Thiết kế phòng nghe ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh

16-05-2014, 1:37 pm

Nhiều người không tiếc tiền tậu dàn máy đắt giá nhưng lại chưa quan tâm thiết kế phòng nghe để tái tạo âm thanh chuẩn.

Khi hệ thống âm thanh được sử dụng trong một không gian khép kín gọi là "phòng nghe", các tính chất âm học của căn phòng đó sẽ ảnh hưởng một cách sống còn đến chất lượng âm thanh.

Không phải tự nhiên trong phòng nghe có các tấm mút, thảm trải sàn

Độ âm vang: một phần hợp thành của hệ thống tái tạo âm thanh

Trong một phòng cỡ trung bình, với cách bài trí thông thường không theo quy tắc âm học, "khoảng cách tới hạn" (critical distance) thường chỉ là vài mét, thông thường là 2 mét. "Khoảng cách tới hạn" này, được đo từ loa, đạt được khi mức âm thanh dội lại bằng với mức âm thanh trực tiếp.
Âm thanh trực tiếp là âm thanh phát ra trực tiếp từ loa mà không dội lại ở đâu. Do đó, ở khoảng cách này, 50% là kết quả của sự dội lại từ tường. Quá trình dội âm cũng xuất hiện nhiều vấn đề như tần số, pha không đều, mất độ rõ nét và sự chắc chắn. Nếu vượt qua khoảng cách tới hạn này, nghĩa là giảm âm thanh trực tiếp, tăng tỷ lệ dội lại, chất lượng âm thanh sẽ càng giảm sút nhiều hơn.

Chất lượng và giá cả

Trái với suy nghĩ của khá nhiều người, tăng cường chất lượng âm thanh không quá đắt đỏ và việc tạo độ âm vang chuẩn mực của phòng lại chính là cách tiết kiệm và hiệu quả nhất. Một bộ dàn giá vài nghìn USD đặt trong phòng xử lý âm tốt có thể mang lại chất âm hay hơn bộ vài chục nghìn USD. Với những tay chơi tự chế (DIY - Do it Yourself), họ có thể xử lý phòng bằng các tấm tiêu âm, tán âm bằng mút gai, xốp hay gỗ. Từ các tấm này, người ta sẽ thiết kế mọi thứ cần thiết để chế ngự các vấn đề trong phòng nghe.
Điều quan trọng ở đây là cách tính toán khoảng cách để đặt bộ dàn, các tấm tiêu âm, tán âm ở vị trí nào trên tường, dùng đệm trải sàn, ốp trần nhà, đặt cột tiêu âm trầm ở các góc nhà ra sao để đạt hiệu quả cao nhất. Nếu chưa rành, có thể tham khảo chuyên gia tư vấn ngay từ ban đầu để tránh tốn kém. Với khoảng 300 đến 600 USD là bạn có thể thực hiện được việc này.

Các vấn đề âm học chính ảnh hưởng tới chất lượng âm thanh

Sự dội âm (Reverberation)

Sự dội âm sinh ra do quá trình phản xạ lại âm thanh ở khoảng cách gần từ các vách ngăn trong phòng. Sự dội âm quá lớn sẽ làm ảnh hưởng tới chi tiết của bản nhạc mà người nghe đang cảm nhận. Thời gian dội âm (RT60) được định nghĩa là khoảng thời gian để một âm thanh tăng thêm 60 dB sau khi phát đi. Trong một căn phòng chưa xử lý, RT60 có thể dao động từ 0,5 đến 1,5 giây, tùy thuộc vào tần số. Trong khi đó, giá trị mà các chuyên gia tư vấn là 0,2 đến 0,4 giây, là điều kiện lý tưởng nhất để nghe. Tham khảo thêm cách tính theo lý thuyết Sabine

Phản xạ biên (Lateral reflections)

Các phản xạ biên tạo ra những nguồn âm ảo bên ngoài loa, khiến âm thanh tái tạo thiếu chính xác.

Sai khác giữa dội âm và âm trực tiếp

Tỷ lệ chênh lệch giữa mức âm thanh trực tiếp và mức âm thanh dội lại nhỏ khiến âm thanh trở nên thiếu chi tiết.

Phản xạ ban đầu

Phản xạ ban đầu đến tai người nghe trong thời gian trễ 15 mili giây so với tín hiệu âm thanh trực tiếp. Chính nó gây ra vấn đề về pha khi kết hợp với âm thanh trực tiếp, tạo ra nhiều "hố" trong đáp ứng tần số. Hiện tượng này được gọi là "comb filter".

Thiết kế phòng nghe ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh

Đường màu đỏ là "comb filter" khi chưa xử lý âm học. Đường màu xanh là đáp ứng tần số khi đã xử lý âm học cho phòng.

Sóng đứng
Sóng đứng là sự cộng hưởng tần số thấp diễn ra giữa hai bề mặt dội âm đặt song song. Chúng là kết quả của sự tương tác giữa các bước sóng và khoảng cách giữa các bề mặt. Do đó, khi chưa xử lý âm học, sóng đứng làm giãn âm thanh ở cùng tần số và tạo "hố" ở các tần số khác.

Như vậy, điều kiện âm học của phòng nghe là một yếu tố quan trọng quy định chất âm cuối cùng.