithìsaumộtkhoảngthờigiansẽdẫnđếntrạngtháicânbằnggiữanănglượngbứcxạvànănglượnghấpthụ.Sóngâmphảnxạtừnhiềuhướngtrongstudiovàtạothànhtrườngâmtánxạhaykhuếchtánvàtạocảmgiácvềkhônggian.Trựcâmthìsuygiảmdầnkhiraxanguồnâm,cònphảnâmthìphânbốkháđềutrongtoànbộkhônggiancủastudio.Điềuđócónghĩalàtỷsốgiữanănglượngcủatrựcâmvàphảnâmsẽbiếnđổitheokhoảngcáchtớicủanguồnâm

Ýnghĩatrựcâm:Trongcácstudioâmthanh,microphonethunhậnđồngthờicảnănglượngtrựcâmlẫnphảnâm,nhưngtrựcâmlàchính(trừtrườnghợpđặcbiệt).Chỉcótrựcâmmớitruyềntảiđượccácthôngtincủanguồntínhiệuâmthanhnhư:Cácdaođộngkhởiđầuđặctrưngchomỗiloạinguồnâm,cácthànhphầntạpâmđikèmkhôngthểtáchrờikhỏiâmthanh,cácthôngtintrêntạonênđộrõ,âmsắc,tính“hiệndiện”củanguồnâmvàđặcbiệtlàviệcđịnhvịnguồnâm

Phảnâmcóýnghĩađặcbiệttrongviệctạoratrườngâmtựnhiênvàlàmchoâmthanhtrởnênsốngđộnghơn.Nếukíchthướccủamặtphảnxạnhỏhơnhoặcbằngbướcsóngthìâmthanhsẽphảnxạranhiềuhướnggọilàtánxạ.Nếudùngcácbềmặtphảnxạcókíchthướckhácnhausaochomứcâmthanhởmọitầnsốnhưnhau,sẽcómộttrườngâmtánxạ.Tùymụcđíchcủastudiomàphảitínhtoánvàsửdụngcácbềmặtphảnxạkhácnhau

Hình 1-9: Phản xạ âm thanh lên mặt phẳng và tại một góc

Trực âm Phảnxạbậc 1

Kếtvang

Phảnxạbậc n

PTIT

Hình 1-10: Phản xạ sóng âm lên các mặt cong lõm

sửdụngtrongphòngsẽquyếtđịnhmứcđộsuygiảmcủanănglượngâmthanhtrongstudio(tứcđộvangcủaphòngvàâmsắccủatiếngvang).Nănglượngâmđượchấpthụmộtphầnchuyểnthànhnhiệtnăngtrongvậtliệu,mộtphầnđượctruyềnquatườngrồibứcxạsangphòngbêncạnh.Khôngcómộtloạivậtliệunàocókhảnănghấpthụmọitầnsốâmthanhnhưnhau.Nói cách kháchiệu

thuộcvàotầnsố,nguyênnhânlàdobướcsóngcủaâmthanhrấtkhácnhau(từvàichụcmétởtầnsốcựctrầmđếnvài xăngtimét ởtầnsốcựccao).Mỗidảitần ứngvớimột

mứchấpthụnănglượngâmkhácnhau,cóthểchiara3loạivậtliệuhútâmnhưsau:Vậtliệuhútâmt

rầm(khoảngdưới250Hz),vậtliệuhútâmtrung(khoảng250Hz÷1000Hz),vậtliệuhútâmcao( khoảngtrên1000Hz)

Hình 1-11: Hấp thụ - phản xạ và xuyên âm

Quátrìnhkếtvang:Trongmộtphòngnhấtlànhữngphònglớnvàtườngcứng,khiâmthanhcủamộtnguồnâmđãtắtnhưngnóvẫncònngândàinhờhiệntượngphảnxạcủasóngâmtagọiđólàhiệntượngâmvang.Tiếngvangcóảnhhưởngrấtlớnđếnđặcđiểmâmthanhcủaphòng.Thờigianvanglàkhoảngthờigianmàmứcthanhápcủamộtnguồnâmgiảmđi60dB,tứccườngđộhoặcnănglượngâmgiảmxuốngđếnmộtphầntriệu,tínhtừlúcnódừngbứcxạâmthanh.Thờigianvangđượcxácđịnhbằngcáchkhảosátđộdốccủađườngsuygiảmmứcâm,tínhtừkhởiđiểmtừ-5dB-:- -35dBsovớiđiểmcựcđại0dB.Quátrìnhvangcóthểbổxung,làm“giầu”thêmvànângcaochấtlượngâmthanhcủanguồnâm,nhưngcũngcóthểlàmgiảmchấtlượngnếutầnsốdaođộngriêngcủaphòngkháchẳntầnsốcủatínhiệuvàmứcsuygiảmkhôngđủnhanh.Trongbiểudiễnâmnhạcnhờcótiếng

vangmàtạinhữngchỗdừng,dấulặngâmthanhkhôngbịcắtcụtmộtcáchkhôkhan.Nóđượcbùđắpphầnnàobởinănglượngcủatrườngphảnâm,âmthanhquangcảnh.Chínhphầntínhiệuquangcảnhnàychotanhữngthôngtinvềđặcđiểmâmhọccủakhônggianbiểudiễn(phònghoànhạc,studio,haynhàthờ…).Cáchiệntượngvangđềuđượchìnhthànhởbagiaiđoạn:Khởivang,đồngvang,kếtvang.Khởivangdàihơnlàmchođộrõtiếngnóisuygiảm,nhưngvớiâmnhạcsẽtạođượckhởiâmmềm.Đồngvangảnhhưởngđếntrựcâmlàm

tăngâmlượngcủanguồnâm,giúptacảmnhậnđượckhônggianâmthanhcủaphòngbiểudiễn,quangcảnhhaykhôngkhíâmthanhcủanhữngnơidiễnracácsựkiệnâmthanh

Kếtvangchuyểntảitớingườinghenhữngthôngtinvềkíchthước,độlớnvàxửlýnộithấtcủaphòng,lôikéongườinghevàocácsựkiệnâmthanh

