Thiết bị đầu cuối thông tin

N ghỉa là âm lượng biểu thị tín h ch ất "lượng tử" của thính giác.. Người ta đánh giá mức che lấp b àn g đ ạ i lượng che lấp : M = N’0 - N0 N : mức ngưỡng nghe được đối với âm xét khi k

LÒI N Ó I ĐAU

M ột kê thống thông tin sẻ truyền tin tức từ n g u ò l^ tin dến nhận

tin Trong đó thiết bị dầu cuối thông tin (TBĐC) nằm ò dầu hệ thống

đ ể biến dối tin tức nguồn th à n h tín hiệu diện, hoặc n ằ m ỏ cuối hệ

thống d ề biến dối tín hiệu diên thành dạng tin tức p h ù hợp vói yêu

cầu nhận tin.

Thiết bị đàu cuối thông tin là m ôn học v ỉ nguyên lí các phư ơng

p h á p biến dổi tin của các TBĐ C khác nhau N h ữ n g ván dê liên quan

dến lượng thông tin n h ìn sẻ dưoc giói thiệu ò giảo trình truyền hình.

Giảo trìn h gồm ba p h ả n :

- Phân I : Trình bày n h ữ n g ván dầ của thiết bị đầu cuối ảm thanh ỉ

- Phần II : Các thiết bị đầu cuối bưu điện : diện báo truyền chữ,

truyên ảnh tinh, m áy điên thoại

- P hần II I : T h iết bị d ầ u cuối số liệu

N ăm 1996 chúng tôi có liên két vói N hà x u ấ t bàn Giáo dục cho

x u á t bản cuốn "T h iết bị đàu cuối thông tin ” Từ dó dén nay do có sự

cập nhật thông tin và d ề p h ù hợp vói chương trình g iả n g dạy của

trường, chúng tôi dã biên soạn lại, bổ sung thêm nội d u n g trong cuốn

"Thiết bị dầu cuối thông tirì' đ ể làm tài liệu giảng dạy c h ín h cho sinh

viên cùa khoa Diện tử Viển thông.

Cuốn sách chắc chấn kh ông tránh khỏi thiếu sót, chúng tồi m ong

n h ậ n dược nhiều ý kiến đ ón g góp của bạn đọc gần xa Các ý kiến

xin gửi vẻ N h à x u á t bản Giáo dục 81 Trần H ưng Đạo - H à Nội

(Tel : 8222393) C húng tôi x in trản trọng cám ơn bạn đọc góp ý n h ă m

hoàn thiện cuốn sách.

Tác g iả

Phan 1

THIẾT BỊ ĐẲU CUỐI ÂM THANH

I - ÂM THANH - THÍNH GIÁC - TIẾNG NÓI

§1 ÂM TH ANH

Sđng âm là sự biến đổi các tính ch ất của môi trư ờng đàn hổi khi n ả n g lượng âm truyền qua Sóng âm cổ th ể tru y én tro n g vật c h ất th ể rắn , lỏng, khí Sóng âm không tru y ển đượctro n g chân không Trong giáo trìn h này ta chỉ chú ý sự tru y ền âm tro n g không khí Khikích thích dao động âm tro n g môi trư ờ n g th ể khí thì n h ữ ng lớp khí bị nén và nh ữ n g lớp khí bị dăn được hình th àn h Trạng th ái nén và dãn lấn lượt được lan tru y ề n từ nguổn âm dưới d ạng sóng dọc (phương dịch chuyển của dao động trù n g với phương tru y ền âm) Sự

biến đổi á p -s u ấ t- tổ n g xung q uanh á p -s u ấ t- tỉn h bàng m ột lượng nhỏ p = (P - (PQÌ biểu thị

th a n h áp

Đơn vị áp su ấ t 1 Pascal, viết tá t là P a = N/m2

Ví dụ : áp s u ấ t tỉn h (PG của khí quyển ở điéu kiện tiêu chuẩn xấp xỉ 1 b a r = 1 0 6 th an h

áp tru n g bỉnh tro n g không khí

Lí thuyết sdng xác định đặc tín h sổng âm bởi phương trin h sdng :

cùa phương trinh sòn g : p = f ^ t - j là hàm số khà vi của các biến t, X và xác định

đơn trị theo giá trị pha t — — # với đặc tính :

Nếu sdng p h ả n g đổ là điéu hòa, thì :

T là n h iệt độ Kenvin

Dưới đây, dản ra m ột số định n g h ĩa và công thức tro n g điểu kiện sóng âm là p h ản g và điểu hòa :

dxTỐC độ dao động âm (còn gọi là tốc độ pha) V = - j- (v « c)

Âm trở của môi trư ờ n g :

p là khối lượng riên g không khí.

Cường độ âm I là công s u ấ t âm th ô n g qua m ột đơn vị diện tích m ật sóng Mật độ năng

lượng âm £ là n ă n g lượng âm tro n g m ột đơn vị th ể tích trư ờ n g âm I = pv = £c.

§2 TH ÍN H GIÁC

Dưới đây là n h ữ n g k ế t qu à nghiên cứu thống kê về th ín h giác người

2.1 Cảm th ụ v é tâ n s ố

Dải tẩ n 16 -r 20.000H z là phạm vi tá n số âm m à tai người có th ể cảm thụ được, gọi

là âm tá n Dưới 16 H z là h ạ âm Trên 20 kH z là siêu âm Càm th ụ vé tá n số âm , th ể hiện "độ cao" củ a âm Khi tả n g liên tiếp gấp đôi tấ n sổ thì tai người càm thụ th ấ y bậc biến th iê n b ằng n hau vể độ cao âm T rong âm học, người ta thường d ù n g đơn vi O ctave (oct) Số oct tư ơ n g ứ n g với tấ n số fn được xác định n h ư sau :

Vậy 1 oct tương ứng với biến th iên gấp hai lẩn về tầ n số so với tẩ n số ch u ẩn fc> K hoảng

âm tấ n chiếm 10 oct Người ta còn d ù n g đơn vị ^ oct Ví dụ, chọn f = 20H z, ta có bảng

osau đây :

Khoáng cao hơn 4000 Hz = 0,4 -ĩ- 0 ,5 ^

Khoảng tấ n số tru n g binh = 0,2 -T- 0,3%

Vậy sự cảm th ụ vể tẩ n số âm gần với quy lu ậ t log-, theo tẩ n số Các đặc tín h tẩ n sốcủa th iế t bị điện th an h sử dụng trục tầ n số theo th a n g tỉ lệ log-, sẽ r ấ t trự c quan

2.2 C ảm th ụ v ề b iê n đ ộ

Cảm thụ vé biên độ âm th ể hiện "độ to" của âm , th ư ờ n g gọi là âm lượng Âm lượng không chi phụ thuộc vào biên độ âm , m à còn phụ thuộc vào tá n số và h à n g loạt yếu tô khác Vi dự, khi tác động lâu một âm th a n h biên độ không đổi thi âm lượng giảm đi

Ngưỡng nghe được là mức thanh áp nhỏ n h ấ t của âm đơn m à tai người còn cảm thụ

được Ngưỡng nghe được ỉà mức giới h ạn chuyển từ trạ n g th ái nghe th ấy s a n g trạ n g thái không nghe thấy, và ngược lại Ngưỡng nghe được phụ thuộc tá n số, lứa tuổi người nghe,biện pháp bố trí nguổn âm Thanh áp hiệu d ụ n g của dao động điều hòa 1000 Hz bằng2.10" 5 N/m2 gọi là ngưỡng nghe được tiêu chuẩn

