Cách thức hoạt động của 3 loại microphone phổ biến và các mức (level) cơ bản của các loại thiết bị In/Out khác nhau
Đến hẹn thì lên, lần này mình xin đóng góp nội dung gồm các phần về Tín hiệu âm thanh, Cách thức hoạt động của 3 loại microphone phổ biến và các mức (level) cơ bản của các loại thiết bị In/Out khác nhau. Loạt bài này trích từ series các bài viết từ sổ tay kiến thức âm thanh do mình biên soạn nên văn phong cũng theo đó mà hành văn.
Tại sao bạn nghe được âm thanh từ Microphone?
Tại sao bạn nghe được âm thanh từ Microphone?
Cách đây khoảng 15 năm, đối với tôi, microphone nó là một thiết bị kỳ diệu. Chỉ việc nói vào nó, tôi có thể nghe thấy giọng mình to, rõ ràng hơn từ loa. Sau này, khi hiểu được những nguyên lý cơ bản, tôi mới biết tất cả đều bắt đầu từ tín hiệu âm thanh dưới dạng điện áp do microphone tạo ra.
Vậy tín hiệu âm thanh là gì?
Tín hiệu âm thanh về cơ bản được tạo ra từ microphone.
Microphone được coi là một bộ chuyển đổi, chúng chuyển đổi sóng cơ học (soundwave) thành tín hiệu âm thanh (audio signal) dưới dạng điện.
Tín hiệu âm thanh analog là 1 dòng điện xoay chiều (AC), được đo bằng đơn vị milivolt (mV) hoặc decibel theo điện áp (dBu,dBV). Điều cần lưu ý ở đây là chúng được đo bằng giá trị trung bình (RMS) chứ không phải giá trị cực đại (Peak). Một chút nữa tôi sẽ giải thích tại sao, điều này khá quan trọng để giúp các bạn theo dõi tín hiệu âm thanh khi làm việc về sau này!
Có nhiều cấu trúc viên nang (capsule) khác nhau (ở các microphone dynamic, condenser…), tuy nhiên tất cả đều thực hiện chung 1 nhiệm vụ là chuyển đổi âm thanh dưới dạng sóng cơ học thành tín hiệu âm thanh.
Tín hiệu âm thanh mang nội dung âm thanh ở tần số từ 20Hz đến 20kHz (dải tần số nghe được của tai người), chi tiết về nội dung âm thanh này phụ thuộc khá nhiều vào đáp ứng tần số của microphone, một số microphone ghi lại chính xác, một số thì không.
Dòng điện xoay chiều (AC) là gì?
Cường độ tín hiệu âm thanh thay đổi rất lớn trên 1 hệ thống âm thanh nhờ các thành phần khuếch đại (amplifier). Từ bé xíu như tín hiệu microphone với giá trị 1-100 millivolts, hay lớn như cường độ tín hiệu âm thanh dành cho loa (10-100 volts)
Từ khi máy tính điện tử ra đời, hầu hết chúng ta sẽ lưu lại tín hiệu âm thanh trên máy tính, bằng các con chip giúp chuyển đổi từ tín hiệu âm thanh dạng điện (analog audio signal), thành tín hiệu âm thanh analog được mô tả lại bằng các đoạn mã nhị phân 0 1 (digital audio signal) được gọi là chip ADC (analog to digital converter).
Tuy nhiên trước đây, người ta lưu trữ dưới dạng âm thanh analog: đĩa than hoặc băng từ.
Chúng ta sẽ đi sâu vào từng vấn đề.
Dòng điện xoay chiều (AC) là gì?
Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều biến thiên tuần hoàn và cường độ biến thiên điều hoà theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Wikipedia
Để dễ hình dung, chúng ta hãy tưởng tượng về quá trình chuyển động của 1 màng loa. Chúng ta có thể thấy khi phát ra âm thanh, màng loa di chuyển bắt đầu từ vị trí nghỉ, liên tục theo chu trình tiến về phía trước và lùi về phía bên trong thùng loa. Nó được điều khiển bằng 1 điện áp xoay chiều, và microphone cũng vậy, chỉ là hoạt động ngược lại so với loa.
Với màng microphone, màng rung bởi chênh lệch áp suất âm thanh giữa mặt trước và sau khi có một sóng âm thanh truyền tới. Tín hiệu âm thanh tạo ra từ microphone tương tự với quá trình di chuyển của màng microphone. Chúng ta sẽ tìm hiểu sâu về từng loại microphone ở những phần tiếp theo..
