Hướng dẫn sử dụng các bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) cho đầu Android ô tô

01/09/2019
bởi carpad.vn admin

Sự ra đời của âm thanh kỹ thuật số đã mở ra kỷ nguyên mới về âm thanh, theo đó hàng loạt các bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP = Digital Sound Processor) từ phần cứng đến phần mềm hoặc kết hợp cả hai đã được tạo ra. Trong loạt bài viết này iCar Việt Nam sẽ làm rõ các khái niệm cơ bản về Âm thanh kỹ thuật số như: Âm thanh kỹ thuật số là gì? Bộ xử lý âm thanh số DSP là gì? Cách sử dụng các bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số thế nào để đạt hiệu quả cao, đem đến chất lượng âm thanh như ý nhất?

Bài viết về bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số DSP cho đầu android trên ô tô bao gồm những nội dung sau:

======================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

======================================================================================


Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

01/10/2019
bởi carpad.vn admin

Bộ xử lý tín hiệu số (DSP) là gì?

Bộ xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor - DSP) là một bộ vi xử lý chuyên dụng (hoặc khối SIP), với kiến trúc được tối ưu hóa cho nhu cầu hoạt động của xử lý tín hiệu số.

Mục tiêu của DSP thường là đo lường, lọc hoặc nén các tín hiệu tương tự trong thế giới thực liên tục. Hầu hết các bộ vi xử lý đa năng cũng có thể thực hiện thành công các thuật toán xử lý tín hiệu số, nhưng có thể không theo kịp quá trình xử lý đó liên tục trong thời gian thực. Ngoài ra, DSP chuyên dụng thường có hiệu suất năng lượng tốt hơn, do đó chúng phù hợp hơn trong các thiết bị di động. DSP thường sử dụng các kiến trúc bộ nhớ đặc biệt có thể tìm nạp nhiều dữ liệu hoặc hướng dẫn cùng một lúc.

Tổng quan

Các thuật toán xử lý tín hiệu số thường đòi hỏi một số lượng lớn các phép toán phải được thực hiện nhanh chóng và lặp lại trên một loạt các mẫu dữ liệu. Tín hiệu (từ cảm biến âm thanh hoặc video) liên tục được chuyển đổi từ analog sang kỹ thuật số, được thao tác kỹ thuật số và sau đó được chuyển đổi trở lại dạng analog. Nhiều ứng dụng DSP có các ràng buộc về độ trễ; nghĩa là, để hệ thống hoạt động, hoạt động DSP phải được hoàn thành trong một khoảng thời gian cố định và việc xử lý chậm là không khả thi.
Hầu hết các bộ vi xử lý và hệ điều hành có mục đích chung có thể thực hiện thành công thuật toán DSP, nhưng không phù hợp để sử dụng trong các thiết bị cầm tay như điện thoại di động và PDA vì những hạn chế về hiệu quả sử dụng điện. Tuy nhiên, bộ xử lý tín hiệu số chuyên dụng sẽ có xu hướng cung cấp giải pháp chi phí thấp hơn, với hiệu suất tốt hơn, độ trễ thấp hơn và không có yêu cầu làm mát chuyên dụng hoặc nguồn tiêu thụ lớn.
Những cải tiến hiệu suất như vậy đã dẫn đến việc đưa vào xử lý tín hiệu số trong các vệ tinh liên lạc thương mại nơi hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn bộ lọc analog, công tắc, bộ biến tần, v.v ... được yêu cầu nhận và xử lý tín hiệu liên kết lên và sẵn sàng cho chúng liên kết xuống được thay thế bằng DSP chuyên dụng có lợi ích đáng kể đối với trọng lượng, mức tiêu thụ điện năng, độ phức tạp / chi phí xây dựng, độ tin cậy và tính linh hoạt của hoạt động. Ví dụ, các vệ tinh SES-12 và SES-14 từ nhà điều hành SES được Airbus Defense và Space chế tạo với 25% công suất sử dụng DSP.


Kiến trúc của bộ xử lý tín hiệu số được tối ưu hóa đặc biệt cho xử lý tín hiệu số. Hầu hết cũng hỗ trợ một số tính năng như bộ xử lý ứng dụng hoặc vi điều khiển, vì xử lý tín hiệu hiếm khi là nhiệm vụ duy nhất của hệ thống. Một số tính năng hữu ích để tối ưu hóa thuật toán DSP được nêu dưới đây.

Kiến trúc

Kiến trúc phần mềm

Theo tiêu chuẩn của bộ xử lý đa năng, các bộ hướng dẫn DSP thường rất bất thường; trong khi các bộ hướng dẫn truyền thống được tạo thành từ các hướng dẫn chung hơn cho phép chúng thực hiện nhiều hoạt động khác nhau, các bộ hướng dẫn được tối ưu hóa cho xử lý tín hiệu số chứa các hướng dẫn cho các hoạt động toán học phổ biến xảy ra thường xuyên trong tính toán DSP. Cả hai tập lệnh truyền thống và tối ưu hóa DSP đều có thể tính toán bất kỳ hoạt động tùy ý nào nhưng một thao tác có thể yêu cầu nhiều lệnh ARM hoặc x86 để tính toán có thể chỉ cần một lệnh trong tập lệnh được tối ưu hóa DSP.

Một hàm ý cho kiến trúc phần mềm là các thói quen mã lắp ráp được tối ưu hóa thủ công thường được đóng gói vào các thư viện để sử dụng lại, thay vì dựa vào các công nghệ biên dịch tiên tiến để xử lý các thuật toán thiết yếu. Ngay cả với trình biên dịch tối ưu hóa trình biên dịch hiện đại. hiệu quả hơn và nhiều thuật toán phổ biến liên quan đến tính toán DSP được viết bằng tay để tận dụng tối đa lợi thế của tối ưu hóa kiến trúc.

Kiến trúc phần cứng

Trong kỹ thuật, kiến trúc phần cứng đề cập đến việc xác định các thành phần vật lý của hệ thống và mối quan hệ qua lại của chúng. Mô tả này, thường được gọi là mô hình thiết kế phần cứng, cho phép các nhà thiết kế phần cứng hiểu cách các thành phần của họ phù hợp với kiến trúc hệ thống và cung cấp cho các nhà thiết kế thành phần phần mềm thông tin quan trọng cần thiết cho phát triển và tích hợp phần mềm. Định nghĩa rõ ràng về kiến trúc phần cứng cho phép các ngành kỹ thuật truyền thống khác nhau (ví dụ, kỹ thuật điện và cơ khí) phối hợp hiệu quả hơn với nhau để phát triển và sản xuất máy móc, thiết bị và linh kiện mới.

Phần cứng cũng là một biểu thức được sử dụng trong ngành công nghiệp kỹ thuật máy tính để phân biệt rõ ràng phần cứng (máy tính điện tử) với phần mềm chạy trên nó. Nhưng phần cứng, trong các ngành kỹ thuật tự động hóa và phần mềm, không chỉ đơn giản là một máy tính nào đó. Một chiếc ô tô hiện đại chạy nhiều phần mềm hơn tàu vũ trụ Apollo. Ngoài ra, máy bay hiện đại không thể hoạt động mà không chạy hàng chục triệu hướng dẫn máy tính được nhúng và phân phối trên toàn máy bay và cư trú trong cả phần cứng máy tính tiêu chuẩn và trong các thành phần phần cứng chuyên dụng như cổng logic có dây IC, thiết bị analog và hybrid và các thành phần kỹ thuật số khác. Nhu cầu mô hình hiệu quả làm thế nào các thành phần vật lý riêng biệt kết hợp với nhau để tạo thành các hệ thống phức tạp là rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng, bao gồm máy tính, trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA), điện thoại di động, dụng cụ phẫu thuật, vệ tinh và tàu ngầm.

Lịch sử hình thành và phát triển của DSP

Trước sự ra đời của các chip DSP độc lập được thảo luận dưới đây, hầu hết các ứng dụng DSP đã được triển khai bằng bộ xử lý bit-slice. Chip bit-slice AMD 2901 với họ linh kiện là một lựa chọn rất phổ biến. Có các thiết kế tham khảo từ AMD, nhưng các chi tiết của một thiết kế thường là ứng dụng cụ thể. Các kiến trúc bit-slice này đôi khi sẽ bao gồm một chip nhân ngoại vi. Ví dụ về các số nhân này là một chuỗi từ TRW bao gồm TDC1008 và TDC1010, một số trong đó bao gồm một bộ tích lũy, cung cấp chức năng tích lũy đa cấp (MAC) cần thiết.

Năm 1976, Richard Wiggins đã đề xuất khái niệm Speak & Spell cho Paul Breedlove, Larry Brantingham và Gene Frantz tại cơ sở nghiên cứu Dallas của Texas. Hai năm sau, vào năm 1978, họ đã sản xuất chương trình Speak & Spell đầu tiên, với trung tâm công nghệ là TMS5100, bộ xử lý tín hiệu số đầu tiên trong ngành. Nó cũng đặt các mốc quan trọng khác, là con chip đầu tiên sử dụng mã hóa dự đoán tuyến tính để thực hiện tổng hợp giọng nói.