N gưỡng chói tai là mức thanh áp lớn n h ấ t của âm đơn m à ta i người còn chịu đựngđược Ngưỡng chói tai là mức giới hạn khả n ần g chịu đ ự n g nếu vượt q u á sẽ gây ra tổn thương thính giác không hổi phục được N gưỡng chđi tai phụ thuộc tấ n số (n h ư n g phụ thuộc ít hơn so với ngường nghe được) T h a n h áp điều hòa 1000 Hz bằng 20 N /m2 gọi là ngưỡng chổi ta i tiêu chuẩn Nói một cách g án đ ú n g cứ mỗi khoảng tả n g gấp 10 lấn cường

độ âm (đơn) thì tương ứng với bậc tâ n g âm lượng 1 lẩn C ảm th ụ về biẻn độ âm gắn với

quy luật log1() (theo âm lượng) Ben là đơn vị so sán h tư ơ n g đói với chuẩn đ ể biểu th ị mức

ở tấn số 1000 Hz, th ín h giác phân biệt biến thiên âm lượng 0,1 Ben = 1 dB Dơn vị

Nếu chuẩn so sán h là ngưỡng nghe được tiêu chuẩn (I() = 10-12W/m2 ; £() = 3.10" 15

J/m3 ; vo = 5.10" 8 m/s) thỉ số dB tương ứng được gọi là mức tu y ệt đối của âm v í dụ, mức tuyệt đối của ngưỡng chói tai là 120 dB

Cực tiểu biến thiên âm lượng m à tai người nhận ra được gọi là ngưỡng vi phân của độ thính theo biên độ N ghỉa là âm lượng biểu thị tín h ch ất "lượng tử" của thính giác Với

âm lượng bé gấn ngưỡng nghe được thì ngường AN chừng vài dB Còn với âm lượng tru n g

bình AN ^ 0,4 dB.

Trong thông tin, người ta thường dùng đơn vị dB để chỉ m ức các đại lượng điện so sánh với chuẩn C ấn lưu ý rằ n g người ta đả chọn rấ t nhiéu giá trị ch u ẩn khác nh au tùy theo ứng dụng ; do đó dễ nhấm lẫn Ví dụ :

(dBW) = 101 g

(dBV) = 20lg —

(dBm) = 101g ~

Trong trư ờng hợp dBm, nếu trở kháng chuẩn RQ = 600Q (điểm OdBm = lm W thường

được coi là điểm đấu vào m ạng thông tin điện thoại), thì ta có tương đương :

Khi dùng đơn vị so sán h tương đối, việc cộng hay trừ không th ể như sổ thường, v í dụ :

2 loa cùng phát m ột chương trỉn h cd mức lệch nhau 7 dB, nếu loa công su ấ t bé bị n g á t thì âm lượng chỉ giàm 0,8dB

Muốn tỉm ra đáp số 0,8 dB của ví dụ này, ta phải dù n g định nghĩa N = 101g Y đ ể

Htêu sò giỉ/ơ mức tong rõ /vứt be hơn

l ĩ ì n h 1 -1 Dổ thị trộ giúp cộng - trừ dB

Đo mức âm bao gổm tạp âm

nền (quạt và m áy điều hòa chạv)

được 37 dB

Hiệu số 37 dB - 33 dB = 4dB

được coi như là chênh lệch mức

âm tổng với mức âm nhỏ hơn

(trụ c hoành) Từ đồ tỉiị suy ra

hiệu số mức âm tổ n g với tạp âm

nghiên cứu th ố n g kê về thính

giác Đế xây d ự n g ĐCĐAL, người ta đưa ra đơn vị "phôn" Số "phôn" của một âm đơn tấn

số f nào đó đ ú n g bàng số dB của âm 1000 Hz khi thính giác cân bàng âm lượng củachúng DCĐAL được vê trê n đố thị mà trụ c tu n g là mức dB, trục hoành là th a n g tấ n số

âm với th am số họ đường cong là "phôn" Cách vẽ như sau, ví dụ : vẽ đường 60 phôn : cho máy p h á t A p h á t âm đơn 1000 Hz, 60 dB, cho máy p h át B p h á t âm đơn 100 Hz.Người nghe điểu chỉnh mức âm 100 Hz sao cho đ ạt tới cảm giác âm lượng 100 Hz cânbằng với âm lượng máy p h át A Đống hổ đo th an h áp của m áy phát B cho biết mức âm

100 Hz là 65 dB Vậy ở 100 Hz, mức tuy ệt đối 65 dB đẳng âm lượng với mức tu y ệt đối

60 dB của âm 1000 Hz Mức âm của cả hai sóng đểu là 60 phôn Ta vẽ được 1 điểm trên

ĐCĐAL 60 phôn : hoành độ là 100 Hz, tu n g độ là 65 dB

Thay đổi tấ n số và mức âm của máy phát B, dùng tai để cân bàng âm lượng máy B với máy A, ta vẽ được m ột ĐCĐAL 60 phôn Đường này cắt đường f = 1000 Hz ở điểm

có tung độ 60 dB P h ẩn ĐCĐAL 60 phôn nằm dưới đường N = 60 (1B ở tro n g khoảng tần

hơn, nghĩa là âm lượng ít

thay đổi theo tấ n số hơn

3 - Khi giảm mức tru y én đ ạ t (giảm mức tuyệt đối, không phụ thuộc tấ n số), thì cảm thụ dải tấ n bị c át xén Ví dụ, ở mức 60 dB dải tẩ n là từ 35 Hz, ở mức 20 dB dải tấ n là

từ 120 Hz, bị th u hẹp Vậy m ạch điéu chính âm lượng được th iết kế tố t n h ấ t là thay đ ổ i

SỐ "phỏn"

2.4 H iệu ứ n g c h e lấp

Hiệu ứng che lấp là sự n â n g cao ngưỡng nghe được (độ nhạy thính giác giảm) đôi với

một âm th an h xét khi co' m ặ t âm th an h nhiễu Người ta đánh giá mức che lấp b àn g đ ạ i

lượng che lấp :

M = N’0 - N0

N() : mức ngưỡng nghe được đối với âm xét khi không nhiễu ;

N o : mức ngưỡng nghe được đối với âm xét khi có nhiễu

Đại lượng che lấp M phụ

thuộc vào mức và tẩ n số,

vào chênh lệch mức và

chênh lệch tẩ n sô của âm

bị che lấp và âm nhiễu

Hiệu ứng che láp là đặc

điểm của thính giác binh

thường (khác với bệnh nặn g

tai do th ín h giác bị quá tài,

không hổi phục sau tác

động của âm n ầ n g lượng

lớn)

Hiệu ứng che lấp, như

các đổ thị trê n đây cho thấy,

có đặc điểm không đối

xứng, âm nhiễu tấ n số th ấp

dễ che lấp âm tấ n số cao,

nhưng âm nhiễu tấ n số cao

khó che lấp được âm tẩ n

số th ấp Dặc điểm này cấn

được lưu ý tro n g âm nhạc :

cấn nữ nhiéu hơn nam

tro n g dàn hợp ca, cấn nhiều

viôlông hơn là viôlông-xen

tro n g hòa tấu

M ó ,h a n ; n g a y c ả A F > A F ó ih ạn t h i M = M «ó, hạn A F «ỏi hạn t ư ơ n g ứ n g d ả i t ớ i h ^ n n à o

