TẦN SỐ ( FREQUENCY)TẦN SỐ – BƯỚC SÓNG – FA VÀ ĐỀXIBEN
I- TẦN SỐ ( FREQUENCY)
- Tần số của âm thanh được định nghĩa là số dao động trọn vẹn được tạo ra trong 01 giây.
- Đơn vị đo của tần số là Hec (Hez) được tính bằng đại lượng nghịch đảo của thời gian tạo ra một dao động trọn vẹn.
(FREQUENCY) F =
Với F : tần số
T : Thời gian thực hiện một chu kỳ dao động
Ví dụ: Ta có một dao động với t = 1 ms, tức là t = s
Khi đó ta có : F= = = 1000 Hz
· Như vậy, với âm thanh cao thì số lần dao động trong một giây sẽ nhiều hơn số lần dao động trong một giây của âm thanh trầm, tức là âm thanh cao thì tần số cao còn âm thanh trầm thì tần số thấp.
· Các đơn vị khác của tần số: 1KHz = 1 000 Hz
1 MHz = 1 000 000 Hz
· Tần số âm thanh mà tai người nghe được nằm trong khoảng :
20 Hz ’ 20 000 Hz ( Với người trẻ tuổi)
100 Hz ’ 15 000 Hz ( Với người già)
· Độ nhậy thính giác cao nhất của tai người nghe nằm ở tần số 1000 Hz và màng nhỉ cộng hưởng tốt nhất với dải tần từ 800 ’ 2 000 Hz, chính vì lý do này mà khi hiệu chỉnh âm thanh người ta thường không nâng cao tần số trong khoảng từ 800 ’ 2 000 Hz lên nữa mà cần nâng cường độ của tần số Trầm hoặc Cao lên nhiều để bù vào mức cảm thụ kém của tai người nghe ở những tần số này.
v Đồ thị biểu thị độ cảm thụ âm thanh của tai người
dB
II- BƯỚC SÓNG ( WAVELENGT)
Bước sóng là khoảng cách giữa 2 điểm kế tiếp sau một chu kỳ dao động của sóng lan truyền
- Ký hiệu : l (Lăm đa)
- Đơn vị đo là : m (mét )
- Sự liên quan giữa bước sóng với tốc độ âm thanh được biểu hiện bằng công thức :
l =
Với C : Tốc độ âm thanh ( m)
F : Tần số (Hz)
Ví dụ: Ở tần số 150 Hz trong không khí thì bứơc sóng là : l = = 2, 28 m
Như vậy, bứơc sóng của các tần số Trầm lớn hơn bước sóng của các tần số cao nên độ lan toả ở trên mặt đất ít bị ngăn trở của vật chướng ngại hơn, vì lí do đó người ta thường để loa Trầm ở vị trí thấp, và các loa tần số cao ở vị trí cao. Tuy nhiên tần số Trầm dễ bị cộng hưởng với các kích thước của thùng loa hơn tần số cao.
III- FA ( PHASE)
Fa của một dao động được hiểu là chiều quy ước của dao động đó so với điểm không tại thời điểm dao động đó đạt được biên độ từ 0 đến cực đại và trở về 0.
Ví dụ:
- Ở thời điểm từ 0 đến T1 là Fa dương.
- Ở thời điểm từ T1 đến T2 là Fa âm.
Trên thực tế, điều này rất quan trọng vì tại một thời điểm nếu hai dao động có cùng một biên độ, cùng tần số nhưng ngược Fa nhau thì sẽ triệt tiêu lẫn nhau.
Ví dụ:
- Hai loa giống nhau để cạnh nhau và đấu ngược cực thì âm thanh phát ra với cùng một nguồn tín hiệu sẽ bị ngược Fa nhau làm cho nhỏ đi và bị nghẹt.
- Hai micro đấu ngược Fa nhau nếu để cùng một người nói thì âm thanh sẽ bị ngược Fa, kết quả là tiếng nói sẽ nhỏ đi hoặc bị nghẹt.
Hai tín hiệu W1 và W2 ngược Fa nhau
IV- ĐỀ XI BEN (dB)
Khi thực hiện các phép tính toán trong lĩnh vực AUDIO, người ta thường sử dụng một đơn vị đo là dB (Đề xi ben). Đơn vị đo này thực chất chỉ là một đơn vị đo trung gian có tác dụng chuyển đổi các số đo từ hệ đếm PASCAL sang hệ đếm LOGARIT. Sở dĩ có chuyển đổi này vì độ cảm thụ của tai người nghe đối với sự thay đổi của cường độ âm thanh phù hợp với hệ đếm LOGARIT hơn, điều đó dẫn đến việc tính toán, thiết kế các thiết bị âm thanh và các hệ thống loa được dễ dàng và chính xác hơn.
Ví dụ: Khi ta nghe một thùng loa với công suất 100 W ta thấy rất lớn và ta sẽ nghĩ là nếu để thêm một thùng nữa bên cạnh ta sẽ nghe lớn gấp đôi. Nhưng thực tế tai người không cảm thấy như vậy mà chỉ cảm thấy lớn hơn một chút mà thôi.
