Tổ chim hoang và những xẻ chia. Phần 2: Các thể loại và dải tần âm thanh trong audio

Chào các bác,

Qua nhiều năm chơi audio em cũng tích góp được một bộ dàn tạm nghe được nên đăng lên góp vui. Bộ dàn gồm có các thiết bị sau:

* Nguồn âm: CDP A&D DP-9000
* Nguồn khuyếch đại: Amplifier Kenwood D-3300A
* Nguồn phát: Loa Klipsch La Scala
* Dây dẫn:
+ Dây tín hiệu: Black Boa
+ Dây loa: Monster XP

 

Trong quá trình chơi audio, em cũng tích góp được một số kiến thức về audio nên xin mạn phép chia sẻ với các bác. Một số kiến thức trong topic này được tham khảo từ nhiều nguồn và đã được tổng hợp, chỉnh lý lại để cho kết qủa tốt nhất theo ý muốn chủ quan. Tuy nhiên, hầu hết các bài viết được tham khảo này được đăng rộng rãi trên nhiều nguồn thông tin có nguồn gốc không rõ ràng nên không truy xuất được nguồn gốc để tìm chính tác giả để xin phép trước viết lại. Rất mong chính tác giả niệm tình thứ lỗi và cho phép được trích dẫn để tổng hợp lại trong topic này. Riêng một số mục do tự bản thân kinh qua để viết lại nên rất mong các bác không copy hoặc trích dẫn mà chưa xin phép để tôn trọng quyền tác giả.

Topic này lập ra với ý định cung cấp một số thông tin cần thiết về audio nên rất mong các bác đóng góp tích cực để có thể làm tài liệu tương đối hoàn chỉnh cho các bác đi sau tham khảo. Một số kiến thức trong bài viết này chắc nhiều bác đã biết thì xin vui lòng đọc lướt qua cho khỏi nhàm chán. Và một số khái niệm hoặc định nghĩa trong topic có thể khác với nhiều bài viết khác, nhưng theo ý kiến riêng thì như vậy sẽ chuẩn xác hơn nên nếu các bác đọc thấy không phù hợp với kiến thức đã có thì vui lòng thông cảm và hiểu theo ý của các bài viết đó.

Ngoài ra, việc nhận xét đúng sai trong môn chơi audio rất khó phân định và những bài viết trong topic này chỉ là những ý kiến cá nhân nên chắc sẽ còn nhiều thiếu sót. Do vậy, nếu những kiến thức trong topic này đúng ý hoặc phù hợp thì các bác dùng làm tham khảo để áp dụng còn nếu không phù hợp hoặc sai sót thì cứ tranh luận và cho ý kiến để chỉnh lý cho hoàn thiện hơn.

 

Tạm thời, những nội dung chính trong topic này dự kiến được chia thành các phần sau:

Phần 1: Âm thanh và âm nhạc.
Phần 2: Các thể loại và dải tần âm thanh trong audio.
Phần 3: Lý thuyết giới hạn audio và audiophile.
Phần 4: Quy luật dòng chảy âm thanh.
Phần 5: Các thiết bị trong audio.
Phần 6: Phòng nghe và setup bộ dàn.
Phần 7: Thẩm âm.
Phần 8: Đánh giá các thiết bị và bản nhạc.

Do bài viết khá dài lại chưa hoạch định cụ thể, nên trong quá trình viết các phần này có thể sẽ được thay đổi mà không báo trước hoặc chỉnh lý lại cho phù hợp với nội dung. Mong các bác niệm tình thứ lỗi.

Trân trọng.

 

Hoan nghênh bác, em chờ tin ạ.

 

Cảm ơn bác rất tấm huyết xây dựng nội dung cho diễn đàn qua bài viết, và quan trọng nhất là tinh thần chia sẻ kiến thức về audio. Các bài viết tổng hợp sẽ giúp cho anh em mới chơi âm thanh hoặc không có nhiều thời gian đọc tổng hợp kinh nghiệm. Kiến thức chung nhất về âm thanh sẽ giúp mỗi người lựa cách chơi và lựa chọn thiết bị gần chính xác nhất với nhu cầu và sở thích cá nhân.

Chúc bác năm mới sức khoẻ, thành công và may mắn!

 

Cám ơn các bác đã đồng hành cùng em trong topic này.

Em xin phép được viết tiếp

 

Phần 1: Âm thanh và âm nhạc:

1. Âm thanh và thính giác (hệ thống nghe của người):
1.1. Âm thanh:
1.1.1. Khái niệm:
Âm thanh là một trong những yếu tố tồn tại hiển nhiên nhất trong cuộc sống của chúng ta. Âm thanh là một hiện tượng vật lý đồng thời nó còn là một cảm giác. Âm thanh được tạo ra bởi dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của một vật thể đàn hồi nào đó. Khi vật thể đàn hồi dao dộng đã tạo ra những sóng âm. Những sóng âm này lan truyền trong không gian theo tất cả các hướng, theo hình cầu, đến tai người làm cho màng nhĩ rung động cùng với tấn số của sóng đó. Từ màng nhĩ những sóng âm này truyền qua hệ thần kinh của bộ não tạo nên cảm giác về âm thanh. Nhờ đó mà ta nghe được âm thanh. Còn không khí chính là môi trường truyền dẫn âm thanh. Âm thanh, giống như nhiều sóng, được đặc trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc (tốc độ) lan truyền. Nhiều tài liệu nghiên cứu đã cho rằng tai người nghe được trong dải tần số từ khoảng 16Hz đến khoảng 20.000Hz.