Vì dòng điện là dòng electron di chuyển có hướng, dòng điện xoay chiều di chuyển theo cả 2 chiều, chiều dương (+) và chiều âm (-), do đó giá trị điện áp cực đại xuất hiện ở cả 2 chiều âm và dương, vì vậy người ta tính cường độ âm thanh analog bằng giá trị trung bình (RMS) chứ không phải giá trị cực đại (Peak).
Sóng âm thanh cơ bản nhất là sóng hình sin, vậy nên tín hiệu âm thanh cơ bản nhất cũng là dạng sóng hình sin.
📷
Sóng Sine
Đây là hình ảnh chi tiết của 1 sóng hình Sin
hình ảnh chi tiết của 1 sóng hình Sin
Nó có 2 yếu tố cơ bản là trục Biên độ dao động (Amplitude) và trục thời gian (time).
Chu kỳ và tần số
Chúng ta quan sát với giá trị mức 0 trùng với trục Thời gian. Tín hiệu bắt đầu từ 0 sau đó đi đến giá trị dương cực đại (+A peak), về 0, đến giá trị âm cực đại (-A peak) và quay về 0. Đây được gọi là 1 chu kỳ dao động theo thời gian (T).
Với số chu kỳ dao động trên 1 giây. Người ta gọi đó là tần số với đơn vị là Hertz (Hz). Nghe có vẻ quen quen và khá giống với môn Vật lý lớp 7. 🙂
Tần số âm thanh càng thấp chúng ta nghe được âm thanh càng trầm, tần số âm thanh càng cao chúng ta nghe được âm thanh càng cao, tần số âm thanh quá cao chúng ra sẽ nghe được những tiếng rít và âm thanh chói, khiến chúng ta khó chịu và đôi khi “sởn gai ốc”.
Về bản chất, âm thanh được tạo thành từ nhiều tần số tương tác với nhau, tạo ra sự giao thoa mang tính cộng hưởng và triệt tiêu, kết quả cuối cùng của chúng là những gì chúng ta nghe thấy.
Dải tần số trung bình nghe được của tai người là từ 20Hz đến 20kHz, đây là 1 dải tần số nghe được liên tục của đa số người. Vì sẽ có người thính hơn 1 chút, có người kém đi 1 chút. Như khi chúng ta về già, tai bị lão hóa khiến chúng ta nghe kém rõ ràng ở dải tần số cao, có thể chỉ còn 18kHz, 16kHz hay 13kHz… chứ không phải là đến 20kHz.
Sóng âm thanh thực hiện dao động này bằng sự thay đổi áp suất không khí.
Tín hiệu âm thanh thực hiện dao động này dưới dạng dòng điện xoay chiều.
Cách chúng ta nghe âm thanh trong phổ tần số là ở dạng logarit. Nghĩa là với 1 nốt nhạc ở 220Hz, quãng tám tiếp theo của nốt nhạc đó sẽ dao động ở tần số 440Hz, tiếp theo là 880Hz…
Biên độ dao động và Cường độ tín hiệu âm thanh
Yếu tố quan trọng của âm thanh, ngoài tần số dao động, còn có biên độ dao động.
Biên độ dao động đồng nghĩa với mô tả về cường độ hay độ lớn của sóng âm thanh đó.
Tất nhiên biên độ dao động của sóng cơ học sẽ bị suy hao dần theo định luật bình phương nghịch đảo Wikipedia (-6.02dB mỗi lần gia tăng gấp đôi khoảng cách)
Tương tự. Biên độ (Amplitude) của tín hiệu âm thanh tương ứng với độ lớn của tín hiệu âm thanh đó.
Chúng được tính bằng công thức:
📷
Tôi biết sẽ ít ai nhớ được cái này. Công thức này tôi đưa ra chỉ để chứng minh. Giá trị RMS cho chúng ta biết chính xác hơn giá trị điện áp hiệu dụng của tín hiệu âm thanh cụ thể.
Biên độ và Tần số? Cả 2?
Sóng cơ học thông thường không tồn tại ở dạng sóng hình Sin. Nó tồn tại ở dạng là tổng hợp của Tần số cơ bản, họa âm và các overtone. Ngoài ra, còn có 1 nguyên nhân sâu xa ít được đề cập tới, đó là ảnh hưởng từ cấu trúc của phân tử dao động.📷
Với các tần số và biên độ dao động khác nhau, điều này tạo nên các dạng sóng âm thanh khác nhau với hình dạng tương đối phức tạp. Chủ đề này có thể sẽ được tôi đề cập sâu ở 1 bài viết khác.