Năm 1978, Intel phát hành 2920 dưới dạng "bộ xử lý tín hiệu tương tự". Nó có bộ ADC / DAC trên chip với bộ xử lý tín hiệu bên trong, nhưng nó không có hệ số nhân phần cứng và không thành công trên thị trường. Năm 1979, AMI đã phát hành S2811. Nó được thiết kế như một thiết bị ngoại vi vi xử lý và nó phải được khởi tạo bởi máy chủ. S2811 cũng không thành công trên thị trường.
Vào năm 1980, các DSP hoàn chỉnh, độc lập đầu tiên - NEC NECPD7720 và AT & T DSP1 - đã được trình bày tại Hội nghị Mạch rắn Quốc tế '80. Cả hai bộ xử lý được lấy cảm hứng từ nghiên cứu về viễn thông PSTN.
Altamira DX-1 là một DSP đầu tiên khác, sử dụng các đường ống bốn số nguyên với các nhánh bị trì hoãn và dự đoán nhánh.
Một DSP khác được sản xuất bởi Texas Cụ (TI), TMS32010 được giới thiệu vào năm 1983, đã chứng tỏ là một thành công thậm chí còn lớn hơn. Nó dựa trên kiến trúc Harvard, và do đó có bộ nhớ dữ liệu và hướng dẫn riêng biệt. Nó đã có một tập lệnh đặc biệt, với các hướng dẫn như tải và tích lũy hoặc nhân và tích lũy. Nó có thể hoạt động trên các số 16 bit và cần 390 ns cho hoạt động thêm nhiều lượt. TI hiện là công ty dẫn đầu thị trường về DSP đa năng.
Khoảng năm năm sau, thế hệ DSP thứ hai bắt đầu lan rộng. Họ có 3 bộ nhớ để lưu trữ hai toán hạng cùng một lúc và bao gồm phần cứng để tăng tốc các vòng lặp chặt chẽ; họ cũng có một đơn vị địa chỉ có khả năng đánh địa chỉ. Một số trong số chúng hoạt động trên các biến 24 bit và một mô hình điển hình chỉ cần khoảng 21 ns cho MAC. Các thành viên của thế hệ này là ví dụ AT & T DSP16A hoặc Motorola 56000.
Cải tiến chính trong thế hệ thứ ba là sự xuất hiện của các đơn vị và hướng dẫn dành riêng cho ứng dụng trong đường dẫn dữ liệu, hoặc đôi khi là bộ đồng xử lý. Các đơn vị này cho phép tăng tốc phần cứng trực tiếp cho các vấn đề toán học rất cụ thể nhưng phức tạp, như phép biến đổi Fourier hoặc ma trận. Một số chip, như Motorola MC68356, thậm chí còn bao gồm nhiều lõi xử lý để hoạt động song song. Các DSP khác từ năm 1995 là TI TMS320C541 hoặc TMS 320C80.
Thế hệ thứ tư được đặc trưng nhất bởi những thay đổi trong tập lệnh và mã hóa / giải mã lệnh. Tiện ích mở rộng SIMD đã được thêm và VLIW và kiến trúc siêu khối xuất hiện. Như mọi khi, tốc độ đồng hồ đã tăng lên; MAC 3 ns bây giờ đã có thể.

Các bộ DSP hiện đại

Bộ xử lý tín hiệu hiện đại mang lại hiệu suất cao hơn; điều này một phần nhờ vào những tiến bộ về công nghệ và kiến trúc như quy tắc thiết kế thấp hơn, bộ đệm hai cấp truy cập nhanh, mạch DMA (E) và hệ thống BUS rộng hơn. Không phải tất cả các DSP đều cung cấp cùng tốc độ và nhiều loại bộ xử lý tín hiệu tồn tại, mỗi loại đều phù hợp hơn cho một nhiệm vụ cụ thể, với mức giá từ khoảng 1,50 đến 300 đô la Mỹ.

Texas Instruments sản xuất DSP dòng C6000, có tốc độ xung nhịp 1,2 GHz và thực hiện các bộ đệm dữ liệu và hướng dẫn riêng biệt. Họ cũng có 8 bộ đệm cấp 2 MiB và 64 kênh EDMA. Các mô hình hàng đầu có khả năng lên tới 8000 MIPS (hướng dẫn mỗi giây), sử dụng VLIW (từ hướng dẫn rất dài), thực hiện tám thao tác trên mỗi chu kỳ đồng hồ và tương thích với nhiều loại thiết bị ngoại vi bên ngoài và các bus khác nhau (PCI / serial / v.v.) Mỗi chip TMS320C6474 đều có ba DSP như vậy và các chip C6000 thế hệ mới nhất hỗ trợ điểm nổi cũng như xử lý điểm cố định.

Freescale sản xuất một họ DSP đa lõi, MSC81xx. MSC81xx dựa trên bộ xử lý StarCore Architecture và MSC8144 DSP mới nhất kết hợp bốn lõi DSP SC3400 StarCore có thể lập trình. Mỗi lõi DSP SC3400 StarCore có tốc độ xung nhịp 1 GHz.

XMOS sản xuất một dòng bộ xử lý đa luồng đa lõi rất phù hợp với hoạt động của DSP, Chúng có nhiều tốc độ khác nhau, từ 400 đến 1600 MIPS. Bộ xử lý có kiến trúc đa luồng cho phép tối đa 8 luồng thời gian thực trên mỗi lõi, nghĩa là một thiết bị 4 lõi sẽ hỗ trợ tới 32 luồng thời gian thực. Các chủ đề giao tiếp với nhau với các kênh được đệm có khả năng lên tới 80 Mbit / s. Các thiết bị có thể dễ dàng lập trình trong C và nhằm thu hẹp khoảng cách giữa các bộ điều khiển vi mô thông thường và các GPU

CEVA, Inc. sản xuất và cấp phép cho ba họ DSP khác nhau. Có lẽ nổi tiếng nhất và được triển khai rộng rãi nhất là họ DSP CEVA-TeakLite, một kiến trúc dựa trên bộ nhớ cổ điển, với độ rộng từ 16 bit hoặc 32 bit và MAC đơn hoặc kép. Gia đình DSP CEVA-X cung cấp sự kết hợp của kiến trúc VLIW và SIMD, với các thành viên khác nhau trong gia đình cung cấp MAC 16 bit kép hoặc bốn bit. Họ DSP CEVA-XC nhắm đến các thiết kế modem Radio (SDR) được xác định bằng phần mềm và tận dụng sự kết hợp độc đáo của kiến trúc VLIW và Vector với 32 MAC 16 bit.

Analog Devices tạo ra DSP dựa trên SHARC và phạm vi hoạt động từ 66 MHz / 198 MFLOPS (triệu hoạt động của dấu phẩy động mỗi giây) đến 400 MHz / 2400 MFLOPS. Một số kiểu máy hỗ trợ nhiều hệ số nhân và ALU, hướng dẫn SIMD và các thành phần và thiết bị ngoại vi dành riêng cho xử lý âm thanh. Dòng bộ xử lý tín hiệu số nhúng Blackfin kết hợp các tính năng của DSP với bộ xử lý sử dụng chung. Do đó, các bộ xử lý này có thể chạy các hệ điều hành đơn giản như μCLinux, velOSity và Nucleus RTOS trong khi hoạt động trên dữ liệu thời gian thực.

NXP Semiconductors sản xuất DSP dựa trên công nghệ TriMedia VLIW, được tối ưu hóa để xử lý âm thanh và video. Trong một số sản phẩm, lõi DSP được ẩn dưới dạng khối chức năng cố định vào SoC, nhưng NXP cũng cung cấp một loạt các bộ xử lý đa lõi đơn linh hoạt. Bộ xử lý phương tiện TriMedia hỗ trợ cả số học điểm cố định cũng như số học dấu phẩy động và có các hướng dẫn cụ thể để xử lý các bộ lọc phức tạp và mã hóa entropy.

CSR tạo ra họ SoC của Quatro có chứa một hoặc nhiều DSP hình ảnh tùy chỉnh được tối ưu hóa để xử lý dữ liệu hình ảnh tài liệu cho các ứng dụng máy quét và máy photocopy.

Microchip Technology sản xuất dòng DSPPIC dựa trên PIC24. Được giới thiệu vào năm 2004 [7], DSPIC được thiết kế cho các ứng dụng cần DSP thực sự cũng như vi điều khiển thực sự, chẳng hạn như điều khiển động cơ và trong các bộ nguồn. DSPIC chạy ở tốc độ lên tới 40MIPS và hỗ trợ MAC điểm cố định 16 bit, đảo ngược bit và địa chỉ modulo, cũng như DMA.

Hầu hết các DSP sử dụng dấu phẩy cố định, bởi vì trong xử lý tín hiệu trong thế giới thực, phạm vi bổ sung được cung cấp bởi dấu phẩy động là không cần thiết, và có lợi ích tốc độ lớn và lợi ích chi phí do độ phức tạp phần cứng giảm. DSP điểm nổi có thể là vô giá trong các ứng dụng yêu cầu dải động rộng. Các nhà phát triển sản phẩm cũng có thể sử dụng DSP điểm nổi để giảm chi phí và độ phức tạp của phát triển phần mềm để đổi lấy phần cứng đắt tiền hơn, vì nói chung việc triển khai thuật toán trong dấu phẩy động thường dễ dàng hơn.

Nói chung, DSP là các mạch tích hợp chuyên dụng; tuy nhiên chức năng DSP cũng có thể được sản xuất bằng cách sử dụng chip mảng cổng lập trình trường (FPGA).
Các bộ xử lý RISC đa mục đích nhúng đang ngày càng trở nên giống như DSP trong chức năng. Ví dụ, bộ xử lý OMAP3 bao gồm ARM Cortex-A8 và C6000 DSP.
Trong Truyền thông, một loại DSP mới cung cấp sự hợp nhất của cả hai chức năng DSP và chức năng tăng tốc H / W đang đi vào dòng chính. Các bộ xử lý Modem như vậy bao gồm ASOCS ModemX và CEVA's XC4000.
Vào tháng 5 năm 2018, Huarui-2 được thiết kế bởi Nam Kinh Research


Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

========================================================================================

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

01/09/2019
bởi carpad.vn admin

Mục đích cơ bản của compressor và/hay limiter là hỗ trợ việc giữ mức tín hiệu trong một giải năng động, khả thi, dù cho để nghe hay đáp ứng những giới hạn của hệ thống. Loại mạch này thật sự làm giảm số lượng tăng vượt quá một mức tín hiệu nhất định theo tỷ lệ tương ứng, hay còn gọi là ngưỡng (threshold).

Chức năng của kỹ thuật compressor/limiter

Thuật ngữ mô tả chức năng của kỹ thuật compressor/limiter là giảm độ lợi (gain reduction). Một mạch gain reduction giảm số lượng tăng thêm trên ngưỡng đã thiết lập với một tỷ lệ nhất định (xem hình 1). Hầu hết thiết kế compressor/limiter hiện tại cho phép gia giảm hay chuyển đổi tỷ lệ gain reduction.

Mục tiêu của bất kỳ compressor/limiter nào là để bảo đảm mức độ tín hiệu không vượt quá mức độ gần đúng nào đó, hay giảm bớt mức độ nghiêm trọng khi mức độ đó tăng vượt quá ngưỡng đã thiết lập trước, về cơ bản, chức năng của compressor và limiter đều như nhau. Sự khác biệt duy nhất là số lượng gain reduction khẳng định vượt quá ngưỡng, thí dụ như mức độ nghiêm trọng của những đỉnh đã đưa vào mức độ tín hiệu. Lẽ ra, bất cứ tỷ lệ giảm được nào trên khoảng 10:01 sẽ rơi vào thể loại hạn chế (limiting) (mặc dù tên thương mại có thể khác, vì thế, khá hợp lý để biết qui cách tỷ lệ cho một thiết bị đặc biệt). Theo truyền thống, chức năng hạn chế còn gọi là leveling và peak limiting.