 

Ngoài ra, âm thanh cũng truyền qua được một số chất khác như chất khí, chất lỏng, chất rắn… nhưng không lan truyền được qua khoảng chân không vì trong chân không có các hạt không được cấu tạo liên kết với nhau. Vận tốc truyền lan của âm thanh phụ thuộc vào môi trường truyền âm. Trong hành trình truyền lan, nếu gặp phải các chướng ngại vật như tường, núi đá, hàng cây… thì phần lớn năng lượng của âm thanh sẽ bị phản xạ trở lại, một phần nhỏ tiếp tục truyền về phía trước. Phần bị phản xạ lại biến thành nhiệt năng tiêu tán đi.

 

Quá trình truyền âm là quá trình làm lan truyền dao động âm, cũng là một quá trình sóng nên:
+ Trong mỗi môi trường đồng tính thì âm truyền đi với tốc độ không đổi.
+ Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất của môi trường (bản chất, tính đàn hồi, mật độ, nhiệt độ…). Nói chung tốc độ truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí: Vrắn > Vlỏng> Vkhí
Vận tốc âm thanh truyền đi trong không khí có vận tốc khoảng 340 m/s, chất lỏng khoảng 1.500 m/s, chất rắn khoảng 6.100 m/s. Các chất liệu không cho sóng âm truyền qua hay khả năng truyền qua rất ít gọi là chất cách âm. Các chất liệu mà sóng âm truyền qua được nhưng một phần sóng âm bị tiêu hao (chuyển sang dạng năng lượng khác) được gọi là chất tiêu âm.
+ Khi sóng âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số (và do đó chu kỳ) của sóng không đổi.

 

Một đặc tính khác của âm thanh là một sóng dọc, tức là nó là sự lan truyền dao động của đại lượng vô hướng là áp suất, đồng thời là sự lan truyền dao động của đại lượng có hướng là vận tốc và vị trí của các phân tử hay nguyên tử trong môi trường, trong đó phương dao động luôn trùng với phương chuyển động của sóng.

Cũng như các sóng cơ học khác, sóng âm mang năng lượng tỉ lệ với bình phương biên độ sóng. Năng lượng đó truyền đi từ nguồn âm đến tai ta. Cường độ âm thanh là lượng năng lượng được sóng âm truyền đi trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm. Ngoài ra trường độ cũng góp phần ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.

 

1.1.2. Các thuộc tính của âm thanh:
a. Tần số:
Tần số của một số âm đơn là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một giây đồng hồ. Tần số biểu thị độ cao của âm thanh, tiếng trầm có tần số thấp, tiếng bổng có tần số cao. Tần số âm thanh có đơn vị là Héc (Hz). Tai người có thể nghe thấy được những tín hiệu âm thanh từ tần số thấp tới 16Hz và tần số cao tới 20.000Hz.

 

Dải âm tần này được phân chia theo tên gọi như sau:

 

Bảng dải tần này được phân chia một cách tương đối theo khoảng tần số mà con người có thể nghe được là 16Hz-20KHz, trong khi một số tài liệu khác thì cho rằng dải tần sẽ chia từ 20Hz-20,48KHz nên có xảy ra sự khác nhau của các khoảng dải tần từ giới hạn thấp đến giới hạn cao khi cùng mô tả về các dải âm thanh. Tuy nhiên sự khác biệt này là không phải là quá quan trọng vì sai lệch không đáng kể và vẫn cùng chung một mục đích chính là mô tả đúng về tên gọi của các dải tần âm thanh.

 

b. Áp suất âm thanh: Áp suất âm thanh còn có tên gọi khác là thanh áp. Âm thanh truyền đến đâu sẽ làm thay đổi áp suất không khí ở đó. Áp suất do âm thanh tạo thêm ra một điểm gọi là thanh áp. Đơn vị thanh áp là bar. 1 bar là thanh áp tác động lên một diện tích 1cm2 một lực là 1 đin. 1 bar = 1đin/cm2.

 

c. Công suất âm thanh: Công suất âm thanh là năng lợng âm thanh đi qua một diện tích S trong một thời gian giây. Công suất âm thanh P có thể tính bằng công thức: P = psv. Trong đó p là thanh áp, v là tốc độ dao động của một phần tử không khí tại đó và S là diện tích. Công suất âm thanh tính theo oát (W).

 

d. Cường độ âm thanh và mức cường độ âm thanh:
+ Cường độ âm là năng lượng của sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu của cường độ âm là: I= pv. Đơn vị: W/m2.