đó của th ín h giác Trong khoảng 20 -ĩ- 16000 Hz có 24 dải tới hạn của thính giác Chính cấu trú c dài tới h ạn của th ín h giác làm cơ sở cho tính phi tuyến của th ín h giác Các thực nghiệm sau đây th ể hiện tín h phi tuyến của thính giác :

1- Cho tác động âm đơn fj với mức 100 dB Người nghe không chỉ cảm th ấ y âm fp

mà còn cảm th ấy có cả hài bậc hai (2fj) với âm lượng 8 8 dB, cả hài bậc ba (3fj) với âm lượng 74 dB

2 ' Cho tác động âm đơn fị đổng thời với m ột âm đơn f2 khác m à tấ n số f2 th ay đổi liên tục tùy ý Người n ghe cảm thụ th ấy âm phách F = |f \ - fj I khi f\ xấp xi b àn g n fpvới n = 1, 2, 3

3 - Cho tác động 2 â m đơn fj và ÍV T ần sô hai âm đơn này ở vào hai dải tới h ạn khác

n hau của th ín h giác Người nghe cảm thụ các âm f = nifj ± n f\ với các mức âm lượng khác nhau, tro n g đó lớn n h ấ t là fj - f2 Do thính giác có tính phi tuyến nên ta cảm thụ gán đúng các âm phức gồm âm tầ n cơ bàn và các sóng hài, nh ư n g ta lại cảm th ụ sai các

âm phức gốm n h ữ n g th à n h phấn tẩ n số không bội (Méo âm th a n h do th êm th à n h phán sóng hài không gây ra sai lệch cảm th ụ lớn bằng méo âm th a n h do thêm th à n h p h ẩn tấ n

số không bội)

2.6 C á c đ ặ c d iể m k h ô n g g ia n v à th ờ i g ia n c ủ a t h í n h g iá c

1 Quản tín h cùa th ín h giác

Hưởng ứ ng của th ín h giác đối với tác động của âm không phải là ngay tức thì, m à là

có trẻ Sau khi âm b át đầu chừng 200 m s thính giác mới xác định âm lượng củ a nó Khi

âm ngừng, cảm giác th ấ y âm đó còn kéo dài thêm 150-7- 200m s T hính giác không phân biệt khoàng ngừng bé hơn 50 ms giữa 2 âm giống nhau đi liền nhau Điều này d ẫn đến hiện tượng che lấp vé thời gian Phải qua thời gian tác động của âm cỡ vài chu kl thỉ

th ín h giác mới xác định độ cao âm

2 Hiệu ứ n g hai tai

Hai tai rù a người cách nhau khoảng cách bàng bước sóng âm 2000 Hz Do lệch pha,

do nhiễu xạ và che chán bởi đáu người, vành tai nên sóng âm từ m ột nguổn đến hai tai

có khác n h au ; kết quà là con người có khả năng định hướng nguồn âm với sai số 3° -r 4° (nếu nguổn không q u á lệch vể phía bên)

3 Hiệu ứ n g stereo

Khác với hiệu ứng 2 tai, tro n g đó nêu đặc điểm càm thụ âm đối với m ột nguổn âm , hiệu ứng stereo là sự cảm th ụ bằng 2 tai đối với 2 (hoặc nhiéu) nguốn âm th a n h tư ơ n g quan

Sự tru y ền th a n h bằng 2 (hoặc nhiêu) kênh độc lập từ 2 (hoậc nhiểu) điểm tro n g trư ờ n g

sơ cãp (nguốn tin) đến 2 (hoặc nhiều) điểm tương ứng tro n g trư ờ n g th ứ cấp (ví dụ, 2 loa

đ ặ t cách n hau nơi n h ận tin) tạo nên cảm tưởng của người nghe về đặc tín h không gian của trư ờng âm sơ cấp - tru y én đ ạ t như th ế gọi là tru y ề n đ ạ t stereo T ấ t nhiên, tín hiệu

ở 2 kênh là tư ơ ng q u an , theo yêu cầu mỹ cảm của th ín h giác So với tru y ể n đ ạ t mono, truyén đạt stereo tạo ra cảm giác không gian của âm th a n h tố t hơn, n h ư n g c ũ n g không

th ể hoàn to àn như sự cảm n h ận trực tiếp của người nghe cd m ặ t tro n g trư ờ n g âm sơ cấp.Khi tru y ển đ ạ t mono, nhờ bố trí hai hệ thống loa cách nhau, người nghe cò càm tưởng

về đậc tín h không gian của âm th an h N hư vậy cũng tốt, n h ư n g cảm giác khô n g gian đđ khổng phản án h đậc tín h thực của không gian trư ờ n g âm sơ cấp

11

§3 TIẾNG NÓI

3.1 Mô h ìn h p h á t t iế n g n ói

Tiếng ndi được cơ quan p h á t âm của con người tạo ra nhằm m ục đích th ô n g tin T)ếng nói được phân loại thô th à n h âm hữu th a n h và âm vô thanh

Ấ m hữ u th a n h : luồng không khí từ phổi làm thanh đới dao động, phát ra những xang

âm th an h (đưa ra th an h q uàn) cổ tấ n số fQ, gọi là tấ n số âm cơ bàn P hạm vi fQ từ 70Hz đến 450Hz, tru n g bình fQ của nam giới là 150H z,fo của nử giới là 250Hz Dường bao phổ của những xung âm cơ bản có độ dốc giảm dấn về phía tấ n số cao khoảng 6 d B /lo ct

Ả m vô thanh : có bàn c h ất tạp âm, kết quà của sự p h ụ t hơi q u a các khe tro n g khoang

m iệng (môi, mủi, răng, lợi) K hoang m iệng là m ột hệ thống bộ lọc âm học phức tạp với

h àn g loạt hốc cộng hưởng, m à tấ n sỗ cộng hưởng thay đổi được nhờ con người điều khiến tin h vi rấ t nhiều cơ tro n g khoang miệng

Khi xát đặc điểm phổ của m ột ngôn ngữ, người ta th ấy có m ột số xác đ ịnh n h ữ n g mẳu

âm nguyên tố, gọi là phonem Đường bao phổ của mỗi phonem có d ạng xác định với một

số xác định các cực đại (phom an) và các cực tiể u (antiphom an)

Thặnh phấn phổ m ang tin tức là k há hẹp so với toàn bộ phổ tiến g ndi, và không khớpvới phẩn m ang năng lượng âm chủ yếu (94% công su ấ t tiếng nòi thuộc dải tá n 80 -i- 2000Hz) Dải tầ n tiêu chuẩn của tín hiệu điện thoại là từ 300H z đến 3400Hz

3.2 ứ n g d ụ n g c ủ a m ô h ỉn h

Bản th ân tiến g nói gốc là tương tự Nhờ số hóa và xử lí số đói với tiến g nói, người ta

có th ể tru y ền thoại bằng kĩ th u ậ t thông tin số, có th ể tổng hợp và phân tích tiến g nổi(tro n g thông m inh n h ân tạo) Đ ể số hóa tiếng nói, người ta lấy m ảu với chu kl 20ms Mỗi

m ảu được đặc trư n g bởi m ột bộ các thông sổ : th ô n g số chuyển m ạch (để chỉ m ảu âm là hữu th an h hay là vô th a n h ), thông số về xung âm cơ bản (nếu là âm hữu th a n h ), thông

số về tạp âm (nếu là âm vô th an h ), th ô n g sổ về bộ lọc khoang m iệng

Mục đích của xử lí số là bảo đảm sự chính xác khi phân tích hay tổng hợp tiến g nối