Tiếngdội:chotacảmgiácnhưmộtcáchnhắclạisựkiệnâmthanh,nghĩalànghetáchrờikhỏitínhiệugốc(trựcâm).Vớitiếngnóicácphảnâmđếnsau50msvàcómứcđủlớnsẽtạothànhtiếngdội,làmgiảmđộrõ.Âmnhạcchophépđộtrễlớnhơncóthểđến80mshoặclớnhơnnữa

1.5 Xử lý tín hiệu âm thanh tương tự

1.5.1 Tín hiệu âm thanh tương tự

Địnhnghĩa:Tínhiệuâmthanhlàdòngđiệnâmtầntươngứngvớicácdaođộngcơhọc(biếnđổivịtríqualại)củacácphântử,nguyêntửhaycáchạtlàmnênvậtchấtvàlantruyềntrongvậtchấtnhưcácsóng.Tínhiệuâmthanhgiốngnhưnhiềutínhiệuđiệnđượcđặctrưngbởitầnsố,bướcsóng,chukỳ,biênđộvàvậntốclantruyền(tốcđộâmthanh)

Hình 1-12: Dạng tín hiệu âm thanh tương tự

Tầnsố:Tầnsốlàsốlầncùngmộthiệntượnglặplạitrênmộtđơnvịthờigian.TronghệđolườngquốctếđơnvịnàylàHzđặttêntheonhàvậtlýĐứcHeinrichRudolfHertz.1Hzchobiếttầnsốlặplạicủahiệntượngbằngmộtlầntrongmỗigiây.1Hz=1/s.Tầnsốbiểuthịchođộcaothấpcủaâmthanh:Tiếngtrầmứngvớitínhiệucótầnsốthấp,tiếngbổngứngvớitínhiệucótầnsốcao.Đặcđiểmcủataingườingheđượcâmthanhtrongkhoảngtầnsốtừ16Hz-:-

20.000Hz,dảitầnsốnàyđượcgọilàdảitầnsốâmtần.Nhữngâmcótầnsốdưới16Hzgọilàhạâm,nhữngâmcótầnsốtrên20.000Hzgọilàsiêuâm

Phổ tín hiệu âm thanh: Phổ tần tínhiệuâmthanhlà sựbiểudiễn biên độcủatín hiệuâmthanhtheotầnsố(xemởmục1.3)

1.5.2 Mô hình xử lý tín hiệu

Kỹthuậtghi âm thanhtươngtự lênbăng từ Audio

PTIT

Hình 1-13: Sơ đồ khối hệ thống

Âmthanhcóthểlàtiếngnóicủaconngườihoặctiếnghótcủacácloàichimhaytiếngđộngcủacácvậtthểtồntạitrongkhônggian…đượcđưaquamộtthiếtbịbiếnđổilàmicrotrởthànhtínhiệuđiệnâmtần.Tínhiệuđiệnâmtầncótầnsốvàbiênđộtươngứngvớicácdaođộngâmthanhđưađếnvàđượcghilênbăngtừbằngmáyghiâmtheophươngphápghiâmtừtính.Ghiâmtừtínhlàphươngphápdùngdòngâmtầntừhóabăngtừvàđểlạitừdưtrênbăngtừtheoquyluậtcủadòngđiệnâmtần.Lúcphátlạinhữngmứctừdưtrênbăngquađầutừđọclạibiếnthiênthànhdòngđiệnâmtần.Nguyênlýghiâmtừdựatrênđặctínhcủahạtsắttừbịnhiễmtừkhiđặttrongtừtrườngvàcòngiữlạimứctừdưkhirakhỏitừtrườngđó.Đặctínhtừhóacủabăngtừcódạngđườngcongtừtrễ,bởivậykhighiâmđểgiảmđộméokhôngđườngthẳngcầnphảichọnđiểmlàmviệcởtrênđoạnthẳngcủađặctuyến.Tứclàphảitừhóabăngtừbằngdòngđiệnmộtchiềuhoặcdòngđiệnsiêuâmgọilàphươngphápthiêntừ,phươngphápnàykhôngchophépghinhữngtínhiệucódảiđộnglớn.Phươngphápthiêntừbằngdòngđiệnsiêuâmchophépghiđượcnhữngtínhiệucódảiđộnglớnđólà:Đưatínhiệucótrịsốđiệnápkhôngđổivàtầnsốkhôngđổilà1000Hzvàođầutừghi.Ứngvớicácmứcthiêntừkhácnhautaghilạitínhiệunàytrênbăng.Sauđótiếnhànhđọclạivàghicáctrịsốđiệnápraứngvớicácđiệnápthiêntừkhácnhauđó.Vớiđiệnápranàolớnnhấtthìứngvớinóchínhlàđiệnápthiêntừtốtnhất.Trongthựctế,điệnápthiêntừthườngđượcchọntừ1,2đến1,5lầnđiệnápthiêntừtốtnhất

Kỹthuậtghiâmthanhtươngtựlênbăngtừvideo

Hình 1-14: Sơ đồ khối hệ thống

Ghiâmlênbăngtừvideocũnggiốngnhưghilênbăngtừaudiolàdùngphươngphápghiâmtừtính.Trongkỹthuậtghitiếnglênbăngtừvideothườngđượcphânthànhhailoại:GhitiếngNormalvàtiếngHifistero.ĐốivớitiếngHifisterotrướckhighilênbăngtừ,đượcthực

hiệnbằngkỹthuậtđiềuchếFM.ĐốivớitiếngNormalchỉcần

khuếchđạilàđủvàsauđóđưathẳngtớiđầutừghi(giốngnhưghiâmtiếnglênbăngtừtiếng)

Nguyênlýghiâmtừtínhlàdựatrênđặctínhcủacáchạtsắttừcóthểnhiễmtừkhichịutácđộngcủatừtrườngvàcòngiữlạimứctừdưkhirakhỏitừtrườngđó.Băngtừchuyểnđộngvớitốcđộđềuquađầutừghi.Đầutừghilàmộtlõisắthởcóquấncuộndây.Dòngđiệntínhiệutừbộkhuếchđạighichạyquacuộndâyđầutừghi,sinhratínhiệutừtrườngxoaychiềuởkhecủađầutừghi.Băngtừchạy

quađósẽbịnhiễmtừ,nhờđótrênbăngtừcòngiữlạimứctừdư,biếnđổitheochiềuđọccủabăngphùhợpquyluậtbiếnđổicủatínhiệucầnghi