Khi ta có 100 W thì Log 100 = 2 Bel = 20 dB. Tức là, nếu tại một điểm nào đó trong không gian ta có 100 W âm thanh thì tại điểm đó, tai người sẽ cảm nhận được một áp lực âm thanh (SPL) với đơn vị chuyển đổi là 20 dB
Giả sử cũng tại điểm đó, ta nâng công suất lên gấp đôi. Khi đó ta có:
Log 200 = 2,3 Bel = 23 dB
Như vậy, để tăng thêm 3 dB áp lực âm thanh lên tai người nghe. Ta phải tăng gấp đôi công suất âm thanh.
· Các kết quả thực nghiệm trên thực tế đối với tai người nghe cho thấy:
- Với ± 3 dB : Có cảm thấy khác biệt chút ít về độ lớn
- Với ± 6 dB : Cảm thấy rõ ràng sự thay đổi lớn
- Với ± 10 dB: Cảm thấy âm thanh lớn gấp đôi hoặc giảm một nữa
- Tai người không thể nghe quá 130 dB
- Tiếng còi hụ của xe lửa ở khoảng cách 1 m đạt 120 dB
· Để đảm bảo đủ áp lực âm thanh với người nghe trong phòng cần:
- Với nhạc Disco : 115 dB
- Với nhạc Rock : 110 dB
- Với nhạc Pop : 100 dB
- Nhạc giao hưởng : 90 dB
· Khi ở một khoảng cách cố định với nguồn âm, tai người nghe sẽ cảm nhận được:
- Tăng 3 dB là tăng gấp đôi công suất
- Tăng 6 dB là tăng gấp 4 lần công suất
- Tăng 10 dB là tăng gấp 10 lần công suất
- Giảm 3 dB là giảm ½ công suất
- Giảm 6 dB là giảm ¼ công suất
- Giảm 10 dB là giảm công suất
Như vậy : Tăng 6 dB gần giống như khoảng cách giữa người và loa giảm một nữa.
Giảm 6 dB gần giống như khoảng cách giữa người và loa tăng gấp đôi.
· Cách tính áp lực âm thanh (SPL) chuyển đổi từ công suất sang dB.
Quy cách lấy Logarit: Với các số chẵn quy đổi được để trở thành 10 0 thì Logarit thập phân của số đó chính bằng số mũ n.
Ví dụ:
1 = 10o ’ log 1 = 0
10 = 101 ’ log 10 = 1
100 = 102 ’ log100 = 2
1000= 103 ’ log1000 = 3
Với các số lẻ không quy đổi được ta phải trả theo bảng in sẵn hoặc sử dụng thước đo Logarit.
Vì áp lực âm thanh (SPL) mà tai người cảm thụ được khi đứng ở các vị trí khác nhau so với nguồn âm thanh là khác nhau, cho nên khi tính áp lức âm thanh theo dB ở một điểm nào đó, người ta phải dựa vào mức chuẩn mà các nhà chế tạo đã tính toán đối với từng loại loa. Mức chuẩn này gọi là độ nhạy của loa.
Tức là : Nhà sản xuất cho 1 W công suất ở một tần số cố định nào đó vào loa sau đó dùng Micro để ở khoảng cách 1 m trứơc loa và dùng máy đo áp lực SPL để xác định áp lực âm thanh hay còn gọi là độ nhạy của loa tại điểm đó.
Ví dụ:
- Loa Peavey – 2G có độ nhạy 101 dB /w/ m
- Marsall ST5 có độ nhạy 102 dB / w / m
1 – Tính SPL tại công suất muốn tính của loa :
SPL = 10 x Log P1: Là công suất 1 W
P2 : Là công suất muốn tính
1 – Tính SPL tại khoảng cách muốn tính của loa:
SPL = -20 x Log X 1: Là khoảng cách 1 W
X2 : Là khoảng cách muốn tính
Ví dụ: Loa 2226 H (JBL) có SPL 1 w/ 1m = 101 dB. Nếu ta đưa vào loa một công suất 300 W thì khi đó SPL của loa sẽ là:
SPL = 10 x Log = 10 x Log = 10 x 2,477 = 24,8 dB
Như vậy áp lực âm thanh tổng cộng của loa 222 6 H khi ta đưa vào loa 300 W và đo ở khoảng cách 1 m sẽ là :
SPL TC = 101 + 24,8 dB = 125,8 dB
Vây SPL của loa sẽ là bao nhiêu khi ta đưa vào loa 300 W và đứng ở khoảng cách 8 m:
Ta có SPL 8m = 20 x Log = 20 x 0,9 = 18 dB
Vậy SPL tổng cộng của loa 222 6 H hoạt động ở công suất 300 W và điểm đo là khoảng cách 8 m sẽ là:
SPL 8m = 125,8 – 18 dB = 107,8 dB
