sao làm được vậy? Làm cách nào để âm thanh đi từ nguồn đến loa để bạn có thể nghe thấy?
Tín hiệu âm thanh là sự thể hiện điện của âm thanh trong tần số âm thanh dải tần từ 20 đến 20,000 Hz. Chúng có thể được tổng hợp trực tiếp hoặc bắt nguồn từ đầu dò thu micrô hoặc nhạc cụ. Luồng tín hiệu là đường dẫn từ nguồn đến loa, nơi tín hiệu âm thanh được chuyển thành âm thanh.
Hãy xem tín hiệu âm thanh là gì và nó hoạt động như thế nào. Tôi cũng sẽ thảo luận về các loại luồng tín hiệu khác nhau và cách thiết lập luồng tín hiệu cho hệ thống âm thanh gia đình.
Hiểu về xử lý tín hiệu âm thanh
Xử lý tín hiệu âm thanh là gì?
Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào các bài hát yêu thích của bạn kết hợp với nhau? Chà, tất cả là nhờ xử lý tín hiệu âm thanh! Xử lý tín hiệu âm thanh là quá trình chuyển đổi âm thanh thành định dạng kỹ thuật số, điều chỉnh tần số âm thanh và thêm hiệu ứng để tạo ra bài hát hoàn hảo. Nó được sử dụng trong các phòng thu âm, trên PC và máy tính xách tay, thậm chí trên các thiết bị ghi âm chuyên dụng.
Bắt đầu với Xử lý tín hiệu âm thanh
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về xử lý tín hiệu âm thanh, thì cuốn sách Giới thiệu về xử lý tín hiệu âm thanh của Warren Koontz là nơi lý tưởng để bắt đầu. Nó bao gồm những kiến thức cơ bản về âm thanh và tín hiệu âm thanh tương tự, lấy mẫu và định lượng để Âm thanh số tín hiệu, xử lý miền thời gian và tần số và thậm chí cả các ứng dụng cụ thể như thiết kế bộ cân bằng, tạo hiệu ứng và nén tệp.
Tìm hiểu xử lý tín hiệu âm thanh với MATLAB
Phần hay nhất của cuốn sách này là nó đi kèm với các ví dụ và bài tập sử dụng các tập lệnh và hàm MATLAB. Điều này có nghĩa là bạn có thể xử lý âm thanh trong thời gian thực trên chính PC của mình và hiểu rõ hơn về cách hoạt động của quá trình xử lý tín hiệu âm thanh.
Lưu ý
Warren Koontz là giáo sư danh dự tại Viện Công nghệ Rochester. Anh ấy có bằng Cử nhân của Đại học Maryland, bằng Thạc sĩ của Học viện Công nghệ Massachusetts và bằng Tiến sĩ. từ Đại học Purdue, tất cả trong kỹ thuật điện. Ông đã dành hơn 30 năm tại Phòng thí nghiệm Bell để phát triển các hệ thống truyền kỹ thuật số và sau khi nghỉ hưu, ông gia nhập khoa tại RIT để giúp tạo ra tùy chọn Công nghệ Kỹ thuật Âm thanh. Koontz đã tiếp tục nghiên cứu của mình trong lĩnh vực kỹ thuật âm thanh và đã xuất bản và trình bày kết quả nghiên cứu của mình.
Khoa học đằng sau dòng điện xoay chiều
AC là gì?
Dòng điện xoay chiều (AC) giống như đứa con hoang dã của dòng điện – chúng không ở yên một chỗ và luôn thay đổi. Không giống như Dòng điện một chiều (DC) chỉ chạy theo một hướng, AC liên tục chuyển đổi giữa cực dương và cực âm. Đây là lý do tại sao nó được sử dụng trong tín hiệu âm thanh – nó có thể tái tạo âm thanh phức tạp một cách chính xác.
Làm thế nào nó làm việc?
Tín hiệu âm thanh AC được điều biến để phù hợp với cao độ của âm thanh được tái tạo, giống như sóng âm thanh luân phiên giữa áp suất cao và áp suất thấp. Điều này được thực hiện bằng cách thay đổi hai giá trị - tần số và biên độ.
- Tần số: Tần suất tín hiệu thay đổi từ dương sang âm.
- Biên độ: Mức hoặc âm lượng của tín hiệu, được đo bằng decibel.
Tại sao AC lại tuyệt vời như vậy?