PTIT

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

Tỷsốtínhiệu/nhiễuvàtínhiệu/tạpâm:Trongmộthệthốngthiếtbịhaymộtthiếtbịcụthể,thìbêncạnhtínhiệuhữuíchđượctruyềnqua,khuếch

đại còncónhiễuxâmnhậpvàtạpâmdobảnthânthiếtbịhayhệthốngtạoradẫntớitạothànhtiếngcóthểnghethấybịảnhhưởng

Tỷsốmứctínhiệu(điệnáp,côngsuất)hữuíchsovớimứctạpâm(điệnáp,côngsuất)nhiễugọilàtỷsốtínhiệutrênnhiễu.Giátrịtỷsốtrênchobiếtmứctínhiệugấpbaonhiêulần(haybằngbaolần)mứctínhiệunhiễuvàlàmộtthôngsốquantrọngđánhgiáchấtlượngtínhiệu

Hình 1-15: Tỷ số tín hiệu/nhiễu

TheotiêuchuẩnchấtlượngthiếtbịHificótỷsốtínhiệu/nhiễubằng46dB

Tạpâmthườnggặpnhấtlàtạpâmsinhrangaytrongcáclinhkiệnđiệntử(cảlinhkiệnthụđộngvàtíchcực).Nhữngđiệnáptạpâmnàyphânbốsuốtdảiâmtần,từthấplêncao.Khinghetiếngphátraloatathườngcócảmgiácchúngchỉxuấthiệnởvùngtầnsốcao.Sởdĩnhưvậylàdảithôngởvùngtầnsốthấphẹphơnnhiềusovớivùngtầnsốcao

Tỷsốmứctínhiệu(điệnáp,côngsuất)hữuíchsovớimứctínhiệu(điệnáp,côngsuất)tạpâmgọilàtỷsốtínhiệu/tạpâm.TiêuchuẩnchomáyHifitỷsốtínhiệu/tạpâmbằng54dB

Dải động kênh truyền

Dảiđộngcủamộtkênhtruyềndẫn(baogồmmộthệthốngthiếtbịtruyềndẫn)làhiệuhaimứctínhiệucaonhấtvàthấpnhấtởđầuvàokênhtruyềnmàtínhiệuđầurakênhtruyềnkhôngbịméo

Khitruyềnmộttínhiệuâmthanhvớidảiđộngtựnhiênlớn(thídụmộttácphẩmkhínhạcchodànnhạchòatấu:concerto,symphony…)quamộtkênhtruyềndẫncódảiđộnghẹphơnthìtínhiệuởđầurabịéplại

Dải tần

-Dảitầncủanguồntínhiệuâmthanh:Làkhoảngcáchgiữatầnsốlớnnhấtcủatínhiệuvàtầnsốnhỏnhấ

PTIT

tcủatínhiệuthựccó.DảitầnđobằngHz.Vídụdảitầnnghethấycủanguồntínhiệuâmthanhkhoảngtừ20Hzđến20KHz

-Dảitầncủathiếtbịhaycủahệthốngthiếtbị:Làkhoảngtầnsốmàthiếtbịhayhệthốngthiếtbịcóthểđápứngđược.Trongkhoảngtầnsốnàytínhiệukhitruyềndẫnquathiếtbịhayhệthốngthiếtbịsẽkhôngbịméo.Đểđặctrưngchodảitầncủathiếtbịhayhệthốngthiếtbịngườitathườngdùngđáptuyếntầns

ố

Độtuyếntính:Trênmộtkênhtruyềndẫnlýtưởngthìtínhiệuđầuraphảibiếnđổituyếntínhvớitínhiệuđầuvào.Nếukhôngđượcnhưvậythườngtạoraméotínhiệu.Kênhtruyềndẫnthựctếthườngtạoraméophituyếntính(méokhôngđườngthẳng)vàméotầnsố.Nguyênnhâncủahiệntượngméophituyếnlàdocáclinhkiệncủacácthiếtbịnóiriêngvàcủacảhệthốngthiếtbịnóichungbịméophituyến.Vídụméocủacáctranzitor,diotbándẫn Nguyênnhâncủahiệntượngméotầnsốlàdocáclinhkiệnthụđộnggâyranhư:tụđiện,tụđiệnkýsinh

Hình 1-16: Sự hình thành méo phi tuyến

Một vài kết luận:

Căncứvàocácthôngsốđặctrưngchotínhiệuvàhệthốngtruyềndẫntínhiệutathấyrằngnếunguồntínhiệulànguồntínhiệutươngtựthì:

 Hệthốngkhólọcbỏcáccannhiễuvàtạpâmnộibộ

 Tínhiệusẽbịtácđộnghaybịphatạpbởicácnguồntínhiệunhiễuvàtạpâm

 Khótránhkhỏihiệntượngméotầnsốđốivớicáchệthốngtruyềndẫntươngtư

 Cácthôngsốđặctrưngchotínhiệuvàhệthốngtruyềndẫnkhóđạtđượcmứccao.Dẫnđếnchấtlượngtínhiệusaukhiquacáchệthốngxửlývàtruyềndẫnkhôngcao

Đểgiảiquyếtbàitoánchấtlượngtínhiệuthìphảichuyểnđổitừnguồntínhiệutươngtựsangnguồntínhiệusốvàkèmtheophảicóhệthốngxửlývàtruyềndẫnsố

1.6.2 Tín hiệu âm thanh số

Ởdạnggốc,tínhiệuâmthanh(tínhiệuâmtần)làtínhiệutươngtự(analog)cóbiênđộbiếnđổiliêntục

theothờigian.Nhưvậytínhiệuanalogcóthểđượcxácđịnhtạimộtthờiđiểmbấtkỳvàdođócóvôsốc

ácgiátrịtứcthờikhácnhau.Vìvậytínhiệuanaloglàtínhiệuliêntụcvềthờigianvàtrịsố

PTIT

Tínhiệuâmthanhsố(digital)làtínhiệubiếnđổirờirạctheothờigianđượcsốhóatừtínhiệugốcanalog.Quátrìnhbiếnđổitínhiệuâmthanhtươngtựsangtínhiệuâmthanhsốgọilàquátrìnhsốhóatínhiệuâmthanhvàđượcthựchiệnbằngcácmạchxửlýtínhiệusố.Mạchxửlýtínhiệusốbaogồmchủyếucácmạchlấymẫu,lượngtửhóavàmạchmãhóa