 

+ Mức cường độ âm: Đối với tai con người, giá trị tuyệt đối của cường độ âm I không quan trọng bằng giá trị tỉ đối của I so với một giá trị I0 nào đó chọn làm chuẩn. Người ta định nghĩa mức cường độ âm L là lôgarít thập phân của tỉ số I/I0. Công thức: L(B) = lg(I/I0). Đơn vị mức cường độ âm là Ben (kí hiệu: B). Như vậy mức cường độ âm bằng 1,2,3,4 B… điều đó có nghĩa là cường độ âm I lớn gấp 10, 10^2, 10^3, 10^4… cường độ âm chuẩn I0. Trong thực tế người ta thường dùng đơn vị đêxiben (kí hiệu: dB), bằng 1/10 ben. Số đo L bằng đêxiben lớn gấp 10 số đo bằng ben. Công thức: L(dB)= 10lg(I/I0). Khi L= 1dB, thì I lớn gấp 1.26 lần I0. Đó là mức cường độ âm nhỏ nhất mà tai ta có thể phân biệt được. Một số mức cường độ âm thanh mà con người có thể nghe được:
0 dB: Không nghe được
30 dB: Tiếng thì thầm
40 dB: Tiếng nói chuyện bình thường
60 dB: Tiếng ồn ào như trong các cửa hàng lớn
90 dB: Tiếng ồn ngoài phố
120 dB: Tiếng sét lớn hoặc tiếng máy bay lúc cất cánh
130 dB: Ngưỡng đau

 

Hình 1 (sưu tầm): Minh họa mức cường độ âm thanh của các vật thể

 

Ba đại lượng áp suất âm thanh, công suất âm thanh, cường độ âm thanh gắn liền với nhau: P = IS – pvs. Cả ba đều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh. Âm thanh có năng lượng càng lớn thì công suất, cường độ và áp suất của âm thanh càng lớn.

 

1.2. Thính giác:
Như đã nói ở trên, con người nghe được âm thanh qua hệ thống thính giác. Thính giác là một trong năm giác quan của con người. Đây là khả năng tiếp thu âm thanh bằng cách phát hiện các dao động qua tai và chuyển thành các xung thần kinh mà bộ não thu nhận. Con người có thể nghe được các tần số âm thanh trong khoảng từ 16 Hz đến 20.000 Hz. Âm thanh với tần số cao hơn được gọi là siêu âm, thấp hơn là hạ âm.

 

Hệ thống thính giác có 2 phần: thính giác ngoại vi và thính giác trung tâm.
* Thính giác ngoại vị chịu trách nhiệm về các quá trình sinh lý của thính giác. Đây là những quy trình cho phép tiếp nhận những âm thanh và chuyển đổi nó thành các xung điện có thể được gửi đến não thông qua các dây thần kinh thính giác. Thính giác ngoại vi là tai. Tai của con người được chia thành ba phần:
+ Tai ngoài, là các kênh năng lượng âm thanh.
+ Tai giữa, trong đó chuyển đổi năng lượng âm thanh thành năng lượng cơ học, truyền - và khuếch đại đến tai trong.
+ Tai trong, thực hiện công việc chuyển đổi cuối cùng của năng lượng cơ học thành các xung điện. Tại đây, âm thanh có tần số cao được nhận biết đầu tiên rồi mới đến tần số trung bình và tần số thấp.

 

Hình 2 (sưu tầm): Các đặc điểm của hệ thống thính giác con người

 

* Thính giác trung tâm: Bao gồm 30.000 tế bào thần kinh được tạo thành dây thần kinh thính giác và truyền xung điện để não để xử lý, và vùng bộ não dành riêng cho việc xử lý tín hiệu. Thông qua các dây thần kinh thính giác, não nhận được thông tin có chứa kiểu mẫu đặc trưng của mỗi âm thanh và so sánh với những khác biệt được lưu trữ trong bộ nhớ (kinh nghiệm quá khứ) để nhận dạng chúng. Mặc dù các thông tin nhận được không tương ứng với các thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ, bộ não cũng cố gắng để thích ứng với một mô hình được biết đến với những người xem xét mà ta mong muốn. Nếu nó không thể tìm thấy một mô hình tương tự như thông tin nhận được, bộ não có hai lựa chọn: nó từ chối hoặc lưu trữ. Nếu lưu trữ, sẽ tạo ra một mô hình mới có thể được so sánh.

 

Ngoài ra, tuy không nhiều, ta cũng có thể cảm nhận được âm thanh qua xúc giác nữa. Cũng như thính giác, xúc giác đòi hỏi sự nhạy cảm đối với chuyển động của các phân tử trong thế giới bên ngoài cơ thể. Cả thính giác và xúc giác đều là các loại cảm giác cơ học.

 

Cảm ơn bác!
Mình đã đọc tất cả các post ở trên. Em thích các mục ở phía sau hơn, liên quan đến dây dẫn và phòng nghe. Nhưng sẽ đọc từ đầu để hệ thống lại kiến thức và hiểu nguyên lý đầy đủ! Cố lên bác