Nhiễu jitter – Từ khái niệm đến cách phòng tránh

Nhiễu jitter – Từ khái niệm đến cách phòng tránh

Monday 20/05/2019 3:25 pm GMT +7

Xem thêm:

Nhiễu jitter từng là một vấn đề khá hóc búa khi nhắc đến nhạc số, thế nhưng ngày nay đây không còn là một vấn đề quá nghiêm trọng nữa.

Câu hỏi: Tôi thường thấy mọi người nhắc đến nhiễu jitter khi chơi nhạc trên máy vi tính. Xin được hỏi jitter là gì và làm thế nào để có thể ngăn ngừa hiện tượng này.

Trả lời: Ở thời điểm hiện tại, nhiễu jitter vẫn là một vấn đề chưa được giải quyết triệt để. Thế nhưng, bất chấp việc loại nhiễu này có thể gây ra những tác động không tốt đến âm thanh, jitter giờ đây không còn quá nghiêm trong nữa. Nguyên nhân là bởi nhà sản xuất thiết bị và người thiết kế chip đã tìm ra những cách rất hiệu quả, không chỉ để xử lý mà còn để phòng ngừa hiện tượng này.

Nhieu jitter

Jitter là thuật ngữ để mô tả những sai lệch rất ngắn về mặt thời gian giữa hai khoảng lấy mẫu khác nhau. Ở hệ thống lấy mẫu 48kHz, khoảng thời gian giữa hai xung đồng hồ trung bình là 20.83333333333 micro giây. Nếu như khoảng cách giữa các xung có thay đổi, chẳng hạn như 20.80 hay 20.85, đây được xem là lỗi về mặt thời gian, gây ra lỗi biên độ dạng sóng, hay còn hiểu là một hình thức méo tín hiệu.
Hiện tượng này có thể xuất hiện ở cả quá trình chuyển từ analog sang digital hay từ digital sang analog, nhưng thường sẽ nghiêm trọng hơn ở quá trình đầu tiên bởi méo tín hiệu sau đó gán luôn vào tín hiệu digital, rất khó xử lý được. Xung chuyển từ analog sang digital bị nhiễm jitter là biên độ của mẫu tín hiệu âm thanh bị lấy lỗi về mặt thời gian, có thể sớm hơn hoặc muộn hơn nhưng lại bị lưu lại giống như các mẫu tín hiệu lấy chuẩn thời gian khác. Những biên độ lấy mẫu này, khi được số hoá sẽ không chuẩn về biên độ thực trong khoảng thời gian được yêu cầu.
Vấn đề tương tự cũng phát sinh ở quá trình chuyển từ digital sang analog vì nó tái tạo lại mẫu tín hiệu analog từ dữ liệu biên độ được số hoá. Nếu DAC tái tạo biên độ lấy mẫu sớm hơn hay muộn hơn cũng sẽ lại gây ra méo dạng sóng âm thanh. Tuy nhiên, điểm khác so với jitter ở quá trình từ analog sang digital nằm ở chỗ jitter có thể bị loại bỏ, và nhờ vậy dữ lieuej gốc có thể dùng để tái tạo lại dạng sóng chuẩn.