Và tín hiệu âm thanh cũng vậy, ngoài ra chúng ra có thể tạo ra sóng Sin trong lĩnh vực phòng thí nghiệm hoặc các thiết bị Synthesize
Các lưu ý về tín hiệu âm thanh
Các đỉnh của tín hiệu âm thanh thông thường (đỉnh dương và âm) không nhất thiết phải có cùng giá trị giống nhau như sóng Sin. (Chúng thường có giá trị đỉnh dương và âm khác nhau như hình dưới). Do đó, cách tính RMS luôn được áp dụng để xác định giá trị cường độ hiệu dụng.
📷
Cách đặt vị trí loa
VỊ TRÍ LOA RẤT QUAN TRỌNG.
Hãy để ý khi bạn đứng hoặc ngồi lệch qua trái hoặc qua phải hoặc cao hơn hoặc thấp hơn loa thì âm thanh bạn nghe sẽ khác đi. Chính vì thế phải tìm ĐIỂM NGỌT của âm thanh mà ngồi nghe là chuẩn nhất.
Xem và thực hiện theo hình để có âm thanh chuẩn hơn.
CÁC BƯỚC HÒA ÂM PHỐI KHÍ CHO CA KHÚC NHẠC POP NHƯ SAU:
- Phân tích giai điệu cơ bản: Giai điệu cơ bản của ca khúc là nền tảng cho quá trình hòa âm phối khí. Trong giai điệu này, bạn cần phân tích các nốt nhạc cơ bản, bao gồm nốt nhạc chủ đạo, độ cao của giọng hát, âm sắc, cách phát âm và điệu nhảy.
- Xác định hợp âm cơ bản: Hợp âm cơ bản bao gồm các nốt nhạc chủ đạo của ca khúc và giúp bạn tạo ra một bản nhạc có giai điệu thăng hoa và lắng đọng. Hợp âm cơ bản thường được xác định dựa trên nốt nhạc chủ đạo của bài hát và phù hợp với phong cách nhạc pop.
- Thêm các nốt nhạc phụ: Các nốt nhạc phụ là các nốt nhạc được thêm vào giữa các hợp âm cơ bản, tạo ra sự đa dạng và sâu sắc cho bài hát. Các nốt nhạc phụ có thể bao gồm các nốt nhạc bổ sung, các nốt nhạc phụ tạo ra sự dày dạn và mạnh mẽ cho giai điệu, hoặc các nốt nhạc trang trí tạo ra sự phức tạp cho bản nhạc.
- Thêm các bội âm: Bội âm là các nốt nhạc được chơi đồng thời với các nốt nhạc khác để tăng độ sâu và độ phong phú cho bài hát. Bội âm có thể được thêm vào các hợp âm cơ bản hoặc các nốt nhạc phụ để tạo ra một bản nhạc hoàn chỉnh và phong phú hơn.
- Xây dựng nhịp điệu và giai điệu: Nhịp điệu và giai điệu là hai yếu tố quan trọng để tạo ra một bản nhạc pop thành công. Bạn có thể thêm các đệm nhịp điệu hoặc các đoạn solo vào bài hát để tăng tính độc đáo. Ngoài ra, bạn cần chú ý đến các thay đổi tempo và độ dài các đoạn nhạc để tạo ra một bài hát có tính sáng tạo và độc đáo.
- Kiểm tra lại và điều chỉnh: Sau khi hoàn thành quá trình hòa âm phối khí, bạn cần kiểm tra lại toàn bộ bản nhạc để đảm bảo rằng nó phù hợp với phong cách nhạc pop và đáp ứng được mong đợi của người nghe. Bạn có thể điều chỉnh một số chi tiết nhỏ để tạo ra sự thăng hoa hoặc tĩnh lặng cho bài hát.
- Thu âm và sản xuất: Sau khi hoàn tất quá trình hòa âm phối khí, bạn cần thu âm bản nhạc để tạo ra bản thu chất lượng cao. Quá trình thu âm bao gồm chọn địa điểm thu âm phù hợp, chọn thiết bị thu âm, cài đặt microphone và xử lý âm thanh.
- Sản xuất và hoàn thiện: Sau khi thu âm, bạn cần sản xuất và hoàn thiện bản nhạc. Quá trình sản xuất bao gồm phối mix, chỉnh sửa âm thanh, tạo độ sáng tạo và lựa chọn hiệu ứng âm thanh. Quá trình hoàn thiện bao gồm lựa chọn bìa album, phân phối và quảng bá sản phẩm.
Những bước trên là một quá trình phức tạp, tuy nhiên, với sự nỗ lực và kỹ năng, bạn có thể tạo ra một bản nhạc pop thành công và đáp ứng được sự mong đợi của người nghe.
Cảm ơn các bạn đã đọc bài của AI Chat GPT giảng dạy! :))