M ột kỉ th u ậ t xừ lí số đối với tiế n g nổi là m ã h đa dự đoán tu y ế n tín h LPC (L inear

P red ictiv e Coding) LPC dự đoán tín hiệu th o ại ở m ẫu xét trê n cơ sở lấy tr u n g binhcác th ô n g số của các m ẫu trước Số các m ảu trư ớ c (được láy tru n g bỉnh) b à n g số các

th ô n g số (theo nguyên tá c số phươ ng trin h độc lập cán có b àn g số ẩn sổ c á n tỉm ) Sự sai lệch giữa th ô n g số th ự c của m ẫu x ét và giá trị dự đoán được gọi là sai só dự đoán

M ột th u ậ t to á n điểu k h iể n LPC đ ể tối th iể u hơa àai số dự đoán Thực c h ấ t c ủ a m ạng

th ô n g tin số tru y ề n th o ại là tru y ể n dòng b it biểu th ị các th ô n g số đậc tr ư n g c ủ a tiến g nói ơ nơi th u n h ận , với số liệu n h ậ n được và với mô hln h đ ã b iế t vé tiế n g nói, người

ta sẽ tạo lại tiến g nói đả p h á t (giổng như người thợ m ay với sổ đo và với k iểu áo, cổ th ể

m ay được chiếc áo m ặc rấ t vừa ý)

Dưới đây, xin giới th iệu cụ th ể việc n h ậ n d ạng tiến g nòi (phân tích) n h ậ n d ạ n g tiếng nói là việc phân tích tiến g nòi để xác định nội du n g thông báo h àm chứa tro n g tiếng nổi sao cho m ột m áy mổc cd th ể đáp ứng chính xác m ệnh lệnh d ạn g tiến g ndi Với các mục đích khác nhau, các th iế t bị n h ận d ạng tiến g nói sẽ r á t khác nhau Việc đ ư a tin tứ c dưới

d ạ n g tiếng ntíi vào m áy tín h là tố t hơn việc vào sổ liệu bằng bàn phím nếu x é t tổng hợp

cả hai chi tiêu : tốc độ và chính xác Độ chính xác n h ậ n dạng tiế n g nối là só % từ được

n h ậ n dạng đúng (sai số n h ậ n dạn g d ã ngoại cho phép <4%) Ngoài ra, quy lu ậ t phân bố

sai lỗi, sự từ chối hoặc bỏ sổ t từ, sự nhận dạng sai từ hoậc nhiễu th à n h tiếng nói đểu là

cần cứ đ án h giá hiệu q u ả việc nhận dạng tiến g nói

Hiển nhiên, việc n h ận dạng tiếng ndi là rấ t khó khăn, trước hết vỉ sự không đổng n h ấ t

và phức tạ p của tiếng nđi : vốn từ, khả n ăn g nhấm lẫn từ, băng tấ n bị giới hạn, tạp âm,méo, giọng nổi, độ to và độ nhanh p h át âm, sự nối âm và luyến láy Dưới đây là sơ đổkhối trìn h bày cấu trú c tổ n g th ể của th iế t bị nhận dạng tiếng nói có h u ấn luyện

H ìn h 1 - 4 : S(1 đố khrti thiết bị nhAn dạng tiổng nói

G ai đoạn huẵn luyện : người phát âm các m ẫu từ để máy tâp n h ận d ạn g các từ đó ; nhờ 3ự p h ản hối (k h ô n g vẽ trê n hinh 1-4) m à người huãn luyện xác n h ận b ằn g bàn phíir sự n h ậ n dạng đú n g củ a th iết bị ; khi đổ bộ các giá trị bit th ô n g số đặc trư n g cho

từ đ i xác n h ận được ghi vào bộ nhớ K ết q uà quá trin h huấn luyện là th iế t bị có vốn từ bàng N

T iuyết m inh chức n ă n g các khói tro n g hỉnh 1-4 như sau :

1 - Tầch biên

V th iế t bị nhận d ạn g từ n g từ, nên cần xác định ran h giới mỗi từ tro n g câu được p h át

âm Việc tách biên được th ự c hiện nhờ th u ậ t toán so sánh mức ngưỡng n ăn g lượng Biên của :ừ là điểm m à tín hiệu tiếng nổi đ ạ t mức ngưỡng Thời hạn của từ là thời gian tín hiệu tiếng nổi vượt trê n ngưỡ ng K hoảng lặng giữa các từ là thời gian tín hiệu dưới ngưỡng (từ Hên cuối từ trước đến biên đẩu từ sau kế tiếp)

13

n à n g lượng tro n g cửa

sổ tươ ng ứ n g ;

- Số lẩn c á t 0 của

sóng là dấu hiệu ph ân

biệt nguyên âm (th ư a

H ìn h 1 - 5 N hũng th a m s ố Am học điốn hình nhận dạng tiế n g nói

a) D ạng sóng âm của tiến g nói b) Phổ của dạng só n g hình a có những cực đ ại (p h o m an )

F F T : B iến đổi F o u rie r nhanh LPC : Mã dự đ o á n tuyến tính c) Phổ LPC được làm trơ n đôi vói 5 đ o ạ n thòi gian kế tiế p nhau

(M ổi đ oạn 6,4m s vói cá c phom an F i, lr 2 , 1*3

- T ấn số cộng

hưởng của bộ lọc âm

học (khoang m iệng) được xác định theo số x u n g âm tro n g T () ; hình l - 5 a biểu thị tân số cộng hưởng này b à n g 7F v

3 - C huẩn hóa

Độ to nhỏ và dài ngán khác n hau của m ột từ được p h á t âm tro n g các hoàn cảnh khác

n h a u làm khó k h ả n cho việc n h ậ n d ạng từ đò Sự chuẩn hóa làm cho các từ được phát

âm tro n g các hoàn cảnh khác n h a u đó trở th à n h giống n h au tối đ a đ ể dễ n h ậ n d ạ n g đúng Sau chuẩn hóa, từ có kích thước m ảu (vể biên độ và vể định thời) Dể ch u ấn hóa, người

ta áp d ụ n g :

- C hương trỉn h xử lí động cho phép chuần hđa m ột từ gấn đến kích thước m ẫu nhất

- Các m ảu phổ LPC của mỗi từ được người đọc p h á t âm tro n g lấn trư ớ c đã ghi lại

củng được hiện lên m àn hìn h đổng thời với h ìn h à n h m ảu phổ LPC của từ dó được người

đọc p h á t âm tro n g lấn này đ ể so sánh

- C huẩn hó a kênh tín hiệu điện th an h (trư ớ c h ế t vể b à n g tán )