Đặc điểm compressor - limiter, gain reduction.

compressor và limiters (bộ nén và giới hạn)

Đồ thị ở (A) là gain reduction tỷ lệ 04:01, 08:01 và 20:01. Tỷ lệ 2:01 - 4:01 là điển hình cho vocal và nhạc cụ. Những tỷ lệ 08:01 và cao hơn sẽ xếp dưới theo thể loại hạn chế (limiting) đẻ bảo vệ thiết bị loa và/hay loại bỏ cliping cho amplifier. Trong khi trò chuyện bình thường trong lĩnh vực này, đôi khi dùng thuật ngữ limiter để mô tả một thiết bị hoàn thành cả hai loại compression và limiting như mô tả ở đây. (B) sử dụng hai giai đoạn compress mềm trong series này là một trong nhiều phương pháp làm giảm mức độ dao động rộng một cách tinh vi, trong khi vẫn giữ nắp đỉnh (cap) mức độ tín hiệu mạnh hơn, ở mức cao nhất của nó.

Limiter vô cùng hữu ích cho việc bảo vệ hệ thống, tránh thiệt hại cho ampli công suất và/hay loa, hay tránh bị distortion bởi sự quá tải những bộ phận khác của hệ thống như power amplifier. Limiter để bảo vệ hệ thống có thể được đặt trước crossover, và thiết lập crossover để khi có limiter tham gia, gain hệ thống sẽ không sinh ra output nào không an toàn cho ampli hay loa. Cách bảo vệ loa tốt nhất trong một hệ thống bằng crossover điện tử là hạn chế riêng mỗi output của crossover. Ở đây, mỗi limiter nên thiết lập theo cách riêng trước khi đạt tới giới hạn công suất của thiết bị amplifier hay loa.

Để giảm sự nghe khó chịu của dynamic peak hay để giữ cho tín hiệu vocal hay nhạc cụ nằm trong giải năng động tương đối hạn chế, thường sử dụng cài đặt tỷ lệ low-gain giảm thấp đi một phần. Như đã đề cập, tỷ lệ gain reduction trong hầu hết thiết bị, đều có thể điều chỉnh được. Bằng cách thay đổi setting ratio (tỷ lệ), người vận hành có thể điều chỉnh, để thử nghiệm (taste), một lượng đề kháng với mức tăng trên ngưỡng đang thiết lập. Thông thường tỷ lệ compress 2:01 - 4:01 là đủ cho mục đích này, mặc dù vài ứng dụng có thể cần tỷ lệ cao hơn.

Sử dụng compress ở tỷ lệ cao quá mức có thể gây ra sự không tự nhiên và thường gây khó chịu gọi là breathing hay pumping. Điều này là do compressor/limiter tham gia tương đối nhanh và thoát ra triệt để, đặc biệt khi sử dụng trên toàn bộ một chương trình đã trộn (mixed program). Compress quá mức vào một chương trình đã trộn cũng có thể làm cho một thành phần của mix, như giọng nói, đè lên trên những thành phần khác của mix. Một bất lợi của việc dùng quá nhiều compress là có thể dễ xảy ra feedback hơn sau khi tín hiệu chấm dứt và thiết bị mang gain đó trở lại bình thường. Có thể tránh được điều này bằng cách chọn ngưỡng (threshold) đủ cao để đạt được lượng không bị nén (uncompressed) có thể đáp ứng nhu cho của ứng dụng.

Phương pháp điều chỉnh thiết lập ngưỡng cơ bản

Có hai phương pháp điều chỉnh thiết lập ngưỡng cơ bản. Một thiết kế sử dụng bởi vài hãng sản xuất là trang bị threshold level, có variable gain control ở phần input. Việc kiểm soát được input cho phép người vận hành đưa mức độ tín hiệu đến ngưỡng thiết lập đã cung cấp. Một núm điều khiển mức độ output cho phép điều chỉnh mức tín hiệu thoát khỏi thiết bị. Phương pháp khác trang bị mức ngưỡng thay đổi được, cho phép người vận hành đưa ngưỡng trở lại mức độ tín hiệu input. Phương pháp thứ hai sản xuất hơi mắc tiền hơn, nhưng có khuynh hướng sử dụng dễ hơn.

Hãng sản xuất cũng thường trang bị nút thay đổi (hay bật) (variable or switchable) thiết lập attack time và release time (hay attack và release rate). Về cơ bản, sử dụng attack time và release time nhanh (fast) để bảo vệ loa và nhạc cụ gõ như trống. Attack time và release time quá nhanh, mặc dù, có thể xén bớt đỉnh của tần số xuống thấp hơn thật sự, nhưng thường gây ra dạng distortion khó chịu, vì vậy phải quyết định mức độ nào đó để tìm sự cân bằng giữa hiệu ứng limit và cliping. May thay, phần lớn hãng sản xuất hiện nay thiết kế thiết bị của họ theo cách như vậy để loại trừ loại distort này, bất kể dùng thiết lập nào.

Đối với compress cho vocal và âm thanh nhạc cụ khác, thường thích hợp nhất là attack và release time vừa phải. Quyết định tốt là cần phải luyện tập thêm nhiều hơn nữa. Nói chung, release time chậm có khuynh hướng quan trọng nhất, nó làm cho chương trình năng động (dynamic program) mượt mà hơn nói chung và giúp tránh tác dụng pumping. Release time quá chậm, mặc dù có thể là nguyên nhân làm thiết bị nấn ná lại quá lâu trước khi nó thoát ra hoàn toàn. Điều này có thể còn có tác dụng tiếp tục giảm mức độ vừa phải theo sau sự đột biến cường độ mạnh. Attack time quá chậm thì không thể tham gia vào tín hiệu nhanh, đủ để có hiệu quả hoàn toàn, và có thể nghe âm thanh không được tự nhiên một chút.

Vài hãng sản xuất trang bị tính năng chuyển đổi dần dần vào trong giải gain reduction. Tính năng này tiếp thị lần đầu tiên bởi DBX, Inc như over-easy compression, tránh được sự khởi đầu compress đột ngột, đặc biệt hữu ích khi sử dụng compress hay tỷ lệ limiting khá cao.

Hầu hết hãng sản xuất trang bị jack insert bổ sung để giúp cho điều khiển loop (vòng lập). Những jack này cho truy cập vào những mạch dò nào có tham gia compressor/limiter (trong vài trường hợp cái này có thể là jack cấu hình TRS). Tính năng này, trong số nhiều khả năng khác, cho phép insert một EQ outboard, dùng để thay đổi giải tần số nào đạt đến mức ngưỡng đầu tiên. Thí dụ, nếu hạn chế tần số cao không đủ xảy ra trong một ứng dụng nhất định, có thể nâng mạnh những slider EQ phía trên cao của EQ loop control đề ra lệnh limiter đáp ứng lại ngay đến mức cao dễ hơn.

Mạch De-Esser được thiết kế với loop control nội bộ, thường có một bandpass filter, chỉ cho các tần số cực cao tham gia mạch gain reduction, độc lập với các tần số low, low-mid và high-mid. Mục đích của loại này là cho phép tăng một số tần số cao để tăng tiếng zip hay sizzle cho vocal (hay nhạc cụ), mà trong âm thanh mix không hiện diện năng lượng gốc của tần số cao đó, đặc biệt với những âm thanh S.

Lưu ý compressor/limite

Compressor/limiter lý tưởng sẽ hoạt động khá độc lập đối với mỗi tần số trong chương trình. Trên thực tế, bộ VCA (bộ kiểm soát khuếch đại điện áp Voltage-Controled-Amplifier, trong thiết kế mạch kiểm soát) ảnh hưởng đến giải tần số khác những giải đạt ngưỡng. Vì vậy, lấy thí dụ, một tín hiệu vocal đẩy lên trên ngưỡng có thể dậm vào hay đè xuống phần còn lại của mix, có lẽ bao gồm cả thí dụ vài tần số thấp của bộ trống và guitar bass. Điều này chỉ những ưu điểm của việc sử dụng compressor/limiter riêng biệt làm thiết bị chính khi làm âm nhạc.

Compressor/limiter multi-band cung cấp cách tách những hoạt động của compress trên khía cạnh khác khi mix âm nhạc. Loại thiết bị này chia nhỏ âm phổ thành nhiều đoạn không giống như crossover và cho phép nó có limiter riêng. Thiết bị này sau đó tổng hợp những band riêng biệt thành một full-range output.

Compressor

Thiết bị xử lý Compressor với kết cấu vững chắc, hoạt động hết sức rõ ràng, âm thanh tuyệt vời giúp bạn kiểm soát năng động nhiều hơn. Là một trong những nhãn hàng đi đầu trong thiết kế máy nén và âm kỹ thuật, chúng tôi luôn tìm cách cải tiến các sản phẩm của mình giúp tạo ra một âm thanh chuyên nghiệp hơn.

Cho dù bạn là cao thủ trong ngành âm thanh hay chỉ vừa bước vào lĩnh vực ma thuật này, bạn chắc chắn sẽ tìm thấy compressor phù hợp với yêu cầu của mình.

Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

===================================================

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

01/08/2019
bởi carpad.vn admin

Trong phần này iCar Việt nam sẽ hướng dẫn chi tiết các cài đặt, thiết lập và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) cho đầu android C500+ trên bản firmware do iCar Việt Nam cung cấp

Các chức năng chính của bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số DSP bao gồm:

Loa ngoài: Chọn các cài đặt tác dụng đối với loa ngoài

Tai nghe: Chọn các cài đặt tác dụng đối với tai nghe

Bluetooth: Chọn các cài đặt tác dụng đối với tai nghe bluetoot

Trên đầu android C500+ chúng ta chọn chế độ "Tai nghe" để đạt hiệu ứng tốt nhất

Các cài đặt DSP trên đầu android:

+ Công tắc tổng và đầu ra: là công tắc nguồn chung cho bộ xử lý âm thanh DSP

- Công tắc tổng: Tích vào ô vuông để bật bộ xử lý âm thanh DSP, hủy dấu tích để tắt

- Ngưỡng giới hạn (Bộ giới hạn, Limitter): Chọn từ -60 ÷ -0.1 dB. Bộ giới hạn là bộ ghim âm lượng không được phép vượt qua ngưỡng chúng ta đặt, đặt số âm càng nhiều thì âm lượng đầu ra càng nhỏ, các âm có biên độ lớn hơn ngưỡng đặt sẽ bị cắt ngọn gây méo tiếng. Chức năng này chỉ hữu ích với các file âm thanh bị nhiễu, thỉnh thoảng xuất hiện tiếng rít mạnh, tiếng xoẹt và bụp to, nhìn chung các nhiễu như vậy sẽ bị cắt để không gây giật mình. Cần tinh chỉnh để làm sao âm gốc không bị xén trong khi các âm bất thình lình thì bị xén. Nếu không chắc về điều này thì nên chọn -0,1 dB.

