Written by tuyenphuc
Monday, 04 July 2011 08:03
1. Giải năng động (Dynamic Range)
1.1 Định nghĩa
Sự khác biệt, trong decibel, giữa lớn nhất và phần yên tĩnh nhất của một chương trình được gọi là giải năng động (dynamic range) của nó. Đôi khi, phần yên tĩnh nhất (quietest) của một chương trình sẽ bị che khuất bởi tiếng noise chung quanh. Trong trường hợp này, dynamic range là sự khác biệt trong dB giữa một phần lớn nhất của chương trình và sàn (floor) tiếng noise. Nói cách khác, dynamic range xác định mức độ thay đổi tối đa trong chương trình âm thanh.
Dynamic range cũng áp dụng cho hệ thống âm thanh. Mỗi hệ thống âm thanh có một sàn vốn có tiếng noise, mà là tiếng noise điện tử tồn tại trong hệ thống. Dynamic range của một hệ thống âm thanh bằng sự khác biệt giữa mức output đỉnh (peak) của hệ thống và sàn tiếng noise âm thanh điện tử.
1.2 Dynamic Range của một show Rock tiêu biểu
Chúng ta sẽ mô tả một show rock với khoảng dynamic range rộng nhất bạn có thể gặp phải. Các mức âm thanh ở micro (không phải trong các khán giả) có thể khoảng từ 40 dB SPL (khán giả, gió, và tiếng xe chạy ồn ào tại micro trong một thời điểm rất yên tĩnh tạm thời) đến 130 dB SPL (vượt quá ngưỡng đau .. nhưng sau đó., các diễn viên lại la hét vào micro, không vào tai của ai đó). Dynamic range của show này là gì? Bạn tính được bằng cách lấy các mức đỉnh (peak) trừ đi các sàn (floor) tiếng noise:
Dynamic Range ...
= (Peak Level) - (Noise Floor)
= 130 dB SPL - 40 dB SPL
= 90dB
Show này có một dynamic range 90 dB tại micro.
Chú ý: Chúng ta xác định dynamic range chỉ đơn giản bằng "dB" không bằng " dB SPL" Hãy nhớ rằng, dB là một tỷ lệ và trong trường hợp này chúng ta chỉ mô tả đơn giản mối quan hệ của 130 dB SPL đến 40 dB SPL; sự khác biệt là 90 dB, nhưng chẳng có gì để làm với một mức độ âm thanh 90 dB SPL tham chiếu đến 0,0002 dynes mỗi cm2. Dynamic range gần như luôn luôn quy định tại dB, và không bao giờ được thể hiện trong dB SPL, dBm, dBu hay bất kỳ giá trị tham chiếu đặc biệt dB nào khác.
1.3 Dynamic Range điện (electrical) của hệ thống âm thanh
Dynamic range cần thiết của hệ thống âm thanh cho show này là gì? Mức tín hiệu điện trong hệ thống âm thanh (được đưa ra là dBu) tỷ lệ thuận với mức áp suất âm thanh ban đầu (trong dB SPL) vào micro. Các mức điện tín hiệu trong thực tế, dĩ nhiên, sẽ phụ thuộc vào độ nhạy của micro, gain của các pre-amplifier, power amplifier, v.v, nhưng những giá trị này, một khi thành lập, vẫn còn tương đối ổn định, bởi vậy chúng ta cho rằng nó bất biến và nhìn ở mức độ danh nghĩa-norminal level (có nghĩa là, mức quy định và được thiết kế cho …) trong điện tử.
Vì vậy, khi các mức độ âm thanh đạt 130 dB SPL tại micro, mức line tối đa (tại output của mixer) có thể đạt đến 24 dBu (12,3 V), và mức output tối đa từ mỗi power amplifier có thể peak ở mức 250 watt (dĩ nhiên, có thể có hàng chục power amplifier như vậy đạt peak ở mức 250 watt, nhưng hiện tại hãy giữ cho mọi thứ cho đơn giản). Tương tự như vậy, khi mức độ âm thanh giảm đến 40 dB SPL, mức line giảm tối thiểu đến 66 dBu (388 microvolts) và output của power amplifier giảm xuống đến 250 nanowatts (250 tỉ của watt).
Khi chương trình âm thanh từ micro được chuyển thành tín hiệu điện ở output của mixer, Nó vẫn có cùng một dynamic range không?
Dynamic Range ...