Phươngphápxửlýtínhiệubằngcôngnghệsốcórấtnhiềuưuđiểmsovớiphươngphápxửlýtínhiệubằngcôngnghệtươngtự

Ưuđiểm:Cảithiệntỷsốtínhiệu/tạpâm,mởrộngdảiđộng,đặctuyếntầnsốbằngphẳng.Cókhảnăngsaochépthôngtinvớisốlầnvôhạnđịnhmàkhônggiảmchấtlượng.Khôngbịảnhhưởngbởisựgiaođộngnhiệtđộvàđiệnápcôngtác.Khôngbịméotínhiệu,khôngbịmếudodaođộngtốcđộ.Cókhảnăngtáilậpthànhphầnđiệnápmộtchiềucủatínhiệu

Nhượcđiểm:Tínhiệuởdạngdữliệusốthườngdễbịtổnthất,chỉmấtmộtvàibitdữliệucũngdẫntớilỗitrongtínhiệuâmthanh.Sửacáclỗidữliệurấttốnkémvềphầnmềmcũngnhưphầncứng.Hệthốngthiếtbịsửlýtínhiệuâmthanhsốphứctạpvàtốnkémhơnsovớicôngnghệtươngtự.Bãohòatínhiệusẽdẫntớipháhuỷhoàntoàntínhiệuâmthanh.Khôngthểcắtnốibăngghiâmsốnhưbăngghiâmtươngtự,ởđâyphảisửdụngphươngphápcắtnốiđiệntử

1.6.3 Chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

CôngnghệxửlýsốtínhiệuâmtầndựatrênnguyênlýkỹthuậtPCMviếttắttừPuls-Code–

Modulation(điềuchếxungmã).TrongkỹthuậtPCMtínhiệuanalogđượcchuyểnthànhdẫyxung.Nhữnggiátrịbiênđộcủacácxungriênglẻđượcbiểudiễnởdạngmãnhịphân

Hình 1-17: Sơ đồ khối mô tả quy trình số hóa tín hiệu âm thanh theo PCM

1.6.4 Bộ chuyển đổi A/D

BộchuyểnđổiA/Dcónhiệmvụchuyểntừtínhiệuâmthanhtươngtựsangtínhiệuâmthanhsố.Trongkỹthuậtâmthanhsốthườnggặpcácbộchuyểnđổitheophươngphápsườndốc(Slope)hoặcphươngpháptiệmcậnkếtiếp(SuccessiveApproximation).Bộchuyểnđổitheophươngphápsườndốccònđượcgọilàbộbiếnđổitíchphân(Integration)

Bộchuyểnđổitíchphânchia làm2loại:Bộchuyểnđổisườn dốc đơn Slope)vàbộchuyểnđổisườndốckép(Dual-

(Single-Slope).Tấtcảcácbộbiếnđổicóđiểmgiốngnhaulàđiệnápđầuvàođềuđượcsosánhvớiđiệnápmẫucủamộtbộtíchphân

PTIT

Hình 1-18: Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi sườn đơn

Thànhphầnquantrọngnhấtcủabộbiếnđổisườnđơnlàbộtíchphân,bộsosánhvàbộđếmnhịphân.Bắtđầu

quátrìnhbiếnđổi,xungxóađưabộđếmvề0,đảomạchS1mở(tạithờiđiểmt1Hb)lúcnàytụđượcnạptừmộtnguồnđiệnápchuẩnquađảomạchS2.Tạicửavàođảocủabộsosánhđiệnáptăngtuyếntínhvớithờigian,tínhiệucầnchuyểnđổiđặtởcửavàokhôngđảocủabộsosánh.Khibắtđầugiaiđoạntích,cửaracủabộsosánhsẽmởmộtkhung,xungnhịpsẽdẫntớibộđếm.Tạithờiđiểmt2sườndốccủabộtíchphânđãđạttớigiátrịđiệnápcửavào,bộsosánhsẽlật,nhịpđếmđượckhóa.Giátrịnhịphântrênbộđếmtạithờiđiểmnàyđạtgiátrịđiệnápđặtởcửavào.BộchuyểnđổiA/Dsườnđơnđạtđộchínhxáccao,nhưngtốcđộchuyểnđổichậm,nhấtlàxửlýtứcthời(xửlýthờigianthực)mộttínhiệuâmthanh16bitthì quáchậm,tacóthểđạtđượchệsốchuyểnđổinhanhhơnbằngphươngphápsườndốckép

1.6.5 Bộ chuyển đổi D/A

QuátrìnhchuyểnđổiD/A

CácbộchuyểnđổiD/Acónhiệmvụchuyểntừtínhiệuâmthanhsốsangtínhiệuâmthanhtươngtựđểtừđókếtnốivớicácthiếtbịâmthanhdândụng

Hình 1-19: Quá trình chuyển đổi tín hiệu PCM sang tín hiệu Analog

Vềcơbảnquátrìnhchuyểnđổinàylàmộtsựđảongượccủa

quátrìnhchuyểnđổitươngtự/số.VớibộchuyểnđổiD/A,tínhiệuPCMđượcchuyểnthànhdạngtínhiệuđiềuchếxungbiênPAM.Mạchlấyvàgiữmẫu,khuếchđạiđộrộngcủacácxungPAMvàlọccácnhiễudobộchuyểnđổiD/Agâyra.BộlọcthôngthấptiếptheosẽtíchphâncácxungPAMvàtạothànhdạngtínhiệuanalog

PTIT

Khichuyểnđổimộttínhiệuâmthanhsốsangtínhiệutươngtựvớitầnsốlấymẫu44,1kHzthìcứ22,7µssẽcómộttừdữliệumớiđưavàobộchuyểnđổiD/A.Ởđâytốcđộdịchcònphảinhanhhơn,bởinócầnthêmthờigianđểđưacáctínhiệuđãdịchsangcácphầnmạchtiếpsau.Doyêucầutốcđộxửlýcaovàkhảnăngthựchiệncủakỹthuật,cóthểphânthànhbaloạimạchchuyểnđổiD/Anhưsau:

BộchuyểnđổiD/Adùngmạng điệntrở

BộchuyểnđổiD/AdùngđiệntrởhìnhchữT,chữTđảo

PTIT

CÂU HỎI ÔN TẬP

5 Giải thích nguyên lý hoạt động của các bộ chuyển đổi A/D theo phương pháp sử

dụng sườn đơn và chuyển đổi D/A theo phương pháp điện trở

PTIT

0,5 1 1,5 2 d/λ

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ ÂM THANH

2.1 Micro

Làthiếtbịđiệnthanhnhằmbiếncácdaođộngâmthanh(daođộngcơhọc)thànhcácdaođộngđiện(điệnnăng),cácdaođộngnàycóbiênđộđiệnáprấtnhỏvàcầnđượckhuếchđạilớnlênđểcungcấpraloa.Trongkỹthuậtđiệnthanhsửdụngrộngrãihơncảlàloạimicrođiệnđộngvàmicrođiệndung

2.1.1 Đặc tính kỹ thuật của micro

2.1.1.1 Hệ số méo trường âm:

Khicómicrovớikíchthướcnhấtđịnhđặttrongtrườngâmthanhthìtrườngâmsẽbịméo.Nguyênnhândomôitrườngtruyềnâmbịảnhhưởngbởisựphảnxạ,hậpthụ từmicro.MứcđộméođượcđặctrưngbởihệsốméoYvàđượcđobằngtỷsốgiữathanhápp,tạimộtđiểmnàođókhicómicrovàthanháppkhikhôngcómicro:

Y=p,/p,HệsốYchủyếuphụthuộcvàohìnhdạng,quanhệgiữakíchthướccủamicrodvàbướcsóngλ

Hình 2-1: Quan hệ giữa kích thước micro và bước sóng

Ngoài ra Y cũng phụ thuộc vào góc tới của sóng âm thanh, đồ thị biểu diễn mối quan hệ

𝑌 = 𝑓𝑑

2.1.1.2 Độnhậycủamicro:

ĐộnhậycủamicroNlàtỉsốgiữađiệnápởđầuralớnnhấtkhôngbịméocóthểđạtđượccủamicroU(đobằngmV)vàthanháppcầnthiếttácđộngvàomicro(đo bằngN/m2) khi sóng âmthanh lan truyền theo hướng trục của micro:

Trongđó:p-thanháptácđộngvàoMicro;U-điệnápđoởđầuracủamicroởchếđộhởhaycótải.(cóthểsửdụngtỷsốmWđểthaythếMv).TrongthựctếngườitathườngdùngđơnvịdB,với0dB=1mW/1pascan

Đặctuyếntầnsốlàsựphụthuộcđộnhạycủamicrovàotầnsố.Đặctuyếntầnsốyêucầuphảibằngphẳngtrongsuốtdảitầnsốâmthanh,nhưngthựctếđặctuyếnchỉbằngphẳngởđoạntầnsốtrungbình,cònởđoạntầnsố

thấpvàtầnsốcaođộnhạybịsuygiảm.Nếuđộnhạyđượcđovớithanhápkhôngđổip=const,thìkhitầnsốthayđổiđộnhạycũngthayđổitheo.Đovớinhiềutầnsốtrongcảdảitầnsẽxâydựngđượcđặctuyếntầnsốnhưhìnhvẽ.ĐặctuyếntầnsốthườngđượcđánhgiábằngđộnhạytươngđốitínhtheodBởmộttầnsốnàođó(thấp,trungbình,cao)sovớitầnsốtrungbìnhvàkýhiệulàM(dB),M(dB)=20lg(Nf/Ntb).Nhìnvàođặctuyếntầnsốcủamicrocóthểđánhgiásơbộđượcdảitầnvàchấtlượngkỹthuậtcủamicro

Hình 2-2: Đặc tuyến tần số micro

Đặc tuyến hướng của micro:

NếuđộnhạyNkhôngthayđổiđốivớitấtcảcácgóctớikhácnhaucủasóngâmthanhthìmicrođókhôngcóhướnghayvôhướng.Cònnếuđộnhạythayđổitheogóctớicủasóngâmthanhthìmicrođólàloại

nhạyNcủamicrodướimộtgócθnàođóvàđộnhạytrụcmicroN0:H=N/N0.Đặctuyếnhướngcủamicrolàmộtthôngsốrấtquantrọngtrongviệcsửdụngmicrođểthuthanh.Yêucầucơbảnvớimicrolàđặctuyếnhướngphảiổnđịnhtrongcảdảitần

Hình 2-3: Các kiểu búp hướng của micro

PTIT

Kiểu búp hướng một hướng gồm H1 ,H2, H3

ng131°vàgiảmthiểucácsóngâmởhaibênvàphíasau,thườngđượcứngdụngtrongcácchươngtrìnhcanhạcvìchốngfeedbacktốt.Tuynhiênkhinguồnphátâmkhôngnằmngaytrụcchínhmàbịlệchsanghaibênâmsắccóthểbịthayđổi.H1cũngthườngđượcchọntrongcácphòngthuâmkhicáckỹthuậtviênkhôngmuốncó

nhữngâmthanhkhácởhaibênxenlẫnvào,tuynhiênchúngcũngcókhảnăngdễbịảnhhưởngbởihơithởmạnhhoặcgió

H2búphướngsiêuhìnhtim(Super-Cardioid):cóhướngtínhgomtụhơnH1vớigóctiếpnhậnâmthanhkhoảng115°cóđặcđiểmkhácvớiH1làcómộtbúphướngnhỏởphíasau.Đượcsửdụngtrongtìnhhuốngcầnloạibỏcácâmthanhkhôngmongmuốnởhaibêntrụccủamicro,tuynhiêncũngphảichấpnhậnđôichútcácsóngâmởphíasau.H2cókhảnăngtiếpnhậnsóngâmphíatrướcvớikhoảngcáchxahơn

