Đường cong RIAA – Một hiện tượng qua hai thế kỷ

Đường cong RIAA – Một hiện tượng qua hai thế kỷ

Thursday 27/12/2018 2:35 pm GMT +7

Xem thêm:

Bản thân đĩa Vynil vốn không thể tạo ra được âm thanh tốt giống như ta vẫn thường hay nghe. Để có thể chơi tốt, người ta cần sử dụng một loại EQ được gọi là đường cong RIAA

Khi những bản thu âm thương mại đầu tiên cho máy hát dưới dạng ống trụ bôi sáp bên ngoài được sản xuất vào đầu thế kỷ 20, người ta đã nhanh chóng nhận ra rằng rãnh ghi âm cho các dải trầm quá rộng, chiếm nhiều diện tích và làm giảm thời gian của bản ghi. Kết hợp với công nghệ đáp tuyến tần số ngày càng phát triển, nhiễu ồn từ các thiết bị điện tử ngày càng trở thành một nỗi lo lớn, thậm chí ám ảnh các kỹ sư lúc bấy giờ, bởi lẽ nhiễu ồn cũng là âm trầm và cũng được ghi lại trên bản thu âm.

duong cong RIAA

Và rồi họ đã nghĩ ra một giải pháp. Tất cả vấn đề đều có thể giải quyết nếu sử dụng công nghệ chỉnh tăng (pre-emphasis) trong quá trình thu âm, tức là điều chỉnh mức độ thu âm của những vùng khác nhau của khoảng tần số có thể nghe được thông qua Equalizer, hay còn gọi tắt là EQ.
Tuy nhiên, trước đó chưa từng có một tiêu chuẩn dành cho mức độ điều chỉnh được đưa ra. Vì thế rất nhiều công ty thu âm tự đặt ra mức EQ mà họ cho là tốt nhất. Điều đó đồng nghĩa với việc khi chơi một bản thu âm, người nghe có thể nghe thấy rất nhiều loại âm sắc khác nhau, chưa kể chính bản thân quá trình phát nhạc cũng tự tạo ra âm sắc riêng của mình.
Phải đến tận năm 1954, lúc này mới có một tiêu chuẩn chung được áp dụng cho quá trình thu âm có tên là đường cong RIAA (Recording Industry Association of America – Hiệp hội ngành công nghiệp ghi âm của Mỹ). Các vấn đề cần giải quyết đối với bản ghi của máy chạy đĩa hát bao gồm: tăng thời gian thu âm bằng cách giảm mức độ của các dải trầm, và giảm diện tích bề mặt của nhiễu ồn bằng cách tập trung vào các dải cao, sau đó áp dụng đường cong RIAA ngược trong quá trình phát lại để đảm bảo đáp tuyến tần số phẳng. RIAA cũng quyết định can thiệp vùng từ 1kHz đến 10kHz để giải quyết hiện tượng sibilance (hiện tượng xuất hiện các âm “SSSS” – “SHHHHH” trong khoảng 7kHz – 8kHz”).

duong cong RIAA dep

Như vậy, lúc này đã có hai loại đường cong RIAA – đường cong chỉnh tăng (pre-emphasis) và đường cong hậu giảm (de-emphasis)
Biểu đồ dưới đây thể hiện đường cong chỉnh tăng được áp dụng cho các thiết bị trong quá trình cắt đĩa. Khi thiết lập 1kHz ở mức 0dB, có thể thấy ở dải tần 10Hz, chỉnh tăng tạo suy hao lên đến 20dB và ở 20kHz tăng thêm 20dB. Như vậy, khi sử dụng EQ, chênh lệch giữa dải trầm và dải cao lên tới 40dB
Có thể thấy rằng đây không phải là một đường thẳng, bởi lẽ có những dải tần số cần được tập trung nhiều nhưng có những dải thì không nên. Đường cong này thực chất kéo dài tới 50kHz, tương ứng với băng thông của đĩa LP, cao hơn so với băng thông của CD cơ bản vốn dừng lại ở mức 44.1kHz.
Khi chơi nhạc từ đĩa LP, lúc này đường cong hậu giảm tích hợp cho phono của preamp hoặc receiver sẽ hoạt động. Đường cong ấy có hình ảnh như ở dưới đây:
Đường cong hậu giảm có hướng ngược hoàn toàn so với đường cong chỉnh tăng, mục đích là để khi kết hợp với nhau, hai đường cong sẽ tạo thành một đáp tuyến tần số phẳng, loại bỏ mọi nhiễu ồn, tiếng rít, kéo dài thời gian ghi âm cho đĩa LP.