4 - Đ án h g iá độ tương q u a n

Khi tiế n h à n h n h ậ n dạng, bộ các giá trị b it của từ cấn n h ậ n d ạn g được so sán h với N

bộ giá tri b it tro n g bộ nhớ tử m ảu (đã được h u â n iuyện) K ết quả so sán h ìà m ột bang

liệt kê m ột số từ theo th ứ tự tư ơ n g q u an giảm dán với từ cán n h ậ n d ạ n g N h ữ n g m ẫu xử

lí tiếp theo sẽ chính xác sự n h ậ n d ạn g (4 khôi dưới cùng cùa hlnh 1-4) d ự a theo q u an hệ giữa các từ tro n g m ột câu Các th u ậ t toán tin h vi bào đảm đưa ra đáp ứng đú n g củamáv móc

II - TÍN HIỆU ĐIỆN THANH

Trong qu á trìn h từ nguốn tin đến n h ậ n tin, tín hiệu bị méo và chịu tác động của nhiễu Trong qu á trin h đò, tín hiệu phải q u a nhiểu th iế t bị và môi trư ờ n g tru y ề n dản, chịu nhiểu biến đổi và gia công Đ ể tin tứ c n h ận được ở th iế t bị sau bảo đảm tru n g th ự c th iế t bị

- , s '

trước phải đưa ra ti số tín hiệu/nhiêu ( theo tiêu ch u ẩn làm việc của th iế t bị sau H aithiêt bị xét phải phôi ghép với n h a u tố t theo tiêu chuẩn n h ấ t định đ ể bào đ àm th iế t bị sau thưc sự tiếp n h ận tín hiệu từ th iế t bị trước chuyển đến T ương ứ n g với sự cảm th ụ thính giác được xét vể m ật tấ n số và biên độ tro n g I ; ở p h ấn này, ta xem x ét tín hiệu điện th a n h trên hai m ặt : dải tá n và dài động

j l MÚC ĐỘNG - DẤI Đ Ộ NG - B IẾ N Đ ổ i DÀI Đ Ộ NG

1.1 M ứ c d ộ n g

Tầ đã biết : th ín h giác có q u án tín h , tai không

phàn ứng đói với quá trìn h tức thời của âm Sự cảm

thụ bằng tai là kết quà tác động bình q u â n của nâng

lượng âm tro n g m ột khoảng thời gian n h ấ t định

Hướng ứ ng của th ín h giác chỉ có sau m ột khoảng thời

gian n h ấ t định để gom góp các n h â n tố tá c động của

âm Khà n àn g gonì góp các n h ân tố tác động lên

thír.h giác và sự tổn tại của trí nhớ th ín h giác dẫn

đến điổu này : tại m ột thời điểm xét, cảm th ụ thính

giác không chỉ được xác định bởi công s u ấ t tín hiệu

thời điếm đó, m à còn bởi các giá trị vừa mới qua

không lâu của năng lượng tín hiệu T ấ t nhiên, ành

hưởng của các giá trị đả qua c àn g giảm nếu chúng

càn* lùi sâu vào quá khứ so với thời điểm xét

Hình 1 - 6 m inh họa đặc đ iểm trê n : u(t) là tín

hiệu điện th a n h Gọi cảm thụ th ín h giác đối với âm

thanh tươ ng ứng với u(t) là m ức động E (tj) Quan

hệ £Ìừa c h ú n g có th ể biểu thị b ầ n g công thức toán

học sau :

1 i] l! _tE(ti) = ị ĩ e~ T u2(t)dt

0

u \

I l ì n h 1 - 6 : Đổ thị thòi gian tín hiCu

điCn th an h

Trong biểu th ứ c này, dấu bỉnh phương của tín hiệu biểu thị tác động vào thính giácnhư là n ăn g lượng của âm (binh qu ân tro n g thời gian T) ; hệ sỗ ảnh hưởng e Ị biểuthị tác động của các giá trị đả qua c àn g lâu càng giảm dẩn.

Mức động của tín hiệu điện th a n h là cảm th ụ th ín h giác có được nhờ tín h bình q u â ntro n g khoảng thời gian xác định các giá trị tứ c thời đ ả san b àn g của tín hiệu đó Người

ta đà làm ra n h ừ n g dụng cụ chỉ báo mức động E (tj) D ụng cụ này có bộ nán điện và m ạch tích phân E (tj) và u(t) đểu biến đổi theo thời gian

1.2 D ải d ộ n g

H ình 1 -7 là đố thị thời gian của mức động tín hiệu điện th an h, tro n g đó ta không d ù n g

kí hiệu E (tj), m à đổi biến số th à n h u(t) Q uan sát đổ thị, ta th ấy mức động biến đổi th ả n g giáng ngảu nhiên theo thời gian Người ta thườ ng ,

dùng phương p háp nghiên cứu th ố n g kê đối với

tín hiệu điện th a n h để định lượng n h ữ n g đặc tính

của chúng Ví dụ, u(t) lấy giá trị cực đại, cực tiểu

với xác su ấ t th ấ p ; u(t) lấy giá trị tru n g gian với

xác s u ấ t cao Mức cực tiể u là mức m à 100% thời

gian u(t) lớn hơn nó, xác su ất của sự kiện mức

động u(t) vượt qu á mức cực tiể u là w = 1 Mức

cực đại là mức m à 0% thời gian u(t) lớn hơn

nó ; xác su ất của sự kiện u(t) > mức cực đại là

w = 0 H ìn h 1 - 7 : Dỏ thi thòi gian mức dộng

Trong thời gian quan s á t T, với giá trị mức động u4 chầng hạn, ta có các khoảng Tj

r4 là các khoảng thời gian m à u(t) > u4 N ghỉa là, ta quan sá t th ấy u(t) > u4 tro n g

2 + h + r 4

100% thời gian q u a n s á t T N ếu T đủ lớn thì :

r2>

r, + T

tiến tới xác su ấ t W4 của sự kiện u(t) > u 4'

B àng cách đó, người ta xây d ự n g được hàm phân

bố W(x) với X là "biến số mới" th ay th ế cho m ức động

u(t)

H ỉnh 1-8 trin h bày hàm phân bố W(x) Với giả

th iế t gần đ ú n g rằ n g W(x) là p hân bố G auxơ :

wN sỉ X < oc

o }12 jĩ e 2o2 dx

ơ là phương sai của quá trìn h ngẫu nhiên

Và để tiện tro n g thự c tiễn định nghĩa lại rằ n g :

ta cổ :

u / \ v = 0,98

Ví dụ : Tiếng nói p h á t th a n h viên

Sân kh ấu tru y ề n th a n h

với P lh là công s u ấ t tru n g bình của tín hiệu

max là công s u ấ t cực đại (ứng với m ức cực đại, w = 0,0 2)

Hình 1 -9 biểu thị tín hiệu điện th a n h

trước và sau khi thự c hiện nén dài động bằng

các mạch hạn chế mức đơn giàn và b àng sự

điểu chỉnh tay của các chuyên viên âm th an h

Mạch hỉnh 1 -10 cđ th ể tù y ý n én/dàn dải

động, nhờ điều chỉnh hệ số khuếch đại tín

hiệu điểu khiển Già sử, ứng với bé rộng

xung r o của tín hiệu điều biên xung

thì dài động của u ra không thay đổi so với

Uyào’ Với bề rộng xung > Ĩ Q (do k ết qu ả điều

rộng xung ( j “ %) ta sẽ có dãn dải động, với

bể rộng xung < r o ta s ẽ có nén dải động

H ìn h 1 - 1 0 : M ạch n én /d ân dải động

bằng d iéu chế xung.