ướng,khuvựctiếpnhậnsóngâmbaotrùm360°nênkhôngđượcứngdụngtrongcácchươngtrìnhbiểudiễncanhạcvìdễbịfeedback.Tuynhiênloạimicronàycóđáptuyếntầnsốrấttốtởdãytầnsốthấp,khôngbịảnhhưởngkhicóhơithởmạnhhoặcgiónênđôikhicũngcógiátrịsửdụngtốthơncácloạimicrocóhướngtínhcaonhưnglạirẻtiền

MộtđiềuthậtlýthúlàkhicácSuper-CardioidvàHyperCardioidđượcsửdụngvớikhoảngcáchrấtgầnởcácdiễnviên,cácbúphướngởphíasaukhôngphảilàkhôngcóýnghĩa,chúnghầunhưcónhiềuđiểmthuậnlợivớimộtsốtầnsố(thườnglàtrênvùngmidrangevàtreble)điềunàyxảyralàchắcchắndoảnhhưởngbởikhuônmặtcủadiễnviênởrấtgầnvàkhicácloamonitorphátrachodiễnviêncóthểbịphảndộilạibởikhuônmặtvàgâyfeedback.VớiSuper-

CardioidvàHyperCardioidchúngcómộtbúphướngnhỏởphíasauvàcũngvìchúngnằmởvịtrí180

°dođócótácdụngtriệtphasecácsóngâmdộilạitừkhuônmặtdiễnviênvàloạibỏfeedback

Trởkháng:Cóhailoạitrởkháng;Microtrởkhángthấpcótrởkhángvàichụcohm,200Ω,250Ω,600Ωnhưphầnlớncácmicrocuộndâycủaliênxô.Microtrởkhángcaocótrởkhánghàngchụcki-

lôômtrởlênnhưcácmicrotinhthể,mộtsốmicrocuộndâycủatrungquốc.Mộtsốmicrocóhaimứctrởkhánggánhcaovàthấpđượcsửdụngbằngmộtchuyểnmạch.Trởkháng(tổngtrở)củamicrocóthể

PTIT

từvàichụcOhmđếnvàitrămOhmhoặchàngchụckiloOhm.ĐểphốihợpvớingõvàocủaMixervàmáytăngâmthìnhữngmicrocótrởkhángthấp(tổngtrởthấp)cầnquabiếnápđểtăngtrởkhánglên

Tạpâmnộibộ:Cónhiềuloạitạpâmsinhratrongmicronhư:tạpâmnhiệt,tạpâmcủacácphầntửđiện,tạpâmdoápsuấtkhôngkhíbiếnthiênngẫunhiên…nênngaycảtrườnghợphoàntoànkhôngcódaođộngâmthanhtácđộngvàothìởđầuracủamicrovẫncóđiệnápvàgọilàtạpâmUta.Mứctạpâmđóđượcxácđịnhtheobiểuthứcgọilàhệsốtạpâm:Nta=20lg(U0/Uta)dB;TrongđóU0làđiệnáphiệudụngdomicrotạorakhitácđộngvàomicromộtthanháphiệudụngp=1Pascal

Đặctínhkỹthuậtcủamộtsốmicrotrongthựctế

tại1000Hz

Trởkháng ElectretcondenserMS5 70-:-20KHz Haihướng -40dB 150Ω ElectretcondenserECM-350 40-:-15KHz Haihướng -40dB 2,5KΩ ElectretcondenserECM-310 70-:-12KHz Mộthướng -44dB 800Ω

PTIT

Hình 2-4: Cấu tạo micro dynamic

Cuộndâyđồngcóđiệntrởnộikhoảngtừ10ohmđếnvàitrămohmđượcgọilàtổngtrởcủachiếcmicro.Nếucấutạocủacuộndâycótổngtrởrấtthấp(vàichụcohm),nócầncómộtbiếnápđểtăngsốohmlênkhoảng600ohmđểcóthểcânbằngvớitổngtrởvàocủamixervàtăngâm.NếucuộndâycóđiệntrởDCkhoảng200-

400ohm(dođượcquấnbằngcáccỡdâyrấtmảnh)nósẽcótổngtrởxuấtACkhoảng600ohmvànhưvậycóthểđượcnốithẳngđếnngõvàocủamixermàkhôngcầnphảiquabiếnápphốihợptrởkháng.Đôikhicónhữngchiếcmicrođiệnđộngdùngchocácthiếtbịkhuếchđạicótổngtrởvàorấtcaonhưcácthiếtbịdùngbóngchânkhông(đènđiệntử),nóphảiđượcnângtrởkhánglênthậtcaokhoảng20-

50kiloohmbằngcácbiếnápđặcbiệt.Nhữngloạimicrocótrởkhángrấtcaonàykhôngthíchhợpchocácmixerbándẫn(cótổngtrởvàothấp).Trongtrườnghợpkhôngcósựphốihợptrởkhánggiữamicrovàcácthiếtbịkháctaphảidùngbộphốihợptrởkhángnhưsau:

Hình 2-5: Biến áp phối hợp trở kháng

2.1.2.2 Micro tụ điện

PTIT

Condenserlàloạimicrocũngrấtphổthôngdựatrêntínhchấtthayđổiđiệndungcủatụđiệnkhicósóngâmtácđộngvàotạoratínhiệuâmthanh.Microtụđiệncócấutạogồmhaibảncực(plate)đặtcáchnhaubởimộtlớpkhôngkhí,mộtđiệnápmộtchiềuDCđượcđặtvàohaibảncựcnày,khicósóngâmtácđộng,khoảngcáchgiữahaibảncựcsẽthayđổitheonhịpbiếnthiêncủasóngâmthanhlàmthayđổidòngđiệnmộtchiềuđãđượcphâncực,kếtquảtạoratínhiệuâmtầnxoaychiềuvàsẽđượcđưavàomixerđểkhuyếchđại.Dophảicónguồnđiệnápphâncực,cácmicrotụđiệnluôncầnđượccungcấpmộtnguồnđiệnriêngđểhoạtđộngthườngđượcgọilà“remotepower”hay“phantompower”.Nguồnđiện“phantom”nàycóhiệuđiệnthếtừ9Vđến48Vđượclấyngaytrênmixerkhinút“phantom”trênmixerbậtởvịtríon.Cónhiềuloạimixerđượcthiếtkếkhácnhautùynơisảnxuấtđốivớinút“phantom”nghĩalà:Khinút“phantom”đượcbậton,cóloạimixersẽcungcấpnguồnđiện48Vchotấtcảcácvịtrí“micinput”trênmixer,nhưngcũngcóloạinguồn“phantom”đượccungcấpriêngbiệtchotừngngõcắm“micinput”bởicácchuyểnmạch“switch”độclập.Cầnnhớkỹđiềunàykhisửdụngmicrođiệndungcondenserchungvớicácmicroloạiđiệnđộngkhác

