Thang decibel và những điều cần ghi nhớ (kỳ 1)

Thang decibel và những điều cần ghi nhớ (kỳ 1)

Saturday 19/01/2019 11:27 am GMT +7

Xem thêm:

Một trong những khái niệm về âm học cần được nhớ là decibel, đơn vị để tính toán sự thay đổi của mức độ.

Có một điều khá thú vị, đó là dù đo mức độ áp suất âm thanh (SPL) hay đo khả năng khuyếch đại của ampli (còn gọi là độ lợi), người ta vẫn sẽ dùng đơn vị decibel, viết tắt là dB. Điều đầu tiên và quan trọng nhất: Decibel là tỉ số chứ không phải là đơn vị. Thang Decibel là một cách thuận tiện để chúng ta so sánh và định lượng những mức độ âm thanh theo cùng một cách qua nhiều môi trường trung gian khác nhau. Và điều thứ hai: thang dB là một hệ thống logarit chứ không phải tuyến tính. Hiểu biết về thang decibel cũng như các quy tắc sẽ giúp người đọc rõ hơn về các vấn đề liên quan đến âm lượng và công suất hay gặp.

Quy tắc 1: tăng 3dB cần gấp đôi công suất, tăng 10dB cần gấp 10 công suất

Thang decibel

Quy tắc đầu tiên: công suất đầu ra càng lớn, âm lượng sẽ càng cao. Thế nhưng, gấp đôi công suất sẽ không làm tăng gấp đôi âm lượng. Khi tăng từ 1 watt lên 2 watt công suất đầu ra, âm lượng sẽ tăng thêm 3dB. Tuy nhiên, vì thang dB là một hệ thống logarit chứ không phải tuyến tính nên để thêm 3dB nữa, 2 watt sẽ phải tăng thành 4 watt. Dù vậy, với sự tiến bộ của công nghệ như hiện nay, giá thành của power-amp cũng đã hạ đi khá nhiều, cho nên việc mua một ampli mạnh hơn cũng không quá khó khăn.
Đó là hiểu biết cơ bản nhất về mối quan hệ giữa công suất và âm lượng. Giờ mọi thứ sẽ phức tạp hơn chút. Sẽ ra sao nếu như có khoảng chênh lệch giá rất lớn giữa một ampli 80 watt và một ampli 100 watt? Trên thực tế, mọi thứ không phải lúc nào cũng rõ ràng như chúng ta tưởng. Nhà sản xuất có khả nhiều cách để giải thích cho số liệu công suất đầu ra của ampli. Do đó, khi so sánh công suất, chúng ta cần so sánh công suất trong những điều kiện giống nhau.
Một trong những tiêu chuẩn công nghệ thường được sử dụng nhiều nhất là chuẩn FTC 1974. Chuẩn FTC yêu cầu nhà sản xuất phải nêu công suất đầu ra trong khoảng tần số cụ thể (thông thường là 20Hz-20kHz cho các sản phẩm tầm trung và cao cấp), với điều kiện méo hài tổng (THD) bao nhiều phần trăm, cả hai kênh cùng chơi ở một mức trở kháng nhất định (4, 8 hoặc 16 Ohm). Nhìn qua thì thấy chuẩn FTC có vẻ như khá rõ ràng. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này chưa từng được cập nhật để áp dụng cho các AV receiver đa kênh hay loa subwoofer có tích hợp ampli, loa máy tính hoặc những thứ đại loại như vậy