AC giống như siêu anh hùng điện – nó có thể làm những việc mà các dạng điện khác không làm được. Nó có thể lấy những âm thanh phức tạp và biến chúng thành tín hiệu điện, sau đó lại biến chúng trở lại thành âm thanh. Nó giống như ma thuật, nhưng với khoa học!
Luồng tín hiệu là gì?
Khái niệm cơ bản
Luồng tín hiệu giống như trò chơi điện thoại, nhưng có âm thanh. Đó là hành trình âm thanh đi từ nguồn đến tai bạn. Đó có thể là một chuyến đi ngắn, chẳng hạn như khi bạn đang nghe những giai điệu yêu thích trên dàn âm thanh nổi tại nhà. Hoặc đó có thể là một hành trình dài quanh co, giống như khi bạn đang ở trong phòng thu âm với tất cả chuông và còi.
The Nitty Gritty
Khi nói đến luồng tín hiệu, có rất nhiều điểm dừng trên đường đi. Âm thanh có thể truyền qua bảng điều khiển trộn, thiết bị âm thanh bên ngoài và thậm chí cả các phòng khác nhau. Nó giống như một cuộc đua chuyển tiếp âm thanh lớn!
Lợi ích
Vẻ đẹp của luồng tín hiệu là nó có thể giúp âm thanh của bạn hay hơn. Nó có thể giúp bạn kiểm soát khối lượng, thêm hiệu ứng và thậm chí đảm bảo rằng âm thanh sẽ đến đúng nơi. Vì vậy, nếu bạn đang muốn tận dụng tối đa âm thanh của mình, thì bạn sẽ muốn tìm hiểu về luồng tín hiệu.
Hiểu tín hiệu âm thanh
Tín hiệu âm thanh là gì?
Tín hiệu âm thanh giống như ngôn ngữ của loa của bạn. Họ là những người cho người nói của bạn biết phải nói gì và nói to như thế nào. Chúng là những thứ làm cho âm nhạc của bạn trở nên tuyệt vời, phim của bạn có âm thanh mãnh liệt và podcast của bạn giống như một bản ghi âm chuyên nghiệp.
Thông số nào đặc trưng cho tín hiệu âm thanh?
Tín hiệu âm thanh có thể được đặc trưng bởi một vài tham số khác nhau:
- Băng thông: Đây là phạm vi tần số mà tín hiệu có thể mang theo.
- Mức danh nghĩa: Đây là mức trung bình của tín hiệu.
- Mức công suất tính bằng Decibel (dB): Đây là thước đo cường độ của tín hiệu so với mức tham chiếu.
- Mức điện áp: Đây là thước đo cường độ của tín hiệu so với trở kháng của đường dẫn tín hiệu.
Các mức khác nhau của tín hiệu âm thanh là gì?
Tín hiệu âm thanh có nhiều mức độ khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Dưới đây là tóm tắt nhanh về các cấp độ phổ biến nhất:
- Line Level: Đây là mức tiêu chuẩn cho các bàn trộn âm chuyên nghiệp.
- Cấp độ người tiêu dùng: Đây là cấp độ thấp hơn cấp độ dòng và được sử dụng cho thiết bị âm thanh tiêu dùng.
- Mic Level: Đây là mức thấp nhất và được sử dụng cho micrô.
Tất cả điều này có nghĩa là gì?
Tóm lại, tín hiệu âm thanh giống như ngôn ngữ của loa của bạn. Chúng cho người nói của bạn biết phải nói gì, nói to như thế nào và làm thế nào để âm nhạc, phim và podcast của bạn trở nên tuyệt vời. Vì vậy, nếu bạn muốn âm thanh của mình phát ra âm thanh tốt nhất, bạn cần hiểu các thông số và mức độ khác nhau của tín hiệu âm thanh.
Âm thanh kỹ thuật số là gì?
Nó là gì?
Âm thanh kỹ thuật số là dạng kỹ thuật số của tín hiệu âm thanh. Nó được sử dụng trong tất cả các loại plug-in âm thanh và phần mềm máy trạm âm thanh kỹ thuật số (DAW). Về cơ bản, đó là thông tin đi qua DAW từ rãnh âm thanh đến phần bổ trợ và đầu ra phần cứng.
Nó được vận chuyển như thế nào?
