Khái niệm hệ thống âm thanh

Một hệ thống có nhiệm vụ khuếch đại âm thanh và truyền tải nó, sao cho tai của khán giả cảm thấy thú vị và hiệu quả, đơn giản được gọi là hoàn thiện âm thanh (sound reinforcement – tạm dịch là pro-sound), là nhiệm vụ cơ bản nhất trong tất cả các lĩnh vực khác nhau của âm thanh. Nhưng ở khía cạnh khác, trong thực tế, nó là một trong những việc thực hiện khó khăn nhất.

Trước hết, có một vài vấn đề rất cơ bản mà các bạn trước đây không quen thuộc lắm. Hình 1.1 cho thấy một sơ đồ cơ bản nhất của hệ thống âm thanh, bao gồm hai bộ chuyển đổi và bộ khuếch đại (amplifier) đơn giản. Các bộ chuyển đổi (transducer) là bất kỳ thiết bị nào có thể bị thay đổi năng lượng nhận (sóng âm thanh từ người nói, tín hiệu âm thanh từ máy phát nhạc…) được bằng loại năng lượng khác (tín hiệu điện).

Một microphone sẽ thay đổi sóng âm thanh (acoustical energy – năng lượng âm thanh) thành tín hiệu âm thanh điện (electrical energy – điện năng) tương đương, một cái loa thì ngược lại, sẽ chuyển đổi một tín hiệu âm thanh (tín hiệu điện) thành sóng âm thanh để tai người có thể cảm nhận được.

Các thiết bị khác như máy nghe nhạc, điện thoại, laptop đều chứa các cảm biến như đầu đọc (playback head) của một máy ghi âm (tape recoder) hay cảm biến (sensor) của một máy nghe nhạc CD, hay trong các thiết bị khác, cũng thuộc vào loại chuyển đổi, cung cấp một tín hiệu điện âm thanh để có thể đưa vào một đầu vào (in-put) của hệ thống âm thanh.

Hình 1.1. Hệ thống pro-sound cơ bản.

Một amplifier (bộ khuếch đại) cho ra một phiên bản của tín hiệu điện (electric signal) (về kỹ thuật, nó cũng không nhất thiết cần phải mạnh hơn bản sao của chính nó). Sau cùng, một tín hiệu điện mạnh nhất sẽ đưa vào để điều khiển loa (speaker driver). Điều này được thực hiện trong nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn bao gồm một hay nhiều bộ khuếch đại ở từng thành phần/thiết bị (trong hệ thống đơn giản, việc này có thể được tích hợp vào một chassis (vỏ máy)). Sự gia tăng cường độ tín hiệu, được gọi là gain (độ lợi), có thể lớn bằng 1,000,000.000 hay hơn nhiều lần nữa đối với tín hiệu in-put.

Theo ý nghĩa đó, mỗi thành phần trong một hệ thống âm thanh cơ bản có thể được dùng để tạo ra những phiên bản giống hệt hay gần đúng của các tín hiệu nó nhận được. Bộ chuyển đổi (Transducer) thực hiện điều này bằng các phương pháp đặc biệt của nó, chuyển từ một loại năng lượng này sang loại khác (như từ âm thanh sang tín hiệu điện hay ngược lại). Amplifier xuất ra các tín hiệu ở đầu ra (out-put) của nó với năng lượng được cung cấp bởi một nguồn điện riêng biệt, như được lấy từ một nguồn điện tiêu chuẩn (CB, ổ cắm v.v). Các tín hiệu input được sử dụng làm hướng dẫn để cho ra các tín hiệu out-put ra chính xác hơn.

Tùy nhu cầu, hệ thống âm thanh thường được thiết kế để đối phó với tín hiệu âm thanh trong nhiều cách khác nhau, ngoài việc kiểm soát biên độ (volume / gain / fader). Sau khi âm thanh được chuyển đổi thành tín hiệu điện tương đương, có thể có nhiều cách, nó có thể được trộn lẫn (mixed), định hình lại (reshaped), chia ra (split) và các chức năng khác. Các chức năng bổ sung khác nhau thường được gọi là xử lý tín hiệu (signal processing).

Khi dùng nhiều hơn một micro và/hay các loại nguồn âm thanh khác, một thiết bị trộn âm thanh (audio-mixer) sẽ được sử dụng, audio-mixer có thể xử lý từng kênh đầu vào (input channel), và trộn các tín hiệu của nó và cho ra một hay nhiều tín hiệu đầu ra (out-put signal). Một mixer thông thường cũng sẽ cho phép có một số chức năng khác để xử lý và định tuyến (re-route) lại các tín hiệu do nó điều khiển.

Equalizers đơn giản thì có vài chức năng như điều khiển âm sắc, hay có thể được chia nhỏ hơn để cho phép kiểm soát một số tần số dao động hẹp hơn, từ âm trầm (bass) sâu nhất tới các âm bổng (treble) cao nhất. Một hệ thống tiêu biểu có thể bổ sung sự cân bằng âm sắc thông qua một hay nhiều thiết bị riêng biệt (phía ngoài – outboard), việc sử dụng các thiết bị hiệu ứng (effect) để xử lý âm thanh, hay copy thêm tín hiệu đưa đến các loa bổ sung nhằm cho phép người nói (talker) hay người biểu diễn tự kiểm tra chính họ, nghĩa đen được gọi là monitor.

Thông thường nhiều hơn một và đôi khi, tất cả các giai đoạn cần thiết của sự khuếch đại, xử lý tín hiệu, và chức năng trộn (mix) sẽ được kết hợp trong một thùng máy (chasiss), loại thiết bị này thường dùng cho các ứng dụng tương đối cơ bản. Ngoài các loại ứng dụng cơ bản, hệ thống hiện đại thường được bao gồm từ một loạt các tương tác thành phần đó, trong giới hạn nhất định, nhưng khi cần, nó có thể được kết nối lại với nhau.