Hình 2-6: Cấu tạo micro Condenser

Chúý:Điệnáp“phantom”+48Vđượclấytừbộphậnnguồnbêntrongmixercấpvàongõcắm“mici

nput”quahaiđiệntrở6,8kΩvàohaichân2và3củajackcannoninput,đườngđiệnquayvềtheođườngbọcgiáp“shield”vềmát.Nhưvậychân2và3cùngđượccấpmộtđiệnthếdươnggiốngnhau.Dođó,nếucắmnhầmmộtmicroloạiđiệnđộngvàojackcannoninputcóđiệnápphantom48Vsẽkhôngcóảnhhưởnggìchochiếcmicrođiệnđộng,nếuchiếcmicronàyđangsửdụnglàloạiđốixứng“balance” Tuynhiên,nếucắmmộtmicrokhôngđốixứng“unbalance”vàojackinputcủamixerđangcónguồnphantombậton,chiếcmicroloạiunbalancecóthểbịhưhỏngvĩnhviễnvìnguồnđiện48Vchạytrựctiếpquacuộndây(voicecoil)

PTIT

Hình 2-7: Mô tả cách đấu nối các micro vào Mixer audio

Cácmicrocondenserthườngchođáptuyếntầnsốrộngvàbằngphẳng.Độnhậyrấtcao,docácthànhphầnrungđộngcảmnhậnsóngâmrấtmỏngvànhẹnhàng,chúngkhôngbịảnhhưởngbởikhốilượngcủacuộndây(voicecoil)nênphùhợpvớicácnhạccụthiênvềtreble,đượcsửdụngrộngrãitrongcácphòngthuâm.Kíchthướcnhỏgọn,tuynhiêndotínhchấtkhámongmanhvàrễnhậycảmvớiđộẩmcủamôitrường,microcondenserítđượcsửdụngtrongsânkhấucanhạc

Electretcondenser:Microđiệndungelectretcondenserlàmộtdạngbiếnđổicủacondenser,cấutạotươngtựcondenser.Electretcondensercómộtmàngplastic(chấtdẻo)mỏngtiếpnhậnsóngâmvừacótácdụngnhưmộtđiệncựctĩnh,kếđếncómộtđiệncựcthứhaibằngkimloạimỏnghoạtđộngnhưmộtbảncựccảmứngtĩnhđiện,bảncựcnàykếtnốivớimộtchânlinhkiệnbándẫndạngtrườngđiệntừ(FETtransistor).Khicómộtthayđổitrườngđiệntừtácđộngvàochânlinhkiện(cửa)nàycòngọilàGate.LinhkiệnFETsẽdẫnđiệnnhiềuhayíttuỳtheomứcđộtácđộngvàocổngvàtạoratínhiệuâmtần,nếusựbiếnđổiđượctạobởisóngâmbênngoài.Docấutạonhưthế,electretcũngcầncónguồnđiệnDCcungcấpđểhoạtđộng.Nguồnđiệncóthểthayđổitừ1,5Vđến9Vvàthườngđượclắpsẵnvàomicro.Docócấutạorấtgọnnhẹvàđộtrungthựctốt,electretđượcứngdụngrấtrộngrãitrongnhiềuphòngthuâm,sửdụngtrongcácloạimicrocàiáovàđôikhitrongcácsânkhấuchuyênnghiệp,trongđiệnthoạikhôngdây

PTIT

Hình 2-8: Cấu tạo micro electret

2.1.2.3 Micro băng (Ribbon microphone)

Ribboncócấutạotươngtựnhưmicrođiệnđộngthayvìởmicrođiệnđộngcómộtmàngrungmỏngnốiliềnvớicuộndây,ởđâymàngrungchínhlàthaythếcuộndâyđộng.Đólàmộtphiếnkimloại(bằngnhôm)cỡ0,01mmrấtmỏngvànhẹnhàngđặttrongmộtkhetừtrườngrấtmạnh.Khiphiếnkimloạinhậntácđộngcủaâmthanhthìsẽrunglêntrongkhetừtrườngvàphátradòngđiệnxoaychiềucódạngtươngtựnhưsóngâmởhaiđầubăngnhôm.Tuynhiên,màngrungnàycóđiệntrởnộirấtthấpdođócầncómộtbiếnápriêngđểphốihợptrởkhángthíchứngvớingõvào(input)củamixer.Microribbonthườngcóbúphướnghìnhsố8nhưngcũngcómộtsốlàloạimộthướng.Microribboncóhìnhdángthanhnhã,chođáptuyếntầnsốrộngvàkháđồngđềutốthơnmicrocuộndâynênthucanhạckhátrungthực.Đượcứngdụngnhiềutrongcácphòngthuâmvìđượclắpđặtcốđịnh,chúngchocácâmthanhtrầmvàcáctầnsốcaorấttốtcóđộnhiễuồnrấtthấpkhisosánhvớicácloạimicrokhác.Nhưngmicroribbonkhôngchịuđượcvachạm,nếusửdụngkhôngnhẹnhàng,cẩnthậnthìdễbịhỏng.Vìvậy,thườngchỉdùngkhiyêucầuchấtlượngcao

Hình 2-9: Cấu tạo micro băng

2.1.2.4 Micro than (Carbon microphone)

Microthanlàtiềnthânsớmnhấtcủaphátminhmicrovàhiệnnayvẫncònsửdụngtrongngànhđiệnthoạihữutuyến.Tuyđáptuyếntầnsốkhôngđượctốtnhưcácmicrokhácnhưngsửdụngrấtrộngrãitrongmáyđiệnthoạivìchỉcầnđáptuyếntừ300Hz-