Nhieu jitter dep

Nếu như jitter xung nhịp xuất hiện hoàn toàn ngẫu nhiên thì méo tín hiệu cũng sẽ ngẫu nhiên. Một tín hiệu ngẫu nhiên, không do quá trình chỉnh sửa, master tạo thành sẽ được gọi là nhiễu. Vì các tín hiệu ở tần số cao thay đổi nhanh hơn các tín hiệu tần số thấp, lỗi thời gian quy mô nhỏ sẽ tạo ra lỗi biên độ lớn hơn ở các tần số cao. Vì vậy, jitter thường tạo ra tiếng xẹt xẹt ở các dải tần số cao. Dù vậy, ngày nay các hệ thống digital đều sử dụng mạch xung nhịp với chất lượng rất tốt, do đó đây không còn là vấn đề nữa.
Mặt khác, nếu như sai lệch jitter đi theo chu kỳ hay liên quan đến audio, méo tín hiệu sẽ có âm hoặc hài âm, do đó chúng thường trở nên rõ ràng hơn và dễ nghe thấy hơn. Thế nhưng, cũng giống như trường hợp trên, các jitter dạng này cũng khó có thể tìm thấy ở các thiết bị audio digital nữa, ngoại trừ những thiết bị rẻ tiền với cấu trúc mạch xung nhịp chất lượng vô cùng thấp.
Một trong những nguồn khác gây ra jitter (ngày nay đây cũng là nguồn gốc chủ yếu của jitter) là do dây dẫn. Nếu như truyền tín hiệu digital đi qua một dây dẫn dài (hoặc sợi quang), sóng vuông sẽ bị biến dạng thành ra gần giống với sóng tam giác ở đầu bên kia dây, với thời gian lên xuống chậm hơn bình thường. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là do điện dung của dây (hoặc do hiện tượng tán xạ bên trong lõi quang khiến tín hiệu dưới dạng ánh sáng không thể truyền thành đường thẳng), vì thế dây càng dài, sự biến dạng tín hiệu càng trở nên nghiêm trọng. Đó là lý do tại sao dây dẫn digital cần phải có băng thông rộng và điện dung thấp.

Nhieu jitter tot

Điều này khá quan trọng bởi vì hầu hết các tín hiệu digital phải kết hợp với xung cùng dữ liệu âm thanh, và thông tin xung nhịp được xác định từ những lần tăng hoặc giảm giữa các xung dữ liệu. Nếu các cạnh xung nhịp là dọc, khoảng xung sẽ rất rõ ràng. Tuy nhiên, nếu các cạnh xung nhịp dốc, điểm thời gian trở nên mơ hồ và lúc này jitter bắt đầu xuất hiện
Khi truyền âm thanh digital giữa hai hệ thống khác nhau, xung nhịp thời gian chính chính xác thực sự không quan trọng lắm, miễn là tốc độ lấy mẫu trung bình ở cả hai là như nhau. Ở mỗi khoảng xung nhịp, điều quan trọng nhất là xác định được giá trị nhị phân trong mỗi từ nhị phân (binary word).
Tuy nhiên, khi lấy mẫu hoặc tái tạo tín hiệu analog, các khoảng xung nhịp rất quan trọng. Vì vậy, nếu quá trình chuyển từ digital sang analog phụ thuộc vào việc sử dụng thông tin xung nhịp từ tín hiệu đầu vào bị nhiễm jitter để tái tạo tín hiệu đầu ra analog, hiện tượng méo tín hiệu hoặc nhiễu jitter sẽ xuất hiện. May mắn thay, hầu hết các DAC hiện đại đều được tích hợp những hệ thống loại bỏ jitter tinh vi để cách ly những xung nhịp bị nhiễm jitter khỏi tín hiệu digital, cũng như chính bản thân bộ chuyển đổi có xung nhịp tái tạo riêng.

Nhieu jitter chat

Trong hầu hết các trường hợp, bộ chuyển đổi analog sang digital chỉ hoạt động với xung nhịp bên trong có mức nhiễu jitter thấp, và việc sử dụng xung nhịp bên ngoài chỉ cần thiết khi phải dùng nhiều bộ chuyển đổi analog sang digital cùng lúc. Để giảm thiểu jitter của xung nhịp, cách tốt nhất là sử dụng xung nhịp bên trong của bộ chuyển đổi analog sang digital làm chủ hệ thống bất cứ khi nào có thể. Nếu cần phải sử dụng xung nhịp ngoài, hãy sử dụng dây cáp ngắn nhất và có chất lượng tốt nhất giữa các thiết bị có thể tìm được, được cung cấp từ bộ tạo xung chủ (master clock) ổn định nhất.

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

Audio Hungary và bộ đôi APR 204 APX 200

Bách Diệp

Từ khóa:

Phụ kiện