- Thời gian thoát (Realese): Khi âm thanh vượt quá ngưỡng giới hạn được phát hiện, bộ xử lý sẽ kích hoạt để xén phần sóng vượt ngưỡng, khi âm lượng trở về bình thường (thấp bằng hoặc thấp hơn ngưỡng giới hạn) bộ xử lý sẽ chuyển về trạng thái không xén tín hiệu. Thời gian chuyển từ lúc tín hiệu bắt đầu bằng ngưỡng giới hạn đến lúc tắt hẳn bộ giới hạn được gọi là "thời gian thoát". Thời gian thoát đặt từ 1,5 – 2000 ms. Đặt thời gian thoát nhỏ tín hiệu sẽ không được tự nhiên vì chuyển trạng thái đột ngột, chúng ta có thể nghe thấy tiếng vấp. Tuy nhiên khi đặt thời gian thoát lớn quá, âm thanh có thể chuyển chậm và bị xén các tính hiệu nhỏ hơn ngưỡng giới hạn là các âm thanh chúng ta muốn giữ.

Để tìm hiểu thêm về bộ nén âm thanh xem tại đây: http://carpad.vn/tac-dung-bo-nen-compressor-trong-...

+ Bộ nén âm thanh: Bộ nén âm thanh xem thêm tại đây

- Bật/Tắt: Tích vào ô vuông để bật bộ nén âm thanh, hủy dấu tích để tắt

- Tiền khuếch đại: Đặt hệ số khuếch đại âm thanh cho bộ tiền khuếch đại, về cơ bản tăng giá trị dB tại đây sẽ làm tăng âm lượng đáng kể. Tuy nhiên không nên lạm dụng vì âm lượng quá lớn gây méo tiếng, vỡ tiếng, bị bão hòa, cụt sóng sin. Âm thanh này sẽ được đưa vào tầng khuếch đại làm tăng lên độ méo rất lớn. Giá trị nhỏ cho âm thanh chuẩn hơn nhưng tiếng sẽ nhỏ đi.

- Ngưỡng kích hoạt (Theshold): Chọn từ -80 ÷ 0 dB. Ngưỡng kích hoạt cũng tương tự như với bộ giới hạn. Nó là ngưỡng kích hoạt bộ xử lý khi âm lượng đạt ngưỡng đặt. Sự khác biệt so với Bộ giới hạn (Limitter) là ở chỗ Bộ nén (Compressor) sẽ tự chỉnh âm lượng nhỏ lại theo giá trị lớn nhất trong mẫu nhạc, khi đó sẽ không có âm nào bị lớn quá và cũng không có âm nào bị nhỏ quá, việc tử chỉnh âm lượng cho âm thanh đều đều hơn và không bị méo do cắt ngọn như với bộ giới hạn.

- Độ gãy khúc tại điểm uốn (Knee): Chọn từ 0 ÷ 40 dB, độ gãy khúc tại điểm uốn là mức độ làm mềm đường đặc tuyến âm thanh khi bộ xử lý chuyển từ chế độ không tác động sang chế độ tác động, giá trị tại đây càng nhỏ thì đường đặc tuyến càng mềm mại và âm thanh tự nhiên hơn.

- Tỷ lệ nén: Là hệ số làm giảm âm lượng so với âm lượng gốc khi bộ nén được kích hoạt, để tìm hiểu thêm về tỷ lệ nén (Compress Ratio) vui lòng đọc thêm tại đây.

- Thời gian chuyển vào bộ nén (Attack): Chọn từ 0 ÷ 1s, là thời gian chuyển từ chế độ không xử lý âm thanh sang chế độ xử lý âm thanh khi tín hiệu đạt mức kích hoạt bộ xử lý.

- Thời gian ra khỏi bộ nén (Realse): Chọn từ 0 ÷ 1s, là thời gian chuyển từ chế độ xử lý sang chế độ không xử lý âm thanh khi tín hiệu đạt mức kích hoạt bộ xử lý. Ý nghĩa của nó cũng tương tự "thời gian thoát" ở bộ Limiter bên trên đã giải thích

+ Tăng tiếng trầm: Nâng cao chất lượng và âm lượng tiếng trầm

- Bật/Tắt: Tích vào ô vuông để bật bộ xử lý âm trầm, hủy dấu tích để tắt;

- Cường độ hiệu ứng: Chọn từ mức 1 đến mức 6. Mức càng cao tiếng trầm càng mạnh.

- Kiểu bộ lọc: Bộ lọc thông thấp có 2 kiểu là 2049 điểm và 4097 điểm

- Tần số cắt: Thay đổi từ 30 ÷ 300 Hz, chọn tần số cắt càng thấp âm trầm càng xuống sâu, tuy nhiên chọn âm trầm quá thấp có thể gây mỏi tai hoặc ù.

+ Bộ chỉnh âm hỗn hợp: Tăng giảm âm lượng theo 16 dải tần số

- Bật/Tắt: Tích vào ô vuông để bật bộ chỉnh âm, hủy dấu tích để tắt;

- Kiểu bộ lọc: Có hai tùy chọn là pha tuyến tính (linear phase) và pha tối thiểu (minimum phase): Giai đoạn tuyến tính là thuộc tính của bộ lọc, trong đó đáp ứng pha của bộ lọc là hàm tuyến tính của tần số. Kết quả là tất cả các thành phần tần số của tín hiệu đầu vào được dịch chuyển theo thời gian bởi cùng một lượng không đổi, được gọi là độ trễ nhóm. Để tìm hiểu thêm về pha tuyến tính và pha tối thiểu xem tại đây

Video giải thích sự khác nhau giữa pha tuyến tính và pha tối thiểu

- Chọn mẫu đặt sẵn: Chọn các thiết lập bộ chỉnh ẩm sẵn có.

- Đồ họa bộ chỉnh ẩm: Bấm vào đồ thị bộ chỉnh âm để mở ra cửa sổ riêng của bộ chỉnh âm, tại màn hình này có thể bấm và vuốt các cột tần số chỉnh mức tăng giảm như ý

Bộ chỉnh âm tích hợp trong bộ xử lý DSP cho đầu android C500+

Bộ chỉnh âm 16 dải băng tần cho phép nâng cao và củng cố chất lượng âm thanh tại bất kỳ dải tần nào bạn muốn

+ Bộ cân bằng đáp tuyến: Điều chỉnh độ cân bằng đáp tuyến âm thanh (mục này không dùng)

- Bật/Tắt: Tích vào ô vuông để bật bộ cân bằng đáp tuyến, hủy dấu tích để tắt;

- Kiểu bộ lọc: Có hai tùy chọn là pha tuyến tính (linear phase) và pha tối thiểu (minimum phase).

- Đáp tuyến: Nạp số hiệu chỉnh đường đặc tuyến

+ Mẫu xử lý âm thanh: Chọn các tập tin dựng mẫu âm thanh Implus Respond định dạng wav, IRS, FLAC để tái tạo âm thanh theo các mẫu thiết bị xử lý âm thanh trên thị trường

- Bật/Tắt: Tích vào ô vuông để bật bộ chỉnh âm, hủy dấu tích để tắt;

- Lấy mẫu ngoại tuyến: File mẫu để nội suy và dựng lại các file các mẫu âm thanh không tương thích ở mục Mẫu đáp tuyến dưới đây.

- Mẫu đáp tuyến: Chọn các tập tin dựng mẫu âm thanh định dạng WAV, IRS, FLAC để tái tạo âm thanh của hầng loạt thiết bị âm thanh hiện nay từ các hãng khác nhau. Hiệu quả tái tạo âm thanh cực tốt ở mục này.

Ngoài các thiết lập cơ bản trên, bộ xử lý còn hàng loạt các các thiết lập khác để các bạn khám phá và trải nghiệm âm thanh số trên thế hệ đầu android chất lượng cao nhất hiện nay là C500+


II. Cài đặt DSP chế độ tai nghe (đầu android C500+)


Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

========================================================================================

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

01/07/2019
bởi carpad.vn admin

Compressor và cách sử dụng compressor

Compressor ( Bộ nén âm thanh) là một cái tên khá xa lạ với nhiều người bởi nó là một thiết bị âm thanh không được phổ biến. Hãy cùng tìm hiểu xem nó là thiết bị như thế nào, có tác dụng gì và có cần thiết phải sử dụng trong dàn âm thanh hay không nhé!

Compressor là gì?

Trước khi nói đến compressor, chúng ta cần nhắc đến compression. Đây là hiệu ứng âm thanh giúp giảm bớt sự biến động về âm lượng của tín hiệu âm thanh. Thiết bị chính xử lý tín hiệu này là Compressor (Bộ nén) và Limiter (Bộ giới hạn). Tuy nhiên, trong phạm vi của bài viết này, iCar Việt Nam sẽ chỉ chia sẻ những thông tin về compressor bởi nếu hiểu được nguyên lý hoạt động của compressor thì Limiter sẽ không khiến bạn phải khó khăn trong việc sử dụng.

Lại nói về compression, khi làm giảm bớt sự khác biệt về âm lượng của âm thanh giữa các tín hiệu âm thanh lớn nhất và nhỏ nhất, nó khiến cho âm thanh loa phát ra đều đặn và mượt mà hơn. Nghĩa là khi có các tín hiệu âm thanh đầu vào như một giọng hát (vocal), một loại nhạc cụ (keyboard, guitar...) thì chắc chắn âm thanh sẽ có lúc to, lúc nhỏ khác nhau theo mỗi giai đoạn của bản nhạc, hiệu ứng compression này sẽ giúp giảm bớt sự biến động về âm lượng của âm thanh, cho bản nhạc nghe được hài hòa hơn. Và compressor là thiết bị đóng vai trò xử lý hiệu ứng compression này.

Nói cách khác, compressor sẽ thiết lập một mức âm lượng trung bình cho tín hiệu âm thanh đi được phát ra từ bộ dàn của bạn. Nhờ vậy mà âm thanh sẽ đạt hiệu quả cao hơn, không quá to và không quá nhỏ. Không những thế, trong một số trường hợp, compressor còn có thể giúp giọng hát trở nên hay hơn, có sức sống hơn hoặc thay đổi bản mix trở nên hay hơn.

Có cần thiết phải dùng compressor hay không?