3KHzlàđạtyêucầutốttrongngànhviễnthông.Microthancócấutạorấtđơngiảnvàhoạtđộngbềnbỉ,chịuđượccácvađậpmạnhmàkhôngsợhưhỏng.TuynhiênnóvẫncầncónguồnđiệnápDCphâncực.Cấutạomicrothangồmcó:Mộtcáichénnhỏlàmộtđiệncựctrongđócóchứamộthỗnhợpbộtthanlàcáchạtthanđenđườngkínhcỡ1mm.Phíatrêncómộtmàngrungbằngkimloạirấtmỏngvàđànhồi,màngkimloạicómộtđiệncựcnhúngvàotronghỗnhợpbộtthan.HaiđiệncựcđượccấpmộtnguồnđiệnDCchạyqua.Khisóngâmtácđộngvàomàngrung,điệncựcgắntrênmàngrungsẽrungđộngtheosóngâmvàlàmthayđổiđiệntrởgiữahaiđiệncựcvớinhau.KếtquảdòngđiệnDCchạyquahaiđiệncựccũngliêntụcbiếnđổitheoâmthanh.Đểlấytínhiệuxoaychiềuâmtầnramạchngoài,ngườitamắcnốimicroquamộtbiếnápnhỏ,biếnápnàysẽcáchlydòngđiệnmộtchiềucủanguồnđiệnphâncựcvàchỉchodòngđiệnxoaychiềutínhiệuâmtầnchạyqua

PTIT

Hình 2-10: Cấu tạo micro than

2.1.3 Kỹ thuật sử dụng và bảo quản micro

2.1.3.1 Kỹ thuật sử dụng

Hiệuứnggầnxa(proximityeffect):Khiởkhoảngcáchgầnmicrocóxuhướngchoranhiềutầnsốthấp,tạorabởicácphụâmnhư“b,ph,th”…Khiởkhoảngcáchxa,microcóxuhướnggiảmnhiềuởtầnsốthấp.Thuậnlợicủaproximityeffectlàgiúpchonhữngtrườnghợpmàgiọngca,giọngnóihaymộtnhạccụbịthiếuquánhiềuâmvựctrầm.Khiđótacầngiảmkhoảngcáchtừngườiđóđếnmicrocànggầncàngtăngđượcâmvựctrầm.CôngviệcnàyphảiđượclàmtrướckhidùngEQđểtăngâmtrầm.Khókhăngâyradoproximityeffectđólàtạoranhữngtiếng“phụp…phụp…”khicócácphụâmnhư“b,ph,th”…đểkhắcphụcứngdụngcácbiệnphápnhưsau:

- Nếuthựcsựtađãcódưâmvựctrầmvàcódưcườngđộ:đưakhoảngcáchmicroraxa

- Nếuthựcsựtađãcódưâmkhuvựctrầm,màcườngđộchỉmớivừađủ:dùnglướichắnhoặclướibọcmicrođểgiảmthiểutiếng“phụp”sauđódùngcácmạchlọctầnsốthấpcósẵntrongcácchannelcủamixer

- Thayđổihướngtiếpnhậncủamicrocũnglàmộtcáchtốtnhưngđiềunàycóliênquanđếnviệckhốngchếfeedbackcótốthaykhông

- Đốivớicácnhạccụ,microđểxa(thườnglàbằngchiềudàikíchthướccủanhạccụ)thườngchotaâmvựccânbằnghơn.Nếuvìyếutốcườngđộhayđểgiảmthiểutiếngồnmàcầnphảiđặtgần,khiđótaphảitựhiểuâmvựcmấtcânđốiởnhữngdãytầnnàođểcóthểbùđắpbằngnhữngcáchkhác

Đâylàmộthiệntượnggiaothoasóngâmmàchoramộtđáptuyếntầnsốbịthayđổisovớithựctếcủamicro,kếtquảcónhiều điểmtriệttiêuvàcộnghưởng,trônggiốngnhư cáilược chảitóc.Vídụhìnhvẽdướimôtảhiệntượngnày

PTIT

Hình 2-11: Mô tả hiệu ứng lọc răng lược

Tathấymộtngườinóitrướchaimicro,điềuđócónghĩalàhaimicrocùngnhậnmộttínhiệugiốngnhau.Nếungườinóiluôngiữđượcvịtrítuyệtđốicáchđềuhaimicro,thìtínhiệutiếpnhậntạihaimicrolàđồngpha(in-

phase).Tínhiệucùngphacủahaimicrokhikếthợpvớinhautạimixersẽcộnghưởngvớinhauđểtăngcườngđộâmthanhlên3dB.Trongthựctế,đểgiữchokhoảngcáchcủangườinóiluônluônởvịtrígiữahaimicrolàkhôngthểthựchiệnđược.Vìngườinóisẽluônluôncửđộnghoặcxoayđầuvềhướngnàyhayhướngkhác.Điềuđócónghĩalàkhỏangcáchtừngườinói,tạimộtthờiđiểm,sẽởgầnmộtmicronàyvàxamicrokia.Kếtquảlà,cảhaimicrocùngnhậnmộttínhiệunhưngmộttínhiệuđếntrước(dokhoảngcáchgầnhơn),cònmộttínhiệuđếnsau(dokhoảngcáchxahơn).Thờigianhơnkémđượctínhbằngđơnvịmili-second(ms).Haitínhiệucủahaimicrolệchpha

nhaumộtkhảngthờigian,khikếthợplạivớinhautrongmixersẽtạorahiệntượnglệchphahainguồntínhiệu(tươngtứngmixerchoramộtđáptuyếnlệch)

Trongbấtcứtìnhhuốngnào,đểgiảmthiểuhiệntượnghiệuứnglọcrănglượctacầnlắpđặtmicrotuântheoluật3-

1.Khitalắpđặtmộtmicrothìchắcchắnrằngkhoảngcáchgiữacácmicrophảiítnhấtlàgấpbalầnsovớitừmicrotớinguồnphát

Quyướcvềsốlượngmicrochomộtchươngtrình:Trongmộtchươngtrìnhcốgắng“mute”bấtkỳmộtmicronàokhôngdùng.Trườnghợpbấtđắcdĩcầnthiếtphảidùngnhiềumicro,khimởthêmgấpđôisốlượngmicro,đểgiữchohệthốngkhôngxảyrafeedbackthì“Gain”củahệthốngcầngiảmđi3dB:

PTIT