§2 DẤI T Ằ N , B IẾ N ĐỔI P H Ổ T ÍN H IỆU

Có th ể nghiên cứu phổ tín hiệu điện th a n h như sau : d ù n g các bộ lọc dài cổ dải thôngliên tiếp n hau để bao trù m toàn bộ dải tấ n tín hiệu xét Dài th ô n g của mỗi bộ lọc cỡ 1

hay — oct T ín hiệu xét được đ ư a đến đáu vào bộlọc D ụ n g cụ chỉ báo m ác ở đ ẩu ra mỗi bộ lọc

H ình 1-11 b iểu th ị d ạ n g phổ tấ n số của tín hiệuđiện th a n h Theo đổ thị, tro n g khoảng tá n 8Ố tru n gbỉnh m ức n ă n g lượng phổ lớn và đểu (0 dB) còn

ở hai bên th ì m ức n ă n g lượng phổ giảm nhanh.Biến đổi phổ là văn đé thườ ng gập, chảng hạn

đ ể giảm nhờ tá c hại của nhiễu khi biết rõ phổ của nhiễu, hay đ ể bù trừ m áo tấ n số (xem mục 3 -3)

H iện nay có n h iều kỉ th u ậ t được dùng để biến đổiphổ tín hiệu : các bộ lọc linh kiện thụ động, bộ lọc tích cực, bộ lọc só

H IỆ U Đ IỆ N T H A N H

3.1 Đ ộ n g h e ró

Độ nghe rõ là tỷ số giữa số p h ấn tử tiến g ndi được n h ậ n đ ú n g trê n tổng số p h án tửtiến g nói tru y é n đạt Cd các mức ph ấn tử xét : độ nghe rõ âm tiế t, độ nghe rỗ từ, độ nghe

rõ nội dung Có th ể nghe rõ nội d u n g n h ư n g n ghe kém rõ từ Có th ể nghe rõ từ nh ư n g

nghe kém rõ âm tiết, hình 1 - 1 2 trin h bày thự c n ghiệm xác định độ nghe rố từ

Âm p h á t ra ở loa (n h ận tin ) với m ức âm cđ

g

ĩ“ chuẩn P h á t th a n h viên đọc trư ớ c m icrô (nguổn

tin) khoảng 2 0 0 0 từ th eo m ột b à n g từ ch u ẩn bị

sản Sự sáp xếp từ tro n g b ản g khổ n g tạo th à n h

n h ữ n g liên k ết cổ nghĩa Tỉ lệ x u ấ t hiện củ a các

từ tươ ng đương với xác s u ấ t củ a nó tro n g ngôn

ngữ Người nghe ghi to à n bộ văn b ản n h ậ n được

khi người đọc đọc 20 từ /p h ú t Đối chiếu v àn b ản

n h ận được với b àn g từ p h á t đi ta xác đ ịn h độ nghe

rõ từ của hệ th ố n g th ô n g tin xét Cò th ể p h ân cáp

nghe rỗ vào nhiẻu.

H ình 1-13 trìn h bày k ết q u ả xác địn h độ nghe rỗ âm tiế t s% Trục hoành biểu th ị tỉ

số Mức nhiễu là th a m số

N

N hận xét : khi tín hiệu và nhiễu b ằ n g n h a u

đoạn thông tin

cho phép, mức nhiễu th ấ p , Yĩ lớn Độ tru n g th ự c tru y é n tín hiệu điện th a n h là tỉ sổ giữa

số các giọng ndi m à người nghe n h ậ n biết đ ú n g trê n tổ n g số các giọng nổi được tru y ẽn đạt Phương pháp xác đ ịn h độ tr u n g th ự c tư ơ n g tự như xác định độ nghe rỗ ở bôn p h át

và bên thu có các bản m ẫu ghi âm giống n h a u để người nghe n h ận d ạn g giọng ndi

Các dạng méo tín hiệu điện th a n h :

- Méo tấ n số, còn gọi là m éo biên tấ n Méo này do đặc tu y ến biên độ - tá n số của kênh không đủ rộ n g và không đủ b à n g phảng Các th à n h p h á n phổ tín hiệu, x é t vé m ặ t biên độ, được m ạch tru y é n đ ạ t với hệ sổ tru y é n đ ạ t k h ác nhau Thính giác n h ậ n biết méo

tá n số như là âm sác bị th ay đổi N ếu tín hiệu bị c á t xén p h ẩn tấ n th ấ p th ỉ âm n h ận được trội tấ n cao, nghe đ a n h th e th é N ếu tín hiệu bị c á t xén p h ẩn tấ n cao th ì âm n h ận

19

được trội tá n th ấp , nghe đục ổm ổm Dài thông của th iế t bị điện th a n h được th iế t kế gán

đ úng m ột cách hợp lí :

fmin r r u n X f m a x = 600000

- Méo pha do đặc tu y ến pha - tá n số của kênh không tuyến tính theo tá n 8Ố Méo pha chỉ n h ận biết được khi tín hiệu cò th a n h áp khá lớn (méo pha nguy hiểm nh iều hơn cho tín hiệu số liệu)

- Méo phi tu y ến do đặc tu yến tru y ề n đ ạ t phi tuyến ura = f ( u vào^ của kênh Sự biến đổiphi tuyến sẽ làm x u ấ t hiện n h ữ n g th à n h p h ẩ n tấ n số mới không cổ tro n g tín hiệu vào Méo phi

tu y ến được th ín h giác n h ậ n biết n h ư là n h ữ n g âm phụ lục bục, xuỵt xoạt, lắc rắc kèm theo tín hiệu M ột tro n g n h ữ n g phươ ng pháp xác định méo phi tuyến là áp d ụng công thức :

H ệ số méo giao th o a xác đ ịn h th eo công thức

K - V U2(f, + f2) + U2(f, - f2) Ư 2( f ) + U 2(f2) X 100(%)

Yêu cầu m éo giao th o a K < 1 %.

H ìn h 1 - 1 4 : Sd đổ khói thự c nghiộm đ ánh gia ành hưởng méo.

H ỉnh 1 - 1 4 trìn h bày th ự c nghiệm đ á n h giá méo

ản h hưởng c h ấ t lượng tru y é n tín hiệu điện thanh

Khổi tạo m éo cho phép chọn d ạ n g méo, điểu chỉnh

m ức méo, n h ư n g không làm th ay đổi âm lượng khi

so sánh C h uyển m ạch CM lán lượt cung cáp cho

n h ữ n g người giám định trích đoạn chương trìn h khổng

méo (CM ở vị trí 1) và trích đ o ạn chương trìn h đổ

bị làm méo (CM ở vị tr í 2)

H ình 1 -1 5 b iểu th ị khái q u á t k ết q u à th ự c nghiệm :

trụ c ho àn h ghi m ức đ ịn h lượng v ậ t lí đặc trư n g cho

m ức méo củ a d a n g m éo xét Trục tu n g ghi sổ % người

giám định k h ả n g định có méo. H ìn h 1 - 15 : Kết quà th ự c nghiệm

Đường a là kết q uả thực nghiệm với các chuyên viên âm th a n h Đ ường b là kết q uà thưc nghiệm đối với người bình thường C0, Cp C|J , C|J| là các cấp c h ấ t lượng được phân cấp theo k ết quà th ự c nghiệm.