Có rất nhiều lý do để chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng compressor nhưng việc sử dụng nó như thế nào lại phụ thuộc vào khả năng sáng tạo và tay nghề của bạn. Nhưng nếu như bạn vẫn còn đang phân vân về việc có nên dùng hay không thì dưới đây chính là một số lý do phổ biến:

Thứ nhất, compressor xử lý hiệu ứng compression là giảm sự khác biệt về âm lượng giữa các tín hiệu âm thanh đi ra từ dàn âm thanh. Nhờ đó âm lượng trung bình được ổn định và đẩy cao bản mix nghe to hơn, hiện đại hơn, bóng bẩy hơn. Âm thanh của nhạc cụ, giọng hát cũng nghe rõ ràng hơn, không còn hiện tượng nốt thì vừa, nốt thì nhỏ quá hoặc to quá…

Thứ hai, nếu sử dụng compressor một cách hợp lý, bạn có thể khiến cho bản âm thanh nghe tự nhiên và có sức sống hơn.

Thứ ba, với compressor, bạn có thể thay đổi chất âm cho những tín hiệu âm thanh của dàn một cách nhẹ nhàng mà không sợ bị méo tiếng bởi đa số các compressor đều có chất âm rất đặc trưng. Chúng sẽ khiến cho tín hiệu âm thanh đi qua có một dấu ấn với mức độ khác nhau, phụ thuộc vào việc bạn bắt compressor tác động vào âm thanh nhiều hay ít.

Đọc đến đây thì bạn đã biết mình có nên dùng compressor hay không rồi chứ? Hãy cùng tìm hiểu các sử dụng thiết bị này để xem tín hiệu âm thanh được xử lý và biến đổi như thế nào nhé!

Compressor

Compressor

Cách sử dụng compressor

Các sử dụng, lựa chọn compressor được coi là tuyệt chiêu của các kỹ sư âm thanh chuyên nghiệp. Nên việc họ chia sẻ tất tần tật những kiến thức để làm chủ được thiết bị này là điều không bao giờ xảy ra. Tuy nhiên, việc này sẽ không xảy ra với VinaKTV. Bởi chúng tôi không kì vọng bạn có thể thành thạo được như họ ngay sau khi đọc bài viết này nhưng ít nhất bạn có thể hiểu được thiết bị được vận hành như thế nào. Sau đó dần dần làm chủ, khai thác nó một cách tối ưu nhất. Còn bây giờ hãy cùng tìm hiểu các thông số điều khiển compressor.

Trước tiên, bạn đừng quá ngạc nhiên khi nhìn vào giao diện của một compressor hay phát điên vì tra từ điển mà vẫn chẳng hiểu gì cả. Bởi những thông số của compressor không thể ngay lập tức luận ra từ các giải nghĩa của từ điển.

Tùy vào từng Compressor, số lượng thông số được phép điều chỉnh có thể nhiều hoặc ít hơn danh sách dưới đây. Đừng lo, làm chủ được hết đống này bạn sẽ không phải lúng túng như gà mắc tóc trước bất cứ con compressor nào!

Threshold - Ngưỡng tác động

Compressor là thiết bị điều khiển âm lượng một cách tự động. Nó tự động phân tích tín hiệu âm thanh, nếu thấy tín hiệu đó thỏa mãn tiêu chí bạn đặt ra, nó sẽ tự động tác động lên âm thanh. Threshold chính là tiêu chí đó.

Threshold có vai trò như hoa tiêu chỉ điểm báo cho Compressor biết khi nào được phép bắt đầu hoạt động. Nó quy định 1 mức cường độ âm thanh cụ thể nào đó (ví dụ: -23d), nếu cường độ âm thanh vượt quá ngưỡng đó, Compressor sẽ ngay lập tức can thiệp và giảm cường độ xuống. Còn nếu cường độ âm thanh thấp hơn ngưỡng đó, Compressor sẽ tha chết, cho qua!

Tuy nhiên, trong 1 số trường hợp, kể cả khi cường độ tín hiệu âm thành nằm dưới threshold 1 khoảng nào đó, Compressor vẫn sẽ kích hoạt. Điều này phụ thuộc vào tham số Knee (tham số này chúng tôi sẽ nói ở phần dưới).

Bạn có thể tưởng tượng, compressor giống như một người vệ sĩ canh cửa với lời tuyên bố: "Nếu ai muốn bước qua thì phải bước qua xác anh ta!". Còn vạch phân định giữa cửa ra vào bên trong và bên ngoài chính là ngưỡng báo hiệu cho ai đó nếu vượt qua giới hạn là sẽ bị vệ sĩ xử lý. Vạch phân định đó là Threshold.

Chính vì vậy có thể khẳng đinh, Threshold chính là một trong hai thông số quan trọng nhất của của Compressor. Thậm chí, nếu các compressor tối giản chức năng chỉ với 2 điều khiển duy nhất thì Threshold luôn là một trong hai.

Threshold

Threshold

Compression Ratio - Tỷ số nén

Compressrion Ratio (tỉ số nén hoặc tỉ lệ nén) chính là thông số quan trọng thứ 2. Ratio quy định mức độ can thiệp của Compressor lên cường độ tín hiệu âm thanh nếu cường độ tín hiệu vượt quá Threshold.

Ratio càng cao thì Compressor càng giảm mạnh cường độ tín hiệu âm thanh. Nhiều người thường bị nhầm giữa hai thông số này. Bạn hãy nhớ Ratio là tỷ lệ chứ không phải là một con số cố định nhằm ám chỉ số dB bị giảm đi bởi compressor. Ratio của compressor thường được biểu diễn dưới dạng n:1 (ví dụ: 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1…)

Giả sử Ratio là 4:1, khi tín hiệu vượt quá threshold 4dB, Compressor sẽ giảm cường độ tín hiệu âm thanh để nó chỉ vượt quá threshold 1/4 của 4dB, tức là 1dB. Tương tự, nếu tín hiệu vượt quá threshold 8dB, Compressor sẽ giảm cường độ để tín hiệu chỉ vượt quá threshold 1/4 của 8dB, tức là 2dB.

Cụ thể hơn:

Số dB mà compressor cho phép cường độ tín hiệu âm thanh vượt ngưỡng Threshold = 1/n

Nếu Ratio tỉ lệ 1 : 1 thì nó sẽ không làm gì cả, để im cho mọi tín hiệu âm thanh đi qua.

Căn cứ vào Ratio, bạn sẽ biết được thế nào được coi là nhẹ, vừa và mạnh. Thông thường, tỉ lệ 2 : 1 là nén nhẹ nhàng. Từ 3 : 1 đến 4 : 1 là nén vừa phải. Từ 5 : 1 đến 8 : 1 trở lên là nén mạnh.

Ngoài ra, khi Ratio từ 10 : 1 đến ∞:1 (∞ là dương vô cực), Compressor được coi như 1 limiter. Tại ratio ∞:1, Compressor sẽ trở thành BrickWall Limiter và không cho tín hiệu vượt quá Threshold nữa.

Trong 1 số thiết lập hoặc thiết kế Compressor cụ thể, Compressor vẫn sẽ được kích hoạt dù cường độ tín hiệu chưa đạt tới Threshold. Điều này 1 lần nữa phụ thuộc vào tham số Knee (sẽ nói ở dưới).

Attack - Thời gian chuyển vào bộ nén

Attack

Attack - Thời gian tác động

Attack là thông số thể hiện thời gian compressor tác động vào tín hiệu âm thanh. Nói một cách khác, attack ảnh hưởng tới độ nhạy, độ chính xác của Compressor trong việc xử lý các tín hiệu âm thanh đi qua.

Attack có thể được viết là attcack time, attack phase và có nghĩa là giai đoạn mào đầu của quá trình nén. Tuy nhiên, trên compressor bạn chỉnh attack là 10ms thì chưa chắc attack phase sẽ luôn diễn ra trong 10ms mà có thể chậm hơn hoặc nhanh hơn. Bởi nó còn tùy thuộc vào số dB compressor cần giảm đi của tín hiệu gốc ít hay nhiều.

Lý do là vì trong thực tế sử dụng, không có hãng sản xuất nào biết được bạn sẽ căn Threshold, ratio… là bao nhiêu. Cho nên, nếu attack phase luôn xảy ra trong một thời gian cố định như bạn đã căn thì đôi khi sẽ quá chậm so với sô dB bị nén nhỏ và sẽ quá nhanh với số dB bị nén lớn. Mà như vậy thì người dùng sẽ rất khó để kiểm soát công cụ của mình.

Bởi vậy, người ta lấy 1 giá trị tham chiếu để quy định Compressor mất bao nhiêu thời gian để giảm đi số dB đó (thường là 10dB).

Ví dụ: nếu bạn để attack là 5ms còng giá trị thiết lập của nhà sản xuất là 10dB. Tức là compressor sẽ mất 5ms để giảm đi 10dB, mất 10ms để giảm đi 20dB với cùng một giá trị 5ms. Như vậy, âm thanh sẽ tự nhiên hơn rất nhiều vì khi giảm đi số dB lớn hơn, compressor sẽ thực hiện attack phase trong quãng thời gian dài hơn, tác động sẽ mượt mà hơn.

Một số Compressor chỉ cho phép bạn lựa chọn giữa Fast Attack và Slow Attack (ví dụ SSL Channel Compressor). Tùy nhà sản xuất và Model, fast attack thường rơi vào khoảng 20-1000 micro giây (1 micro giây bằng 1/1.000.000 giây). Slow Attack thường dao động từ 20-50 mili giây.

Attack nhanh (dưới 10ms) sẽ làm giảm độ dày của âm thanh và ngược lại. Ví dụ: khi xử lý tiếng va chạm của hai chiếc xe ô tô đi với tốc độ cao. Attack nhanh sẽ khiến cho âm thanh mỏng, yếu và thiếu tự nhiên do compress đã gần như ngay lập tức can thiệp làm yếu đi giai đoạn mào đầu của tiếng va chạm đó.

Còn nếu bạn dùng attack chậm (20 – 50ms) âm thanh va chạm nghe sẽ mạnh hơn, uy lực hơn vì nó tác động chậm hơn, phần năng lượng mạnh nhất của tiếng va chạm ít bị can thiệp hơn. Thay vào đó, nó tác động chủ yếu vào phần âm thanh tiếng va chạm ngân ra sao.