Âm thanh kỹ thuật số có thể được gửi qua nhiều loại cáp, bao gồm:
- Cáp quang
- Đồng trục
- Cặp xoắn
Ngoài ra, mã đường truyền và giao thức truyền thông được áp dụng để hiển thị tín hiệu kỹ thuật số cho phương tiện truyền dẫn. Một số phương tiện truyền tải âm thanh kỹ thuật số phổ biến nhất bao gồm:
- TRUYỀN THỐNG
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Âm thanh qua Ethernet
- Âm thanh qua IP
Vậy chúng có ý nghĩa gì?
Theo thuật ngữ của giáo dân, âm thanh kỹ thuật số là một cách gửi tín hiệu âm thanh qua cáp và qua không khí. Nó được sử dụng trong tất cả các loại plug-in âm thanh và phần mềm máy trạm âm thanh kỹ thuật số (DAW). Vì vậy, nếu bạn là một nhạc sĩ, sản xuất, hoặc kỹ sư âm thanh, rất có thể bạn đã từng sử dụng âm thanh kỹ thuật số vào một thời điểm nào đó trong sự nghiệp của mình.
Thao tác tín hiệu âm thanh
Xử lý tín hiệu là gì?
Xử lý tín hiệu là một cách lấy tín hiệu âm thanh, chẳng hạn như âm thanh và thay đổi tín hiệu đó theo một cách nào đó. Nó giống như lấy một âm thanh, cắm nó vào máy tính, sau đó sử dụng một loạt các nút và quay số để làm cho âm thanh khác đi.
Bạn có thể làm gì với xử lý tín hiệu?
Xử lý tín hiệu có thể được sử dụng để làm tất cả những điều thú vị với âm thanh. Dưới đây là một số khả năng:
- Tần số cao hoặc thấp có thể được lọc ra.
- Một số tần số có thể được nhấn mạnh hoặc giảm thiểu bằng bộ chỉnh âm.
- Âm bội hài hòa có thể được thêm vào với sự biến dạng.
- Biên độ có thể được kiểm soát bằng máy nén.
- Có thể thêm các hiệu ứng âm nhạc như hồi âm, điệp khúc và độ trễ.
- Mức tổng thể của tín hiệu có thể được điều chỉnh bằng một bộ giảm âm hoặc bộ khuếch đại.
- Nhiều tín hiệu có thể được kết hợp với một bộ trộn.
Tất cả điều này có nghĩa là gì?
Tóm lại, xử lý tín hiệu là một cách để lấy âm thanh và làm cho âm thanh đó trở nên hoàn toàn khác. Bạn có thể làm cho âm thanh to hơn hoặc nhỏ hơn, thêm hiệu ứng hoặc thậm chí kết hợp nhiều âm thanh thành một. Nó giống như có một sân chơi âm thanh để chơi!
Tải nạp là gì?
Khái niệm cơ bản
Tải nạp là quá trình chuyển đổi âm thanh thành tín hiệu điện. Nói cách khác, đó là quá trình biến sóng âm thanh thành 0 và 1. Nó giống như một cây cầu kỳ diệu giữa thế giới vật lý và kỹ thuật số.
Những người chơi
Có hai người chơi chính trong trò chơi tải nạp:
- Micrô: Những bộ chuyển đổi này lấy sóng âm thanh và biến chúng thành tín hiệu điện.
- Loa: Những bộ chuyển đổi này nhận tín hiệu điện và biến chúng thành sóng âm thanh.
Các loại
Khi nói đến tải nạp, có hai loại tín hiệu âm thanh chính: analog và kỹ thuật số. Analog là sóng âm thanh gốc, trong khi kỹ thuật số là phiên bản 0 và 1.
Quy Trình Chế Biến
Quá trình tải nạp khá đơn giản. Đầu tiên, một sóng âm thanh gặp phải bởi một viên nang micrô. Viên nang này sau đó chuyển đổi năng lượng cơ học của rung động thành dòng điện. Dòng điện này sau đó được khuếch đại và chuyển thành tín hiệu số. Cuối cùng, tín hiệu kỹ thuật số này được loa chuyển đổi trở lại thành sóng âm thanh.
Khoa học sôi nổi
Tai của chúng ta cũng chuyển âm thanh thành tín hiệu điện, nhưng đây là tín hiệu thính giác, không phải tín hiệu âm thanh. Tín hiệu thính giác là để nghe, trong khi tín hiệu âm thanh là dành cho công nghệ.