Dưới đây giới th iệu bảng chỉ tiêu cấp ch ất lượng th iế t bị điện th a n h của Liên Xô cũ để

th am khảo

C H Ỉ T IÊ U CHẤT LƯỢNG T H IẾ T BỊ D IỆ N TH A N H

C hỉ tiêu D ơn vị C áp cao Cáp I C áp II C áp III Dâi thông tán

Nhiẽu xung phô 1500 3000 Hz dB - 9 0 - 8 5 - 8 0

Nhiẻu xung phổ dưói 500 Hz dB - 6 0 - 5 5 - 5 0

Suy giàm xuyên Am âm 2 kẽnh Stereo dB 30 20 18 15

C hênh lệch 2 kênh truyén đạt Stereo dB 0,5 1 2 3

G hi chú : Trị số dB ghi đổi vòi nhiẻu chỉ mức nhiễu so với mức tin hiộu đ ịn h múc.

Méo và nhiễu đ éu tác động đến tín hiệu, có th ể làm giảm độ tru n g th ự c của tín hiệu nhận so với tín hiệu phát N hưng chúng khác n hau : méo đặc trư n g cho m ức độ kém hoàn hào của th iế t bị, còn nhiễu thường là các "tín hiệu lạ" chèn vào tín hiệu có ích N guổn gổc, cách định lượng nh iễu và chống nhiễu được trỉn h bày tro n g n h ữ n g giáo trìn h chuyên đé

H ỉnh 1 - 1 6 giới th iệ u m ạch hạn chế nhiễu kiểu động : m ục đích củ a nó là đ ể triệ t nhiễu khi ngừng âm th a n h cđ ích Nếu tín hiệu m ạnh th ì các điốt th ô n g m ạ n h làm ngán m ạch pha đào của tín hiệu xuống đất Trong khoảng ngừng, các điốt h á u n h ư hở m ạch, p ha đào triệ t tiêu pha th u ậ n nên người nghe không còn khò chịu với tạ p âm nh iễu rộ lên (như tro n g các th iế t bị không c ó m ạch này)

H ìn h 1 - 1 6 Mạch hạn c h ế nhiễu.

21

Ill - MICRO VÀ LOA

SI B IẾ N ĐỔI TH UẬN NG H ỊCH ÂM THANH - TÍN H IỆU Đ IỆ N

VÀ N G U Y ÊN LÍ TƯƠNG T ự Đ IỆ N c ơ

M icrô và loa là th iế t bị đ ấ u cuổi của nhiều hệ th ổ n g th ô n g tin T rong ch ú n g xảy ra biến đổi âm th a n h th à n h tín hiệu điện và ngược lại C húng là m ộ t hệ phức tạ p bao gốm các p h ẩ n hệ âm học, cơ học, điện học tư ơ n g tá c với n h au C ác hệ dao động âm ,

cơ, đ iện tu y k h ác n h a u n h ié u vé v ật lí, n h ư n g cổ th ể được mô tà b à n g n h ữ n g b iểu th ứ c

to á n học tư ơ n g tự nhau Cho n ê n người ta cò th ể đ ư a việc tín h to á n âm học và cơ học

vé việc tín h to á n m ạch điện K hi đó, người ta có th ể sử dụ n g p h ư ơ n g p háp tín h m ạch điện đă h oàn th iệ n và các m áy móc đo lường điện đ â hoàn hảo Ví dụ dưới đây m inh họa m ột sự tương tự :

Đ iệ n

1

= 7 Ĩ T

LR

TVong loa : lực F là hưởng ứ ng đấu ra ,d ò n g điện âm tấ n ỉ là tác động đáu v ào

T rong m icrô : sức điện động e là hưởng ứng đáu ra tóc độ dịch chuyển của m àn g r u n g ,

V là tá c động đ áu vàOịM càng lớn biểu thị hiệu s u á t càng cao

TVong phạm vi làm việc tu y ến tín h của micrô và loa, chúng có th ể được biểu diễn n h ư

m ột m ạch điện tươ ng đương hai cửa

§2 ĐẶC Đ IỂ M VÀ CHỈ T IÊ U CÔNG TÁC CỦA MICRÔ VÀ LOA

p ià th a n h áp tại vị trí đ ặ t micrô

N ếu độ nhạy củ a m icrô không thay đổi đối với tấ t cả các góc tới của hướng tru y ể n sống

âm thl m icrô dó là vô hướng Thực tế sử dụng cả m icrô vô hướng lẫn m icrô đ ịn h hướng

Đ ặc tuyến hướng là tỉ số giữa độ nhạy ĩ Ị q với độ nhạy hướng trụ c ÌỊ0.

H (0) = no

%

Góc 6 là góc lệch giữa hướng tru y én âm so với hướng trụ c âm của micrô Người sử

d ụ n g m ong m uốn đặc tuyến hướng H (ớ) không thay đổi theo tấ n số

Đậc tín h tẩ n số của m icrô là sự phụ thuộc của độ nhạy hướng trụ c đối với tá n số :

Diều kiện thu â m và tín h ph ư ơ n g hướng của m icrô :

Trước h ết, ta x é t vấn để méo trư ờ n g âm tại vùng cổ

v ật th ể nào dó do chính v ật th ể dó gây ra H ệ só méo

trư ờng âm được đ ịn h nghỉa :

V =

p’ là th a n h áp tạ i vùng xét khi cổ v ật th ể ;

p là th a n h áp tạ i v ù n g đđ khi không cổ v ật thể H ìn h 1 - 1 8 : Mồ hình h ìn h n ó n cụt của micrô.

23

Trong hinh dưới đây, H ỉnh 1 -1 7a biểu thị quả cáu đ ặt tro n g trư ờng âm Quả cấu đường kính d Hệ số méo trư ờ n g âm đo tại A được trin h bày ở hình 1 -1 7b.

Nhận xét ràng, V phụ thuộc vào kích thước tương đ ố i J V củng phụ thuộc vào hình dạng vật th ể và hướng tới của sóng âm

Micrô dùng đ ể th u âm , nhưng bàn th â n nó lại làm méo trư ờ n g âm Đ ể thu âm trung thực thi trước hết micrô phài cổ kích thước nhỏ bé và có hình d ạ n g phù hợp (sao cho méo trường âm là không đ án g kể)

Dể làm rõ đặc tuyến hướng của

micrô, ta giả th iết micrô có dạng hỉnh

nón cụt và trụ c làm th à n h với hướng

tới của âm m ột góc ớ, có đáy Sj quay

về nguổn âm và đáy S2 như hlnh

1-18

Tầi S2 sóng âm từ nguổn do chf*nh

lệch quãng đường X m à lệch pha so

với sóng âm tại Sj

là micrô th u g rad ien t th a n h áp

c) Trường hợp tru n g gian giữa hai

trường hợp trê n là m icrô th u âm chủ

H iệu su ẵt của loa là tí số A = — với P a là công su ất âm bức xạ.

Đặc tín h tấ n số của loa là các q uan hệ Tị (o>), A(cũ )

Công su ăt điện d anh định của loa là công suất lớn n h ấ t do m ạch điện cung cấp cho loa

mà loa vản bào đảm n h ữ n g chỉ tiêu kĩ th u ậ t cho trước (về méo phi tuyến, độ bền nhiệt,

độ bẽn cơ )

Điện áp d anh định của loa là điện áp của tín hiệu cung cấp cho loa đ ạ t được công suất điện danh định

Trở kháng d an h định của loa là trở k háng đo được với dòng điện điều hòa (400 hay

1000Hz) có mức điện áp b ằng 30% trị số điện áp danh định.