Release - Thời gian thoát khỏi bộ nén

Ngược lại với Attack, Release ảnh hưởng tới khoảng thời gian Compressor cần để chuyển tín hiệu từ dạng nén hoàn toàn thành dạng bình thường (không bị nén). Ví dụ: Nếu compressor có gọt đi của bạn 3dB, sau khi cường độ âm thanh không còn thỏa mãn tiêu chí do Threshold đặt ra, Compressor sẽ thực hiện giai đoạn Release (release phase) để trả lại 3dB đã mất giúp tín hiệu audio phục hồi lại mức âm lượng thu/phát như bình thường.

Tương tự như Attack, giả sử Release bạn để là 30ms – điều này không có nghĩa là Compressor sẽ luôn thực hiện quá trình Release trong vòng 30ms. Nó phụ thuộc vào số dB mà Compressor đã cắt đi của tín hiệu gốc và phụ thuộc vào giá trị tham chiếu của hãng sản xuất nữa.

Và cũng giống như attack, nếu compressor lấy di của bạn 10dB với cùng một giá trị release bạn đã căn từ trước, quá trình phục hồi âm lượng thu/ phát cho tín hiệu audio gốc sẽ mất ít thời gian hơn so với khi compressor lấy đi của bạn 20dB.

Khi thao tác với Compressor, các kỹ sư âm thanh thường để Release ngắn nhất có thể trước khi nghe thấy âm thanh trở nên thiếu tự nhiên, khó chịu (trừ khi đó là điều họ muốn).

Vì khi Compressor đang trong quá trình thực hiện Release Phase, nếu âm thanh gốc lại 1 lần nữa thỏa mãn tiêu chí do Threshold đặt ra, Compressor sẽ vẫn điềm nhiên thực hiện tiếp giai đoạn Release của mình tới khi xong thì nó mới bắt đầu theo dõi cường độ tín hiệu để tiếp tục thực hiện chu kỳ tiếp theo của mình. Điều này dẫn tới việc Compressor sẽ có hành vi tác động không nhất quán đối với các nốt nhạc/âm thanh khác nhau của track Audio hiện tại, khiến âm thanh nghe thiếu tự nhiên.

Tuy vậy, nếu biết cách sử dụng Release dài, Compressor lại giúp bạn giải quyết khá nhiều vấn đề trong bản mix và có các hiệu ứng thú vị.

Knee - độ gãy khúc tại điểm uốnợt của đáp tuyến)

Hiểu 1 cách nôm na, Knee giúp bạn điều chỉnh độ mượt mà và tự nhiên khi compressor biến đổi tín hiệu âm thanh từ trạng thái bình thường (không nén / uncompressed) sang trạng thái bị nén (compressed).

Có 3 loại Knee phổ biến: Hard Knee, Medium Knee, SoftKnee. Ở chế độ Soft Knee, âm thanh chuyển từ trạng thái thường sang bị nén 1 cách nhẹ nhàng, từ từ hơn rất nhiều so với Hard Knee. Medium Knee là mức nằm giữa.

Khi thiết lập Soft-Knee hoặc Medium Knee, Compressor sẽ tác động khi tín hiệu còn chưa kịp chạm tới Threshold và tăng dần ratio khi cường độ tín hiệu tăng dần. Compressor sẽ đạt ratio tối đa (là mức chúng ta quy định) khi cường độ tín hiệu vượt quá Threshold.

Điều này dẫn tới việc Compressor sẽ tăng dần mức tăng cường độ tín hiệu. Tín hiệu càng to, Compressor hoạt động càng mạnh. Kết quả là sự chuyển biến về cương độ âm thanh mượt mà, tự nhiên hơn.

Make-up Gain

Make-up Gain

Nút Make-up Gain (cách viết khác là Output Gain hoặc là Gain) cho phép bạn điều chỉnh cường độ tín hiệu đầu ra của Compressor. Tham số này tự giải thích cho tính năng của nó rồi.

Gain Reduction Meter

Đại đa số Compressor cho bạn biết số dB bị cắt đi bởi Compressor là bao nhiêu qua công cụ đo cường độ tín hiệu tên là Gain Reduction (viết tắt là GR). Nhờ đó, bạn dễ dàng theo dõi xem lúc nào thì Compressor hoạt động/không hoạt động, hoạt động nhanh hay chậm, tác động ít hay nhiều bằng… mắt.

Một số Compressor có nút Auto Make-up. Trong khi căn chỉnh Compression, tôi khuyên bạn không nên sử dụng vì dễ lầm tưởng rằng mình đang làm cho âm thanh hay hơn.

Hãy theo dõi sát sao giá trị của Gain Reduction trong suốt quá trình sử dụng Compressor. Thông thường, nếu Gain Reduction vượt quá 6dB, bạn đã quá tay. Nhưng tóm lại, người bạn tốt nhất vẫn là đôi tai. Đôi khi 5-7dB Gain Reduction cũng không ảnh hưởng gì nếu nghe vẫn sướng.

=====================================================================================

iCar Việt Nam :: http://carpad.vn

=====================================================================================

Về cơ bản, Compressor xử lý hiệu ứng Compression. Nó giảm sự khác biệt về âm lượng giữa các âm thanh "to mồm" nhất và các âm thanh nhỏ nhất.

Nhờ đó, âm lượng trung bình được ổn định và đẩy cao hơn khiến bản mix nghe "có vẻ" to hơn, hiện đại hơn, bóng bẩy hơn; nhạc cụ, giọng hát cũng nghe rõ ràng hơn, không còn cảnh nốt thì vừa, nốt thì nhỏ/to quá…

Ngoài ra, nếu sử dụng Compressor một cách hợp lý, bạn có thể khiến bản mix hoặc nhạc cụ nghe tự nhiên, có sức sống hơn. Thậm chí, bạn có thể "nhuộm màu" (thay đổi chất âm) cho bản mix hoặc nhạc cụ một cách nhẹ nhàng mà không sợ bị méo âm thanh bởi đa số các Compressor đều có chất âm rất đặc trưng. Chúng sẽ "bơm" vào tín hiệu âm thanh đi qua mình "dấu ấn" đó với mức độ khác nhau, phụ thuộc vào việc bạn bắt Compressor tác động vào âm thanh nhiều hay ít.

Thông số điều khiển Compressor

Khi mới nhìn vào giao diện của 1 Compressor thông thường bạn có thể không hiểu gì hết! Những thông số quan trọng nhất của Compressor đa phần lại hoàn toàn không thể ngay lập tức luận ra nhanh bằng cách tra từ điển.

Threshold

Compressor tự động phân tích tín hiệu âm thanh, nếu tín hiệu đó thỏa mãn tiêu chí bạn đặt ra, nó sẽ tự động tác động lên âm thanh. Threshold chính là tiêu chí đó!

Threshold có vai trò như hoa tiêu chỉ điểm báo cho Compressor biết khi nào được phép bắt đầu hoạt động. Nó quy định 1 mức cường độ âm thanh cụ thể nào đó (ví dụ: -23d), nếu cường độ âm thanh vượt quá ngưỡng đó thì Compressor sẽ "xử lý" ngay và giảm cường độ xuống. Nếu cường độ âm thanh thấp hơn ngưỡng đó, Compressor sẽ cho qua.

Threshold là 1 trong 2 thông số quan trọng nhất của Compressor. Sự quan trọng này được minh chứng bởi các Compressor tối giản chức năng với chỉ 2 điều khiển duy nhất. Threshold luôn là 1 trong 2.

Compression Ratio

Compressrion Ratio (tỉ lệ nén) chính là thông số quan trọng thứ 2. Ratio quy định mức độ can thiệp (hay nói cách khác là độ… thô bạo) của Compressor lên cường độ tín hiệu âm thanh nếu cường độ tín hiệu vượt quá Threshold.

Ratio càng cao thì Compressor càng giảm mạnh cường độ tín hiệu âm thanh.

Đây là một thông số hay gây hiểu nhầm cho người mới bắt đầu. Hãy nhớ Ratio là tỷ lệ, không phải là một con số cố định nhằm ám chỉ số dB bị giảm đi bởi Compressor.

Ratio của Compressor thường được biểu diễn dưới dạng n:1 (ví dụ: 1:1, 2:1, 4:1, 5:1).

Giả sử Ratio là 4:1, khi tín hiệu vượt quá threshold 4dB, Compressor sẽ giảm cường độ tín hiệu âm thanh để nó chỉ vượt quá threshold 1/4 của 4dB, tức là 1dB. Tương tự, nếu tín hiệu vượt quá threshold 8dB, Compressor sẽ giảm cường độ để tín hiệu chỉ vượt quá threshold 1/4 của 8dB, tức là 2dB.

Hãy làm phép tính đơn giản, số dB mà Compressor cho phép cường độ tín hiệu âm thanh vượt ngưỡng Threshold = 1/n.

Ratio 1:1 là tỉ lệ khá đặc biệt vì khi đó Compressor sẽ… không làm gì cả, để im cho tín hiệu đi qua.

Chắc hẳn bạn đang thắc mắc Ratio như thế nào được coi là nhẹ, vừa và mạnh? Theo kinh nghiệm của bản thân tôi, 2:1 là tỉ lệ nén nhẹ nhàng. Từ 3:1 đến 4:1 là tỉ lệ nén vừa phải. 5:1 đến 8:1 trở lên là tỉ lệ nén mạnh.

Từ 10:1 trở lên tới ∞:1 (∞ là dương vô cực), Compressor được coi như 1 limiter. Tại ratio ∞:1, Compressor sẽ trở thành BrickWall Limiter và không cho tín hiệu vượt quá Threshold nữa.

Attack

Ví dụ bạn đã căn xong Threshold cũng như Ratio chẳng hạn. Với cường độ audio hiện tại, theo như ratio đã căn, Compressor sẽ "cắt" mất 3dB của tín hiệu gốc. Nhưng nó không bụp 1 cái giảm đi 3dB ngay, như vậy sẽ rất thiếu tự nhiên. Thay vì thế, Compressor từ từ giảm dần cường độ của tín hiệu cho tới khi nó đạt được mục đích (cắt đi 3dB). Thời gian của quá trình này nhanh hay chậm sẽ bị ảnh hưởng bởi Attack (thường tính bằng mili-giây).

Nói 1 cách khác Attack ảnh hưởng tới độ nhạy, độ chính xác của Compressor trong việc "chộp lấy" và xử lý tín hiệu audio.

Attack Time: Rất khó nghe ra nếu bạn chưa có kinh nghiệm

Hình trên minh họa quá trình chuyển đổi từ khi tín hiệu ở dạng nguyên gốc sang bị nén hoàn toàn (tức là compressor giảm đi số dB đúng như ratio đã chỉ định). Attack Time đôi lúc được viết dạng Attack Phase, đều có nghĩa là giai đoạn mào đầu của quá trình nén. Trên compressor bạn chỉnh Attack là 10ms thì chưa chắc Attack Phase sẽ luôn diễn ra trong 10ms mà có thể chậm hơn hoặc nhanh hơn, tùy vào số dB compressor cần giảm đi của tín hiệu gốc nhiều hay ít.