Vậy là bạn đã có nó – một hướng dẫn nhanh chóng và dễ dàng để tải nạp. Giờ đây, bạn có thể gây ấn tượng với bạn bè bằng kiến thức của mình về quá trình kỳ diệu biến sóng âm thanh thành 0 và 1!
Hiểu Thang đo Decibel
Decibel là gì?
Khi bạn nhìn vào đồng hồ đo tín hiệu, bạn đang xem thông tin về decibel. Decibel đo độ to hoặc biên độ của âm thanh. Đó là thang logarit, không phải tuyến tính, có nghĩa là nó có thể đo nhiều mức công suất âm thanh khác nhau. Tai người là một thiết bị tuyệt vời có thể phát hiện âm thanh của một chiếc kim rơi gần đó, cũng như tiếng gầm rú của động cơ phản lực ở đằng xa.
Đơn vị đo tiếng ồn
Khi bạn đo mức độ tiếng ồn bằng máy đo mức âm thanh, bạn sẽ đo cường độ tiếng ồn theo đơn vị decibel (dB). Máy đo âm thanh sử dụng màn hình có dải decibel và độ phân giải gần đúng với dải động của tai. Sẽ rất khó để sản xuất một máy đo mức âm thanh có hiệu suất tuyến tính, vì vậy thang logarit được sử dụng, lấy 10 làm cơ sở.
Mức Decibel của âm thanh thông thường
Dưới đây là danh sách các mức decibel của âm thanh phổ biến:
- Gần như hoàn toàn im lặng — 0 dB
- Một tiếng thì thầm - 15 dB
- Thư viện — 45 dB
- Cuộc trò chuyện bình thường - 60 dB
- Nước xả nhà vệ sinh — 75–85 dB
- Nhà hàng ồn ào — 90 dB
- Tiếng ồn tối đa trong khu bệnh viện - 100 dB
- Em bé khóc — 110 dB
- Động cơ phản lực — 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Bóng bay nổ - 157 dB
Các loại Decibel
Khi nói đến âm thanh, có một số loại decibel:
- SPL (Mức áp suất âm thanh): đo âm thanh trong thế giới thực (không có tín hiệu), được đo bằng máy đo SPL chuyên dụng.
- dBFS (Decibel Full Scale): cách đo mức tín hiệu kỹ thuật số trong thế giới của các giây 0 và 1, trong đó cường độ tín hiệu tối đa = 0 trên máy đo.
- dBV (Decibel Volt): chủ yếu được sử dụng trong thiết bị tương tự hoặc phần mềm kỹ thuật số mô phỏng thiết bị tương tự. Máy đo VU đăng ký mức âm thanh trung bình, trái ngược với máy đo đỉnh, chỉ hiển thị các tín hiệu đỉnh nhất thời lớn nhất. Trong những ngày đầu của âm thanh tương tự, băng từ không có khả năng ghi nhiều tín hiệu âm thanh như băng từ được sản xuất nhiều thập kỷ sau đó, do đó, có thể chấp nhận ghi trên 0 tùy thuộc vào băng được sử dụng, lên đến +3 hoặc +6 hoặc thậm chí cao hơn.
Hiểu các định dạng âm thanh
Định dạng âm thanh là gì?
Khi ghi âm thanh, bạn cần quyết định cách lưu trữ âm thanh. Điều này có nghĩa là chọn đúng định dạng âm thanh, độ sâu bit và tốc độ lấy mẫu. Nó giống như chọn cài đặt máy ảnh phù hợp cho một bức ảnh. Bạn có thể chọn chất lượng JPEG (thấp, trung bình, cao) hoặc ghi lại lượng chi tiết tối đa trong tệp RAW.
Định dạng âm thanh giống như định dạng hình ảnh – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – nhưng đối với âm thanh. Định dạng âm thanh xác định lượng dữ liệu được sử dụng để thể hiện âm thanh, cho dù âm thanh đó có được nén hay không và loại dữ liệu nào được sử dụng.
Âm thanh không nén
Khi nói đến sản xuất âm thanh, thông thường bạn sẽ muốn sử dụng âm thanh không nén. Bằng cách đó, bạn có thể kiểm soát cách phân phối âm thanh. Ngay cả khi bạn đang sử dụng một nền tảng như Vimeo, YouTube hoặc Spotify, trước tiên bạn sẽ muốn làm chủ âm thanh ở định dạng không nén.