Thang decibel dep

Ngày nay, trong thời đại receiver đa kênh ngày càng phổ biến, yêu cầu “cả hai kênh đánh cùng lúc” gần như bị nhà sản xuất phớt lờ đi. Một số hãng “có tâm” sẽ đánh giá mức công suất “ở chế độ hai kênh” theo tiêu chuẩn FTC, nhưng sau đó họ sẽ đưa ra một con số cao hơn nhiều cho chế độ đa kênh. Tệ hơn, mỗi hãng lại ghi mức công suất trong những điều kiện khác nhau, khiến cho việc so sánh ampli của hai hãng khác nhau trở nên rất phức tạp.
Chẳng hạn, thông số của receiver A ghi: “120 watts x 7 @ 1kHz .5% THD, 8 ohms”. Tuy nhiên nhà sản xuất còn ghi thêm: ““65 watts continuous x 2, 20-20kHz, .1% THD, 8 or 4 ohms.” (continuous – ám chỉ công suất khi hoạt động liên tục ở chế độ hai kênh)
Trong khi đó, thông số receiver B ghi như sau: “80 watts x 7 @ 1 kHz, .3% THD, 6 ohms,” hoàn toàn phớt lờ phần chế độ hai kênh, phạm vi 20-20kHz.
Với những con số và điều kiện được đưa ra, việc so sánh công suất hai ampli trên là điều bất khả thi.
Vả lại, ngay cả trong trường hợp hai ampli có công suất đúng như vậy với các điều kiện giống nhau, người nghe vẫn chẳng thể tìm được sự khác biệt nào đáng kể giữa 100 watt và 80 watt. Để âm lượng tăng thêm 3dB, công suất 80 watt phải trở thành 160 watt. 20 watt thêm vào để 80 watt thành 100 watt mới chỉ tăng âm lượng chưa được 1dB.

Thang decibel tot

Vậy nếu trong trường hợp so sánh một ampli 200 watt với một ampli 400 watt thì sao? Trong điều kiện lý tưởng, tất cả mọi thứ đều giống nhau, hiển nhiên 400 watt sẽ lớn tiếng hơn 200 watt 3dB. Tuy nhiên, có một vài trở ngại khá lớn nếu đó là 400 watt công suất liên tục, vì hầu hết loa hiện nay không được thiết kế để chịu mức công suất lớn như vậy.

Có 3 lý do chính giải thích lý do vì sao loa chỉ có thể chịu được một mức công suất nhất định:

– Nhiệt lượng: Năng lượng sinh ra nhiệt, càng mạnh thì sẽ càng nóng. Khi sử dụng năng lượng mạnh quá mức, đến một điểm nào đó cuộn voice coil bị dãn và lấp khe hở của voice coil. Nhiệt cũng làm biến dạng ống cuộng voice coil, làm chảy chất kết dính, đốt cháy điện trở của phân tần… Rất nhiều vấn đề xảy ra khi ghép một ampli quá mạnh hoặc dùng năng lượng quá mức cho loa. Trong thời gian ngắn, những dấu hiệu hỏng hóc chưa thể xuất hiện, nhưng về lâu dài có thể làm giảm độ bền, thậm chí gây cháy loa.
– Các yếu tố vật lý: Năng lượng mạnh quá mức sẽ làm cho driver của loa di chuyển mạnh hơn bình thường, khoảng hành trình driver (excursion – hành trình màng loa đẩy về phía trước và lùi lại về sau) lớn hơn bình thường, thậm chí có khi vượt xa so với mức chịu mà màng loa được thiết kế, từ đó dẫn đến hiện tượng voice coil bị dãn hoặc bị lệch, không thể trở về như ban đầu được nữa. Do đó, xét về yếu tố hình dạng vật lý, năng lượng mạnh quá mức cũng là một tác nhân có hại.

Thang decibel chat

– Nén tín hiệu: Hiện tượng này chỉ xảy ra khi công suất vào loa lớn đến mức cấu trúc từ (magnetic structure) trong loa bị bão hòa và không thể chuyển tín hiệu âm thanh đầu vào thành năng lượng vật lý, khiến cuộn voice coil không đẩy được màng loa về trước và ra sau. Loa về bản chất là transducer – tức là một thiết bị chuyển đổi dạng năng lượng này (dòng điện) thành một dạng năng lượng khác (cơ học). Ở điểm bão hòa, loa không còn chuyển đổi năng lượng được nữa. Với mức năng lượng quá mạnh, loa vẫn cho ra tín hiệu nhưng yếu hơn bình thường rất nhiều. Đây là hiện tượng nén tín hiệu, loa sẽ nén âm thanh đầu ra để cân bằng lại mức tín hiệu đầu vào quá lớn.

(Hết kỳ 1)

Xem:

Thang decibel và những điều cần ghi nhớ (kỳ 1)

Thang decibel và những điều cần ghi nhớ (kỳ 2)

Thang decibel và những điều cần ghi nhớ (kỳ 3)

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

Top 5 dây HDMI đáng lựa chọn phân khúc tầm trung

Thanh Tùng

Từ khóa:

Phụ kiện Audio