Vì sao chất lượng 16-bit / 44kHz chưa bao giờ là đủ (Phần 2)

Ở phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách mà các nhà thiết kế bộ lọc sử dụng để loại bỏ méo pre-ringing, từ đó giúp âm thanh trở nên trung thực và dễ nghe hơn.

Tuy nhiên, một bộ lọc được thiết kế cho tần số lấy mẫu 96kHz có thể suy hao ở dải tần số cao hơn nhiều, và tất nhiên độ dốc cũng không quá đột ngột. Khoảng chặn dải của một bộ lọc này bắt đầu ở 48kHz. Khoảng thông dải sẽ rộng hơn nhiều, và tần số mà bộ lọc bắt đầu tạo suy hao cũng cao hơn ngưỡng mà tai người có thể nhận biết được. Vì thế, độ méo tiếng sẽ giảm đi hẳn do ít các gợn sóng trên đáp tuyến biên độ, ít đảo pha và ít kéo dài năng lượng trong khoảng thông dải. Nhờ vậy, chất lượng âm thanh được cải thiện rõ rệt.

ban co tiet wac FLAC VA MP3 khac nhau the nao khong

Mặc dù các yêu cầu của bộ lọc digital đã giảm đi là một nguyên nhân dẫn đến việc tần số lấy mẫu 96kHz sở hữu chất âm cao cấp hơn, một số nhà nghiên cứu vẫn cho rằng dù con người không thể nghe được các dải âm cao hơn 20kHz, chúng ta vẫn cảm nhận được độ dốc lớn hơn – hay còn hiểu là sự tức thời của âm thanh mà các hệ thống digital với băng thông siêu lớn mang lại. Băng thông của hệ thống càng rộng, sự tức thời này sẽ càng diễn ra nhanh chóng.

Hãy thử xem xét trường hợp của subwoofer, một thiết bị có băng thông rất thấp khi tái tạo lại tiếng trống lẫy. Subwoofer chỉ loại bỏ những yếu tố thay đổi nhanh nhất của tín hiệu và tái tạo lại những phần còn lại của tín hiệu. Tương tự như vậy, các hệ thống âm thanh digital với băng thông 20kHz sẽ lọc bỏ những tín hiệu tức thời có độ dốc lớn nhất của âm thanh, từ đó tạo thành một loại méo âm khác. Nhiều người tin rằng khả năng tái tạo lại được các tín hiệu tức thời có độ dốc lớn chính là lý do các hệ thống với băng thông rộng cải thiện được cảm giác về không gian, bởi não bộ sẽ sử dụng những thông tin tức thời này để phát hiện vị trí ảo của nhạc cụ phát ra âm thanh.

Bên cạnh đó, các nghiên cứu tâm thính học cũng cho thấy người nghe có thể nhận ra sự khác biệt giữa sóng sine 1kHz với cùng một sóng sine được thêm 25kHz nữa, dù rằng người nghe không thể tự bản thân nghe được sóng sine 25kHz. Điều đó cho thấy tai hoặc não bộ có chứa cơ chế phát hiện siêu âm – những âm thanh mà tai người không thể trực tiếp nghe được nhưng vẫn được thu lại trên các bản thu định dạng chất lượng cao.

Những bộ lọc vừa mô tả ở trên gọi là lọc pha tuyến tính, vốn đã là tiêu chuẩn của đầu CD và DAC kể từ thuở bình minh của âm thanh digital. Tuy nhiên, gần đây các nhà thiết kế đã bắt đầu tạo ra bộ lọc pha tối giản, hi sinh đáp tuyến tần số phẳng (xuất hiện suy hao ở một đoạn ngắn quãng trên các dải cao) để giảm thiểu hiện tương ringing. Những bộ lọc này ngày càng trở nên phổ biến vì các nhà thiết kế có xu hướng tạo ra bộ lọc của riêng mình bằng cách viết nên các phần mềm cho chip dùng để điều khiển quá trình xử lý tín hiệu digital (DPS). Thường thì người dùng có thể chuyển sang dùng các bộ lọc khác nhau bằng cách bấm một nút nhỏ trên đầu CD hay trên DAC.

digital apodizing

Năm 2009, Meridian Audio giới thiệu bộ lọc digital apodizing, không chỉ không tạo ra méo pre-ringing của chính nó mà còn loại bỏ bất cứ méo pre-ringing nào được thêm vào tín hiệu do quá trình xử lý trước của chuỗi thiết bị, chủ yếu là ở DAC (từ apodizing bắt nguồn từ các ống kính và radio dùng trong lĩnh vực thiên văn. Các rìa sắc ở viền của ống kính quang học hoặc đĩa radio tạo ra các gợn sóng trong nhiễu xạ, rất giống với ringing ở bộ lọc digital. Trong kính thiên văn vô tuyến, những gì viền ngoài thêm vào sẽ bị suy hao đi để làm giảm hiệu ứng này, một quá trình gọi là quá trình apodization.)

Các méo pre-ringing tồn tại trên đĩa CD cũng gây suy giảm chất âm không khác gì các méo ringing thêm vào từ bộ lọc pha tuyến tính của đầu đĩa. Trên thực tế, loại méo pre-ringing này chính là tác nhân làm nên cái gọi là “chất âm CD”, thường kết hợp giữa âm hình phẳng, thiếu độ sâu cùng chất âm thô, cứng. Bộ lọc apodizing của Meridian, ban đầu được dùng cho đầu CD 808.2 Reference Signature đã cải thiện đáng kể chất lượng CD, đặc biệt là ở những đĩa CD cũ. Mặc dù bộ lọc này đang ngày càng phổ biến trên nhiều loại DAC khác nhau, chúng thực ra không loại bỏ năng lượng của méo ringing. Thay vào đó, chúng đảo thời gian của pre-ringing đúng lúc để loại méo này diễn ra sau tín hiệu tức thời, khiến cho nó không còn dễ nghe thấy như trước nữa.

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Vì sao chất lượng 16-bit / 44kHz chưa bao giờ là đủ (Phần 1)

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

Những điều cần lưu ý khi chăm sóc đĩa than

Nguyễn Hào