Lý do tại sao? Vì trong thực tế sử dụng, hãng sản xuất sẽ KHÔNG thể nào biết trước được bạn căn Threshold, ratio.. là bao nhiêu. Do đó, nếu Attack Phase luôn xảy ra trong 1 thời gian cố định như bạn đã căn (ví dụ 5ms) thì đôi khi sẽ quá chậm với số dB bị nén nhỏ và sẽ quá nhanh với số dB bị nén lớn. Người dùng sẽ rất khó kiểm soát công cụ của mình.

Bởi vậy, người ta lấy 1 giá trị tham chiếu để quy định Compressor mất bao nhiêu thời gian để giảm đi số dB đó (thường là 10dB).

Để cho dễ hiểu tôi xin lấy ví dụ: nếu bạn để Attack là 5ms, và nhà sản xuất thiết lập giá trị tham chiếu là 10dB. Điều đó có nghĩa là Compressor sẽ mất 5ms để giảm đi 10dB, mất 10ms để giảm đi 20dB với cùng 1 giá trị Attack 5ms.

Nhờ đó, âm thanh sẽ tự nhiên hơn rất nhiều vì khi giảm đi số dB lớn hơn, Compressor sẽ thực hiện Attack Phase trong quãng thời gian dài hơn, tác động sẽ mượt mà hơn!

Một số Compressor chỉ cho phép bạn lựa chọn giữa Fast Attack và Slow Attack (ví dụ SSL Channel Compressor). Tùy nhà sản xuất và Model, fast attack thường rơi vào khoảng 20-1000 micro giây (1 micro giây bằng 1/1.000.000 giây). Slow Attack thường dao động từ 20-50 mili giây.

Ví dụ:

Attack nhanh (dưới 10ms) sẽ làm giảm "công lực" của âm thanh và ngược lại. Ví dụ: Bạn xử lý âm thanh tiếng đấm vào tường với attack nhanh, tiếng đấm này nghe sẽ "yếu sinh lý" hơn, thiếu tự nhiên hơn do compressor đã gần như ngay lập tức can thiệp, làm yếu đi giai đoạn mào đầu của tiếng đấm đó (vốn mang nhiều năng lượng nhất).

Nếu bạn dùng Attack chậm (20-50ms), tiếng đấm nghe có vẻ mạnh hơn, uy lực hơn vì nó tác động chậm hơn, phần năng lượng mạnh nhất của tiếng đấm ít bị sờ mó hơn. Thay vào đó, nó tác động chủ yếu vào phần âm thanh tiếng đấm ngân ra sao. Đủ dễ hiểu chưa nhỉ?

Release

Ngược lại với Attack, Release ảnh hưởng tới khoảng thời gian Compressor cần để chuyển tín hiệu từ dạng nén hoàn toàn thành dạng bình thường (không bị nén). Ví dụ: Nếu compressor có gọt đi của bạn 3dB, sau khi cường độ âm thanh không còn thỏa mãn tiêu chí do Threshold đặt ra, Compressor sẽ thực hiện giai đoạn Release (release phase) để trả lại 3dB đã mất giúp tín hiệu audio phục hồi lại mức âm lượng thu/phát như bình thường.

Tương tự như Attack, giả sử Release bạn để là 30ms – điều này KHÔNG có nghĩa là Compressor sẽ luôn thực hiện quá trình Release trong vòng 30ms. Nó phụ thuộc vào số dB mà Compressor đã cắt đi của tín hiệu gốc và phụ thuộc vào giá trị tham chiếu của hãng sản xuất nữa.

Ví dụ: Nếu Compressor cắt của bạn 10dB, với cùng 1 giá trị Release bạn đã căn từ trước, quá trình phục hồi âm lượng thu/phát cho tín hiệu audio gốc sẽ mất ít thời gian hơn so với khi Compressor thịt của bạn 20dB.

Khi thao tác với Compressor, các kỹ sư âm thanh thường để Release ngắn nhất có thể trước khi nghe thấy âm thanh trở nên thiếu tự nhiên, khó chịu (trừ khi đó là điều họ muốn).

Lý do? Vì khi Compressor đang trong quá trình thực hiện Release Phase, nếu âm thanh gốc lại 1 lần nữa thỏa mãn tiêu chí do Threshold đặt ra, Compressor không can thiệp mà điềm nhiên thực hiện tiếp giai đoạn Release của mình tới khi xong thì nó mới bắt đầu theo dõi cường độ tín hiệu để tiếp tục thực hiện chu kỳ tiếp theo của mình. Điều này dẫn tới việc Compressor sẽ có hành vi tác động không nhất quán đối với các nốt nhạc/âm thanh khác nhau của track Audio hiện tại, khiến âm thanh nghe thiếu tự nhiên.

Tuy vậy, nếu biết cách sử dụng Release dài, Compressor lại giúp bạn giải quyết khá nhiều vấn đề trong bản mix và có các hiệu ứng thú vị.

Tài liệu tham khảo:

1. Giáo trình âm thanh và ánh sáng – Được tổng hợp và chuyển ngữ bởi Lê Tuyên Phúc từ cuốn Live Sound Reinforcement – tác giả Hunter Stark

2. Internet

3. Tham khảo một số tài liệu của chuyên gia âm thanh tại VTV và VOV.


Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

===================================================

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

01/06/2019
bởi carpad.vn admin

Đã có nhiều sự tranh luận về chất lượng âm thanh kỹ thuật số tốt hơn hay âm thanh Anolog tốt hơn. Một trào lưu chơi đĩa than đang nở rộ với nhiều ưu điểm của nó. Tuy nhiên, âm thanh kỹ thuật số vẫn là đỉnh cao, bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ vấn đề hơn.

Có hai ước mơ lớn của con người mà khoa học kỹ thuật đã đáp ứng được trong thế kỷ 20: Ước mơ thứ nhất là tái tạo lại các hiện tượng nghe được, thấy được trong thế giới tự nhiên. Ước mơ thứ hai là giao tiếp từ đằng xa.


Ngành kỹ thuật điện tử và viễn thông đã thực hiện được cả hai giấc mơ này bằng những cải tiến liên tục từ cả trăm năm qua. Từ những chiếc máy nghe nhạc bằng đĩa cơ học, những thước phim câm chỉ có hình ảnh trắng đen, những chiếc điện thoại màng than đến nay chúng ta đã có những dàn DVD hiện đại với kỹ thuật âm thanh vòm phức tạp, những kênh thông tin cáp quang hoặc vệ tinh truyền một lúc hàng trăm chương trình truyền hình . Đó là quá trình phát triển từ tín hiệu âm thanh Analog sang tín hiệu Digital.

1. Âm thanh Analog là gì?

Ban đầu , các hiện tượng tự nhiên đã được những nhà vật lý mô phỏng là bằng những chuỗi thay đổi liên tục. Tiếng chim hót được ghi nhận như là kết hợp của những chuỗi dao động hình sin. Âm thanh trong đĩa cơ học đến phim nhựa quang học, rồi đến cả băng cassette đều là được lưu lại như là những chuỗi tín hiệu hình sin liên lục. Hình ảnh bầu trời xanh và mây trắng trong băng video cũng là những tín hiệu biến thiên liên tục. Các nhà khoa học sẽ chuyển các tín hiệu này thành dòng điện thay đổi liên tục và lưu trữ vào băng hình video.


Kỹ thuật lưu trữ như vậy gọi là kỹ thuật tương tự (analogue). Cứ như vậy, người ta thiết kế nên biết bao nhiêu phương tiện nghe nhìn, phim ảnh, băng nhạc, băng video, điện thoại viễn thông, phát thanh truyền hình v.v…

2. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

Các khoa học phát hiện ra rằng cảm xúc của con người còn bị chi phối bởi một yếu tố rất quan trọng, đó là thời gian. Hãy làm một thí nghiệm như sau: Trong một căn phòng mà bên ngoài trời lạnh đến 0 độ. Bạn phải sưởi ấm bằng cách cho dòng điện 10 ampere chạy qua một dây điện trở sưởi, thí dụ như bếp điện chẳng hạn. Bạn thấy không đủ ấm, phải tăng cường độ dòng điện lên 11 ampere, có khi tăng lên 12 hay 13 ampere, dòng điện chạy qua nhiều hơn, nhiệt lượng phát ra nhiều hơn, bạn mới thấy đủ ấm. Nếu trời bên ngoài bớt lạnh, bạn giảm dòng điện sưởi ấm qua điện trở sưởi xuống còn 8 hay 9 ampere mà thôi là đã vừa đủ ấm. Công việc bạn đang làm là điều hòa nhiệt độ cho vừa ý theo nhiệt độ môi trường bên ngoài. Đó là một công việc có tính chất kỹ thuật tương tự. Việc này đòi hỏi bạn phải có cách để tăng giảm dòng điện liên tục theo ý muốn. Nếu bạn không có cách nào tăng giảm dòng điện liên tục mà chỉ có một công tắc để đóng hay ngắt dòng điện mà thôi. Có cách nào điều hòa nhiệt độ không ?


Các nhà kỹ thuật mang yếu tố thời gian vào. Với chỉ một công tắc đóng hay ngắt điện, họ sẽ làm như thế này: Muốn ấm nhiều sẽ đóng điện trong 10 phút rồi ngắt điện 1 phút. Muốn giảm thì đóng điện 9 phút rồi ngắt 1 phút. Muốn sưởi ít hơn thì đóng điện 2 phút rồi ngắt 1 phút, muốn ít hơn nữa thì đóng điện 1 phút mà ngắt điện đến 10 phút. Với các làm như thế, chỉ có hai mức khống chế là đóng hay ngắt, có hay không, các nhà kỹ thuật đã có thể điều chỉnh được nhiệt độ phòng theo ý muốn. Cách làm như vậy là cơ sở lý thuyết của kỹ thuật số mà ưu điểm đầu tiên là đơn giản hóa việc điều chỉnh liên tục dòng điện, chỉ còn một công tắc ngắt điện theo thời gian. Hai mức đóng hay ngắt điện gọi là hai mức luận lý 0 và 1.