Âm thanh nén
Nếu đang làm việc với âm nhạc, bạn có thể cần nén tệp âm thanh nếu tệp quá lớn đối với nền tảng phân phối. Ví dụ: Distrokid chỉ chấp nhận các tệp có dung lượng tối đa 1GB. Vì vậy, nếu bài hát của bạn thực sự dài, bạn sẽ phải nén nó lại.
Các định dạng tệp phổ biến nhất để sản xuất nhạc là WAV và FLAC. FLAC là một định dạng nén không mất dữ liệu, tốt hơn mp3. Spotify khuyên bạn nên sử dụng định dạng AAC.
Xuất âm thanh
Khi bạn xuất âm thanh dưới dạng một phần của video, thông thường bạn sẽ có một vài giá trị đặt trước để chọn (ví dụ: YouTube, Vimeo, Di động, Web, Apple Pro Res.). Âm thanh sẽ được nén cùng với video dựa trên cài đặt xuất của bạn.
Nếu trường hợp sử dụng của bạn không phù hợp với cài đặt trước, bạn có thể thực hiện một số nghiên cứu bổ sung trực tuyến để tìm ra cài đặt tốt nhất.
So sánh kích thước tệp
Dưới đây là so sánh kích thước tệp trên các định dạng âm thanh khác nhau:
- WAV: Lớn
- FLAC: Trung bình
- MP3: Nhỏ
Vì vậy, có bạn có nó! Bây giờ bạn đã biết tất cả về các định dạng âm thanh.
Độ sâu bit là gì?
Độ sâu bit là một thuật ngữ kỹ thuật được sử dụng để mô tả độ phân giải động của dạng sóng âm thanh. Nó giống như số vị trí thập phân được sử dụng để biểu thị toàn bộ tệp âm thanh và là yếu tố chính quyết định chất lượng tổng thể và độ phân giải của âm thanh.
Khái niệm cơ bản về độ sâu bit
Độ sâu bit là tất cả về phạm vi giá trị được sử dụng để biểu thị tín hiệu to nhất và nhỏ nhất có thể được ghi trong phương tiện kỹ thuật số. Dưới đây là tóm tắt nhanh về những điều cơ bản:
- Các giá trị độ sâu bit biểu thị độ phân giải động của dạng sóng âm thanh.
- Độ sâu bit cũng xác định tổng số vị trí thập phân cho tất cả các số 0 và 1 được sử dụng để biểu thị toàn bộ tệp âm thanh.
- Các tiêu chuẩn độ sâu bit phổ biến nhất là 16-bit và 24-bit. Càng nhiều bit được sử dụng, tệp âm thanh càng lớn và chất lượng hoặc độ phân giải sẽ càng cao.
- Âm thanh CD được định nghĩa là phương tiện 16 bit, trong khi DVD có thể phát âm thanh 16, 20 hoặc 24 bit.
Độ sâu bit như một tham số sáng tạo
Độ sâu bit không chỉ là một thuật ngữ kỹ thuật – nó còn có thể được sử dụng làm thông số sáng tạo. Chẳng hạn, có cả một thể loại nhạc điện tử gọi là Chiptune mô phỏng cách âm thanh phát ra khi được phát trên các thế hệ máy tính trước đó có bộ xử lý 8 bit.
Vì vậy, nếu bạn đang tìm cách thêm một chút hương vị lo-fi vào âm thanh của mình, độ sâu bit chắc chắn là điều cần xem xét. Chỉ cần nhớ rằng càng nhiều bit được sử dụng, tệp âm thanh càng lớn và chất lượng hoặc độ phân giải sẽ càng cao.
Kết luận
Bây giờ bạn đã biết tất cả về tín hiệu âm thanh như SỰ ĐẠI DIỆN của âm thanh dưới dạng tín hiệu ở dạng rung động điện hoặc cơ học. Đó là cách chúng tôi nghe nhạc và cách chúng tôi ghi lại nó. Đó là cách chúng tôi chia sẻ nó với những người khác và cách chúng tôi tận hưởng nó trên thiết bị của mình.
Vì vậy, đừng ngại bắt đầu với nó và vui chơi!
Tôi là Joost Nusselder, người sáng lập Neaera và là một nhà tiếp thị nội dung, là người cha, và thích thử thiết bị mới với guitar với niềm đam mê của tôi và cùng với nhóm của mình, tôi đã tạo các bài viết blog chuyên sâu kể từ năm 2020 để giúp những độc giả trung thành với các mẹo ghi âm và ghi ta.
