2.1. Âm thanh số
2.1.1. Tính chất cơ bản của tín hiệu âm thanh
Tham số cơ bản nhất để đo tín hiệu âm thanh là tần số. Khi tần số dao động của không khí đạt mức từ 20 đến 20000 Hz thì tai ngƣời có thể nghe thấy âm thanh.
Ngoài ra, âm thanh còn có thể đƣợc đo thông qua một tham số khác, đó là biên độ. Biên độ biến đổi làm âm thanh êm nhẹ hay ầm ĩ. Dải động mà con ngƣời nghe đƣợc là rất rộng: giới hạn dƣới là ngƣỡng nghe đƣợc và giới hạn trên là ngƣỡng đau (pain). Ngƣỡng nghe đƣợc của dạng sóng hình sin 1-kHz là 0.000283 dyne/cm2. (1 dyn = 10-5 N, 1 dyn/cm2=0.1 Pa = 9.86923 x 10-7 atm).
Biên độ của dạng sóng hình sin có thể tăng từ ngƣỡng nghe đƣợc theo hệ số từ 100000 đến 1000000 trƣớc khi đạt tới ngƣỡng đau. Rất khó khăn làm việc với dải biên độ quá lớn, cho nên biên độ của âm thanh thƣờng đƣợc biểu diễn bằng decibel (dB).
Cho trƣớc hai dạng sóng có biên độ đỉnh là X và Y, thƣớc đo sự chênh lệch tính bằng dB của hai biên độ này sẽ là dB=20log10(X/Y).
Nếu ngƣỡng nghe đƣợc của tín hiệu 1-kHz (nhƣ nói trên đây) là 0.000283 dyne/cm2, đƣợc sử dụng làm tham chiếu cho 0 dB thì ngƣỡng đau của hầu hết tai ngƣời đạt tới mức áp suất âm thanh khoảng 100 đến 120 dB.
Tóm lại, các mức âm thanh xung quanh mà tai ngƣời nghe thấy đƣợc mô tả bằng thuật ngữ decibel (dB), là tỷ lệ với âm thanh yên lặng nhất mà có thể nghe đƣợc.
Sóng âm thanh là liên tục theo thời gian và biên độ: nó thay đổi theo thời gian và biên độ có giá trị trong khoảng nghe thấy đƣợc. Hình 10 là thí dụ sóng âm thanh.
Hình 10: Sóng âm thanh