Sự ưu việt của âm thanh kỹ thuật số

Có ba yếu tố sau minh chứng cho sự tối ưu của âm thanh kỹ thuật số:

Thứ nhất là đơn giản trong lưu trữ. Thay vì ghi âm ghi hình phức tạp bằng nhiều mức trong các băng từ tính như băng video, băng cassette… người ta chỉ cần ghi bằng cách đục các lỗ để tượng trưng cho luận lý 0 và 1. Đĩa CD, VCD và DVD theo nguyên tắc này. Người ta đục lỗ rồi cho tia laser chiếu qua để đọc lại dữ liệu.

Thứ hai là giao tiếp từ xa. Thay vì phát thanh truyền hình phải xử lý tín hiệu ở nhiều mức, gây méo mó, nghẹt tiếng, sai màu… bây giờ chỉ còn truyền hai mức 0 và 1 dễ truyền, hình ảnh âm thanh được giữ nguyên gốc.

Thứ ba là biến hóa. Các chuỗi luận lý 0 và 1 dễ dàng được các nhà toán học xử lý biến hóa vô cùng. Các mạch lọc số cho ra các âm thanh vòm (surround) đủ các kiểu nghe rất hấp dẫn và hoành tráng. Các phương thức xử lý ảnh số cho ra vô vàn các ảnh ghép, các kỷ xảo truyền hình mà tín hiệu tương tự không thể làm được.


Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

01/05/2019
bởi carpad.vn admin

Giới thiệu tổng quát về âm thanh kỹ thuật số

Ngày nay chúng ta nghe rát nhiều đến thuật ngữ "Âm thanh kỹ thuật số", nhưng chắc hẳn còn rất nhiều người chưa biết Âm thanh kỹ thuật số là gì, và nó khác gì với âm thanh analog. Vậy thì nếu bạn chưa biết về âm thanh kỹ thuật số và muốn tìm hiểu hoặc bạn đã biết nhưng muốn hiểu sâu thêm thì mời bạn tham khảo bài viết dưới đây để cùng Trường Ca Audio đi tìm lời giải đáp cho câu hỏi "Âm thanh kỹ thuật số là gì?" nhé!

1. Âm thanh kỹ thuật số

Âm thanh kỹ thuật số là công nghệ có thể được sử dụng để ghi chép, lưu trữ, tạo ra, thao tác, và tái tạo âm thanh bằng cách sử dụng các tín hiệu âm thanh đã được mã hóa dưới dạng số (0 và 1). Sau những tiến bộ đáng kể trong công nghệ âm thanh kỹ thuật số những năm 1970, nó dần dần thay thế công nghệ âm thanh analog trong nhiều lĩnh vực sản xuất âm thanh, ghi âm (hệ thống băng đĩa được thay thế bằng hệ thống ghi âm kỹ thuật số), kỹ thuật âm thanh và viễn thông trong năm 1990 và 2000.

Am-thanh-ky-thuat-so-la-gi

Biểu diễn tín hiệu âm thanh Analog và Digital

Một microphone chuyển đổi âm thanh (giọng của một ca sĩ hay của một nhạc cụ) đến một tín hiệu điện tương tự, sau đó một ADC sử dụng điều chế mã xung chuyển đổi các tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Tín hiệu kỹ thuật số này sau đó có thể được ghi lại, chỉnh sửa và thay đổi sử dụng các công cụ âm thanh kỹ thuật số. Khi các kỹ sư âm thanh muốn nghe đoạn ghi âm trên tai nghe hoặc loa (hoặc khi chúng ta muốn nghe một tập tin âm thanh kỹ thuật số của một bài hát), một DAC thực hiện quá trình ngược lại, chuyển đổi một tín hiệu kỹ thuật số trở lại một tín hiệu tương tự, trong đó các mạch tương tự khuyếch đại và đi ra loa.

Hệ thống âm thanh kỹ thuật số có thể bao gồm nén, lưu trữ, xử lý và truyền tải các thành phần, chuyển đổi sang một định dạng kỹ thuật số cho phép thao tác thuận tiện, lưu trữ, truyền tải và thu hồi một tín hiệu âm thanh. Không giống như các âm thanh tương tự, khi thực hiện bản sao của một bản ghi âm dẫn đến suy giảm chất lượng tín hiệu. Sử dụng âm thanh kỹ thuật số, một số lượng vô hạn bản sao có thể được thực hiện mà không lo xảy ra suy giảm chất lượng tín hiệu.

Công nghệ âm thanh kỹ thuật số trong năm 2010 được sử dụng trong việc ghi âm, vận dụng, sản xuất hàng loạt, và phân phối âm thanh, bao gồm cả các bản ghi âm của bài hát, nhạc cụ, podcast, hiệu ứng âm thanh và các âm thanh khác. Phân phối âm nhạc trực tuyến hiện đại phụ thuộc vào ghi âm kỹ thuật số và nén dữ liệu. Sự sẵn có của âm nhạc như các file dữ liệu, chứ không phải là đối tượng như vật lý, đã làm giảm đáng kể chi phí phân phối. Trước âm thanh kỹ thuật số, ngành công nghiệp âm nhạc phân phối và bán âm nhạc bằng cách bán các bản sao vật lý của album dưới dạng băng, và sau đó là đĩa CD. Với hệ thống phân phối âm thanh và trực tuyến kỹ thuật số như iTunes, các công ty bán các file âm thanh kỹ thuật số đến người tiêu dùng qua Internet. Âm thanh mô hình phân phối / Internet kỹ thuật số này là ít tốn kém hơn so với sản xuất bản sao vật lý của các bản ghi âm, đóng gói chúng và vận chuyển chúng đến các cửa hàng.

Một hệ thống âm thanh analog chụp âm thanh, và chuyển đổi dạng sóng vật lý của họ thành các thể hiện điện của những dạng sóng bằng cách sử dụng một bộ chuyển đổi, chẳng hạn như một microphone. Những âm thanh này sau đó được lưu trữ, như trên băng, hoặc truyền đi. Quá trình này được đảo ngược để phát lại các tín hiệu âm thanh được khuyếch đại và sau đó chuyển đổi trở lại thành dạng sóng vật lý thông qua một loa. Âm thanh Analog giữ lại đặc điểm giống sóng cơ bản của nó trong suốt của nó lưu trữ, chuyển đổi, sao chép, và khuếch đại.

Tín hiệu âm thanh Analog rất nhạy cảm với tiếng ồn và biến dạng, do các đặc tính bẩm sinh của mạch điện tử và các thiết bị liên quan. Rối loạn trong hệ thống kỹ thuật số không dẫn đến lỗi trừ khi sự xáo trộn quá lớn sẽ dẫn đến một biểu tượng được hiểu sai như là biểu tượng khác hoặc làm phiền các chuỗi kí tự. Do đó, nhìn chung có thể có một hệ thống hoàn toàn có lỗi âm thanh kỹ thuật số mà không có tiếng ồn hoặc bóp méo được chuyển đổi sang định dạng kỹ thuật số, và chuyển đổi trở lại tương tự.

Một tín hiệu âm thanh kỹ thuật số có thể được mã hóa cho sửa chữa bất kỳ lỗi nào có thể xảy ra trong lưu trữ hoặc truyền tải các tín hiệu, nhưng điều này không hoàn toàn là một phần của quá trình âm thanh kỹ thuật số. Kỹ thuật này được gọi là "Kênh mã hoá", là điều cần thiết để phát sóng hoặc các hệ thống kỹ thuật số ghi lại để duy trì độ chính xác chút. Thời gian rời rạc và mức tín hiệu nhị phân cho phép một bộ giải mã để tái tạo lại tín hiệu tương tự khi phát lại. 8-14 bit điều chế là một mã kênh được sử dụng trong các âm thanh Compact Disc (CD).

2. Quá trình chuyển đổi

Một hệ thống âm thanh kỹ thuật số bắt đầu với một ADC chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Các ADC chạy ở tốc độ lấy mẫu quy định và chuyển đổi ở độ phân giải bit được biết đến. Âm thanh CD, ví dụ: có một tỉ lệ lấy mẫu 44.1 kHz (44.100 mẫu trên giây), và có độ phân giải 16-bit cho mỗi stereo kênh. Tín hiệu tương tự mà chưa được bandlimited phải được đưa qua một bộ lọc chống răng cưa trước khi chuyển đổi, để ngăn chặn sự biến dạng gây ra bởi các tín hiệu âm thanh có tần số cao hơn tần số Nyquist, mà là một nửa tỷ lệ lấy mẫu của hệ thống.

Một tín hiệu âm thanh kỹ thuật số có thể được lưu trữ hoặc truyền đi. Âm thanh kỹ thuật số có thể được lưu trữ trên một đĩa CD, một máy nghe nhạc âm thanh kỹ thuật số, một ổ đĩa cứng, một ổ đĩa flash USB, hoặc bất kỳ thiết bị lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số nào. Các tín hiệu kỹ thuật số sau đó có thể được thay đổi thông qua xử lý tín hiệu kỹ thuật số, nơi nó có thể được lọc hoặc có thay đổi. Nén dữ liệu âm thanh kỹ thuật, chẳng hạn như MP3, AAC, Ogg Vorbis, hoặc FLAC, thường được sử dụng để giảm kích thước tập tin. Âm thanh kỹ thuật số có thể được xem trực tiếp trên các thiết bị khác.

vong-doi-cua-am-thanh

Vòng đời của âm thanh

Để phát lại, âm thanh kỹ thuật số phải được chuyển đổi sang tín hiệu tương tự với một DAC. DAC chạy với tốc độ lấy mẫu và bit độ phân giải cụ thể, nhưng có thể sử dụng oversampling, upsampling or downsampling để chuyển đổi tín hiệu đã được mã hóa với tốc độ lấy mẫu khác nhau. iCar Việt Nam cung cấp Đầu android ô tô có chíp DAC rời 32bit và tần số lấy mẫu đến 392KHz cho chất âm thanh tuyệt vời


Các nội dung khác có thể bạn quan tâm:

========================================================================================

Phần 1. Âm thanh kỹ thuật số là gì?

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 2. Sự Khác Biệt Giữa Công Nghệ Âm Thanh Kỹ Thuật Số (Digital) Và Âm Thanh Tương Tự (Analog)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 3. Tác dụng bộ nén âm thanh (Compressor) trong xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

Phần 4. Hướng dẫn cài đặt và sử dụng bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số (DSP) đầu android C500+ ô tô

09/17/2018 bởi icar.vn admin

Phần 5. Bộ nén (Compressor) và bộ giới hạn (Limiters)

09/19/2018 bởi icar.vn admin

Phần 6: Bộ xử lý tín hiệu số (DSP)

09/14/2018 bởi icar.vn admin

========================================================================================

Bình luận

Không tìm thấy bài viết

Viết bình luận

Các bài viết gần đây