duong cong RIAA tot

Đường cong chỉnh tăng hoạt động khá hiệu quả, nhưng cũng giống như mọi tiêu chuẩn kỹ thuật khác, sau một thời gian các kỹ sư âm thanh sẽ lại cảm thấy không thỏa mãn với những gì đã có và tìm cách để cải thiện nó. Thập niên 70 của thế kỷ trước, đường cong IEC ra đời và hình dạng của đường cong hậu giảm được thể hiện như sau:
Thay đổi lớn nhất nằm trong khoảng từ 50Hz trở xuống, ở đoạn này dB thấp hơn so với dB của đường cong RIAA, làm vậy để giảm méo tiếng do cong đĩa và do rung mâm đĩa than.
Đường cong IEC không được phổ biến như RIAA, và có lẽ đấy cũng là điều may mắn bởi nếu chúng được áp dụng, có lẽ chúng ta sẽ phải bỏ đi hết toàn bộ những đĩa than được áp dụng đường cong RIAA trước đây.
Áp dụng đường cong RIAA cho tầng phono
Việc áp dụng đường cong RIAA cho tầng phono không đơn giản như nhiều người vẫn nghĩa, nhưng cũng không đến nỗi quá khó. Không chỉ áp dụng ở điểm cắt tần, đường cong RIAA còn được sử dụng cho toàn bộ dải âm nghe được.
Có hai cách để áp dụng đường cong RIAA, cách thứ nhất là phương pháp thụ động, sử dụng một loạt các bộ lọc với mức độ khác nhau. Cách thứ hai là phương pháp chủ động, sử dụng op amp và hồi tiếp với số lượng khác nhau suốt các dải âm nghe được. Những người đề cao sự trung thực của tín hiệu cho rằng phương pháp chủ động không tốt, bởi op amp có hạn chế về điện áp và hồi tiếp âm có thể gây ra méo tiếng.

duong cong RIAA chat

Nhưng trên thực tế, dù áp dụng cách nào thì cũng phải đối mặt với hiện tượng chuyển pha. Nếu như ở phân tần, chuyển pha làm hỏng hình dạng của sóng âm, gây méo tiếng thì ở trường hợp của đường cong RIAA, hiện tượng chuyển pha cũng gây tác động tương tự. Vì bản chất của đường cong này là thay đổi trong suốt quá trình nên chuyển pha xuất hiện thường xuyên.
Trên lý thuyết, khi áp dụng đường cong chỉnh tăng cho quá trình thu âm và đường vong hậu giảm cho quá trình phát lại, hiện tượng chuyển pha sẽ không xuất hiện, và các dải âm sẽ phải đồng pha với nhau. Nhưng điều đó chỉ xảy ra khi đường cong chỉnh tăng và đường cong hậu giảm thật hoàn hảo, và điều đó là không thể. Vì thế, khi chơi đĩa than, người nghe sẽ cảm thấy âm thanh rất đa dạng và khác lạ do chuyển pha xuất hiện ở khoảng nghe được. Do đó, khi nghe đĩa than, người nghe sẽ cảm thấy âm thanh có phần hấp dẫn hơn CD bởi vì đường cong EQ vốn không được áp dụng cho CD.

Các bạn có thể tham khảo các sản phẩm khác tại đây

Các cách sử dụng AudioQuest Jitterburg

Bách Diệp

Từ khóa:

Phụ kiện