= (Peak Level) - (Noise Floor)
= +24 dBu - (-66 dBu)
= 90dB
Có, chương trình này giữ cùng một dynamic range tương tự tại output của mixer như tại micro, nhưng tại output của power amplifier thì thế nào? Chúng ta đã không thể hiện bất kỳ mối quan hệ dB nào cho 250 nanowatts hay 250 watt, nhưng nó có thể được tính toán với công thức sau:
dB = 10 log (P1 + P0)
= 10 log (250 + 0,000000250)
= 10 log (1000000000)
= 10 log (1 x 109)
= 10 x 9
= 90 dB
dB SPL này đến dBu hay dBm hay dBW tương ứng được duy trì trong suốt hệ thống âm thanh, từ nguồn gốc tại micro, thông qua phần điện tử của hệ thống âm thanh, đến output hệ thống loa. Điều quan trọng để hiểu được rằng một dB là một dB. Nếu mức độ âm thanh thay đổi 90 dB, thì điện năng cũng vậy. Chúng ta nhận thấy điều này có vẻ kỳ lạ, từ khi chúng ta mô tả hai phương trình khác nhau cho dB (10 log (P1+ P0) và 20 log (V1 + V0) trong phần 1, mục 3 ... nhưng những con số 10 log và 20 log giảm xuống khi tỷ lệ của nó được mô tả bằng dB. Sự khác biệt bằng dB giữa hai mức độ áp lực âm thanh sẽ luôn luôn tương ứng trực tiếp đến sự khác biệt bằng dBm (công suất) hay dBu (điện áp) trong mạch điện được kích thích bởi âm thanh khuếch đại tuyến tính giả định ... (nghĩa là không compression, EQ, limiting, hay cliping).
Mối quan hệ tương tự tồn tại cho bất kỳ loại nào, pro-sound, studio, disco, hay hệ thống phát sóng.
1.4 Dynamic range âm thanh của hệ thống
Chúng ta đã mô tả là dynamic range của chương trình sẽ vào micro, và các tín hiệu điện thông qua mixer và power ampplifier, nhưng âm thanh ra khỏi hệ thống loa những cái gì? Nếu bạn chưa đoán ra, nó cũng phải có cùng một dynamic range. Nếu loa không có khả năng trong giải này, nó có thể sẽ bị distort (hay ngừng làm việc) trên các đình (peak), không có khả năng đáp ứng với các mức công suất thấp nhất, hay kinh nghiệm một số sự kết hợp của những vấn đề này.
Các mức độ âm thanh thực tế mà phải được nhân bản là gì? Còn tùy vào khoảng cách giữa các loa và khán giả, và làm thế nào người ta muốn ở khán giả nghe được âm thanh lớn. Giả sử rằng chúng ta không muốn bể màng nhĩ ... chúng ta không muốn mọi người trong khán giả cảm thấy đôi tai của họ lòi ra khi lưỡi của ca sĩ chính tạo một tiếng hét tối đa. Mức độ âm thanh peak chúng ta có thể chấp nhận như là một bản sao hợp lý của sự phấn khích này là 120 dB SPL. Nếu bỏ qua các môn tính toán, hãy tin rằng những loa cụ thể (tích lũy) phải tạo ra 130 dB SPL trong môi trường cụ thể. Ừm, chúng ta biết nếu ra tạo ra 130 dB SPL trên peak, nó sẽ phải tạo ra 40 dB SPL trong khoảng yên tĩnh nhất, và sẽ có một dynamic range 90 dB.
Từ điều này, chúng ta cũng biết rằng nếu âm thanh đưa đến khán giả bằng những peak đã bị yếu đi 10 dB bởi không khí và khoảng cách, từ 130 dB SPL xuống 120 dB SPL, 40 dB SPL tạo ra bởi các loa trong khoảng yên tĩnh cũng sẽ bị giảm xuống. Khi giảm 40 dB xuống 30 dB, nó sẽ ở dưới mức tiếng noise chung quanh khán giả, có nghĩa là khán giả không thể nghe thấy những phần rất yên tĩnh nhất của chương trình biểu diễn. Điều này giải thích tại sao một số thao tác điện tử của dynamic range thường được gọi là cho (for). Trong trường hợp này, compression của các peak lớn nhất sẽ cho phép mức độ được bật trở lên (turn up) đến những khoảng yên tĩnh lớn hơn. Cách xử lý như vậy được bao gồm trong phần 3.
(......2. Head room ...).
(Biên dịch theo tài liệu của Yamaha)
0 nhận xét:
Đăng nhận xét