Tần số, dải quãng tám cơ bản và dải 1/3 quãng tám

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu các khái niệm cơ bản liên quan đến tần số, ý nghĩa của các dải quãng tám cơ bản và dải 1/3 quãng tám.

Tần số

Đơn vị của tần số được quy ước là Hertz, viết tắt là Hz để vinh danh cho nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz (1857–1894). Tuy nhiên, trước năm 1960, tần số thường được biểu thị bằng đơn vị CPS (số vòng/giây), kilocycles (KC=1,000 Hz), megacycles (MC=1,000,000 Hz) hoặc gigacycles (GC=1,000,000,000 Hz). Cũng giống như âm lượng, tần số thường được nghe và biểu thị dưới dạng logarit. Khi tăng cao độ của một nốt lên một quãng tám, tần số sẽ tăng lên gấp đôi. Hạ cao độ xuống một quãng tám thì tần số cũng giảm mất một nửa.

not la tren dan piano

Hình ở trên thể hiện tất cả các nốt La (A) trên một cây đàn piano 88 phím. Có thể thấy với hai quãng tám liền kề nhau, tần số của một nốt sẽ tăng lên gấp đôi hoặc giảm đi một nửa. Tương quan logarit của tần số cũng có liên quan đến cách đôi ta thường hoạt động. Đối với nốt La 440Hz, cao độ có thể dịch chuyển đi 5-10Hz trước khi bị đánh giá là lệch tông, Nhưng đối với nốt La 1760Hz, chênh lệch phải ngoài phạm vi 20-40Hz thì ta mới cảm nhận được sự lệch tông của nó. Các nốt nhạc cũng có thể chia theo đơn vị cent. Đây là đơn vị đo khoảng cách nhỏ nhất trong âm nhạc, 100 cent bằng nửa cung. Vì vậy, nó có thể đo (hoặc quy đổi) khoảng cách giữa các bậc của tất cả các dạng thang âm trên thế giới.

Để có thể hình dung một cách trọn vẹn, chúng ta cũng cần nhớ rằng đối với các nhạc cụ với các quãng bằng nhau như piano, khoảng cách giữa hai nửa cung sẽ bằng căn bậc 12 của 2 (2^1/12), tức khoảng 1.0595 lần. Hệ số này chia khoảng cách của hai nửa cung liền kề theo hệ logarit chứ không phải là Hz tương ứng. Như vậy, đối với nối A 440Hz, ta có thể tính ra tần số của nốt Bb, cao hơn nốt A nửa cung như sau:

·         440 x 2^1/12 = 466.16Hz hoặc 440 x 1.0595 = 466.16Hz

Để tính được tần số của một nốt nhạc ở vị trí tâm của một quãng tám, ta có thể dùng phép tính căn bậc hai của phép nhân nốt cao và nốt thấp. Giả sử gọi nốt chính tâm của quãng tám là C, nốt thấp nhất trong quãng tám là L và nốt cao nhất là H, ta có phương trình sau:

·      C = √(L x H)

Bảng dưới đây liệt kê tất cả các nốt nhạc mà chúng ta có thể nghe thấy ở ngoài đời thực. Lưu ý rằng ở quãng tám cao nhất, chúng ta có thể không bao giờ nghe được các tần số cơ bản, thế nhưng các nhạc cụ và nguồn phát âm thanh còn tạo ra bội âm, hay còn gọi là hài âm, có thể cao đến mức ấy hay thậm chí còn vượt xa hơn. Trên thực tế, những nhạc cụ như cymbal hay violin tạo ra bội âm vượt xa tần số 20kHz ngưỡng nghe tối đa của con người.

tan so co ban trong am nhac

Các tần số cơ bản trong âm nhạc (Nốt C ở tần số 261.6 Hz gọi là C quãng giữa, hay nốt C quãng tám thứ tư).

Dải quãng tám cơ bản và dải quãng tám 1/3

Chúng ta đã biết rằng tần số âm thanh được thể hiện theo quan hệ logarit. Khi quan sát một khoảng tần số, kích thước của mỗi khoảng, hay còn gọi là dải sẽ thay đổi chứ không giữ nguyên theo một giá trị Hz.

khoang cach tan so

Ở hình trên, ta có thể thấy rằng khoảng cách giữa tần số 20Hz và tần số 40Hz ngang bằng với giữa tần số 200Hz và tần số 400Hz. Cũng tương tự như vậy, khoảng cách giữa tần số 100Hz và tần số 1000Hz sẽ bằng với khoảng cách giữa tần số 1000Hz và 10kHz. Khoảng này được gọi là bộ 10 (decade).

day tan so

Quay trở lại với lý thuyết cơ bản. Phạm vi tần số mà con người có thể nghe được là từ 20Hz đến 20kHz. Khi chia ra theo quãng tám, ta có tổng cộng 10 quãng như vậy. Theo tiêu chuẩn ISO, tần số chính tâm của 10 quãng tám này lần lượt là 31.5 Hz, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz, 8 kHz và 16 kHz. Đây cũng chính là các nốt được in đậm ở trong bảng trên. Để phân tích sâu hơn nữa, người ta sẽ chia nhỏ quãng tám này thành ba phần, những phần này sẽ được gọi là dải 1/3 quãng tám.

Trong ứng dụng thực tế, các dải quãng tám này thường được dùng để đo đáp tuyến tần số của micro và các thiết bị khác, để chỉ ra mức độ hấp thu năng lượng từ vật liệu tiêu tán âm, cũng như thể hiện tần số trên hầu hết graphic equalizer. Việc chia nhỏ quãng tám thành 1/3 quãng tám sẽ giúp dễ dàng phân tích mức độ thay đổi năng lượng ở trong phạm vi khoảng tần số cực kỳ nhỏ.

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

Điều gì gây ra hiện tượng méo tiếng ở đĩa than

Nguyễn Hào