? e

Đặc tín h hướng của loa là H(ớ) = — với Pß là th a n h áp trê n hướng lệch góc 6 so với

P o

hướng trụ c âm của loa Loa dùng để p h át âm vào không khí Vỉ khả n ă n g tải n ăng lượng

âm của không khí là cd h ạn, nên loa phải có kích thước và cáu tạo phù hợp với yêu cấutruy én n àn g lượng âm th a n h vào không khí Đây là m ột tro n g nh ữ n g điểm khác biệt của loa so với micrô

Đặc điểm bức xạ ám và tín h phư ơng hướng của loa

Chỉ q uả cấu bức xạ mới có đặc tín h H (ớ) = 1 (vô hướng) H ình (1 - 20) vẽ mô hình

đó, q uả cáu co dãn và trư ơ n g nở để kích thích dao động âm tru y ên đều các hướng

Hì n h 1 - 2 0 : Mô hình q uâ cáu bức xạ Hì n h 1 - 2 1 : M ô hình nguổn bức xạ pittông.

H ỉnh (1-21) trìn h bày nguổn bức xạ pittông M là m àn g p ittô n g trò n dao động theo hướng trụ c X , M đ ặ t tro n g lỗ trò n bán kính r Q, m ột phía đ ã bị bịt kín b ần g vật liệu chán

âm , vậy âm được bức x ạ vào không khí chỉ ở m ột phía theo hướng trụ c X Đây là mô hình đơn giản hệ dao động loa Người ta chứng m inh rằ n g :

2Jj(Kr sinớ)

H (ỡ> - Ki-pSinfl

25

Để đặc trư n g cho khà n ăn g tru y én n ăn g lượng âm của mồi

trường, người ta đưa ra khái niệm trỏ kháng bức xạ : đó là tỉ

số giữa lực tạo ra tro n g sóng âm không khí với tổc độ dao động

âm của m àn g loa (giá trị phức) :

F

z b = V = a + j b

T hành p h ấn thự c a đại diện cho sự tru y én lan tro n g trư ờng âm p h ấn n ă n g lượng sóng

âm từ nguổn m à không quay trở lại T hành p h ấn ảo b đại diện cho phấn n ă n g lượng âm

m à nguồn và môi trư ờ n g trao đổi với nhau

Trên đổ th ị hình 1 - 2 3 biểu th ị trở kháng bức xạ của quả cấu a c + jb c v à của p ittô n g bức xạ m ột phía a p + jbp

Trục hoành của đổ thị là cự li tương đối Kr, với r là cự li từ điểm xét trê n trụ c âmtro n g trư ờ n g âm đến tâm q u ả cấu hay tâm m àn g pittô n g :

K r = —

c

N hận xét đổ th ị : ta th ấy khi K r < 1 th ỉ b > a, khi

K r —* 00 thl a —* 1 và b —* 0 So với ac bc th ì a p , bp biến

th iê n dữ dội, phức tạ p hơn

Một kết luận cđ th ể rú t ra là : nếu xem r là th a m só

là hiệu ứng suy giảm n ân g lượng âm tá n sổ th á p củ a loa.Giải thích hiệu ứng này như sau :

Ta vẽ lại nguổn bức xạ pittô n g n h ư ng với tư ờ n g c h án

Giả sử sòng âm tấ n số f (bước sổ n g Ằ)

- Trong trư ờ ng hợp tường ch án vồ h ạ n (1 = 00) thỉ không

cò khuếch tá n áp s u ấ t giữa m ặt bên trá i và m ật bên phải

của pittông Ở thời điểm tj nào đổ, PA cực đại, PB cực tiểu.

21 < Ỷ X c = — th ì sự khuếch tá n áp su ất nén PA bắt đ ẩu từ và từ A đà đến tới B

trước thời điểm t 2 Do đó làm san b àn g sòng âm bức xạ tại B K ết q uả cđ rấ t ít năng

lượng âm được p h át ra

- Với giá trị 1 cho trư ớc (loa có kích thước cho trước) th ỉ chỉ cổ tấ n số th áp th ỏ a m ãn

§3 MICRÔ VÀ LOA H Ệ Đ IỆ N ĐỘNG

Nguyên lí : d â y f dẫn điện chiều dài 1 dịch chuyển tự do tron g

m ật ph ản g th ẳ n g góc với đường sức của từ trư ờ n g (không đổi, đểu)

tro n g khe cổ độ cảm ứng từ B Trong m icrô điện động thì dao động

âm cưỡng bức dây dẫn dao động với tốc độ V sẽ sinh ra sức điện

động âm tẩ n cảm ứng E = Blv

Trong loa điện động th ỉ dòng điện âm tấ n tương tác với từ trư ờ n g

sẽ sinh ra lực F làm dây d ẫn dao động kích thích trư ờng âm th an h

F = Bli

Hệ số ghép điện cơ của hệ điện động M = Bl

Micrô và loa điện động được d ù n g r ấ t phổ biến Micrô điện động cđ ch ất lượng tổt, như ng khd tiể u hình hda và chịu ch ấn động hơi kém (n h ấ t là m icrô băng) Loa điện động được d ù n g rộng rải n h ấ t vỉ kết cáu tư ơ ng đổi đơn giàn,

âm th a n h tru n g thực n h ư n g hiệu s u á t th ấ p (0,5 + 4%).Dưới đây giới thiệu cáu tạo kỉ th u ậ t của m icrô và loa điện động

H ình 1 - 26 là cấu trú c m icrô điện động H ỉnh 1 - 2 7

là cấu trú c loa điện động C húng đểu cđ n am châm vĩnh cửu và m ạch d ẫn từ với khe từ hình xuyến (đường sức từ hướng tâm ) Trong khe đ ậ t cuộn dây âm th a n h , cuộn dây

Hìn h 1-26 Micrô điện động này dao động tự do theo phương trục Chữ "tự do" hiểu

27

Mạný nhtn đỡ

b ên trang A/êp uôn đư J&7 trtng tiêm

theo nghĩa : với dao động

biên độ cực đại, sự dao động

trư ờ n g âm tá c động vào nó,

còn hệ dao động loa tru y ể n

cực đại cd th ể n ả n g lượng

âm cho không khí với đặc

tín h hướng m ong m uốn

b ằn g giấy đặc biệt, có h ìn h d ạn g xác định, với khối lượng và diện tích tối ưu để tă n g cường

th ê m công s u ấ t bức x ạ âm T ấ t n hiên, loa cồng s u ấ t c àn g lớn thỉ càng to T ẩ n só cộnghưở ng cơ của hệ dao độn g là 0 JQ = ự ^ — tro n g đổ m và CM là khổi lượng và độ uốn của

hệ dao động và liên k ết đ àn hổi (nếp n h ả n , m ạ n g nhện) ÙJQ được coi là giới h ạn dưới của

d ải tấ n só công tác Đ ể mở rộ n g k h à n â n g th u âm trá m (micrô) hay p h át âm trá m (loa)

th ư ờ n g m ong m uốn tá n g độ uốn CM đến tối đa

ỉrụ dSn ỉữ ỹ /ơ ì

(đ ả tlro n q khe rônq

0;2mm)

Tâm dãn từ trên À/am chàm trtnh cửu

X là chiểu dài v àn h loa (trê n trụ c loa từ lỏ cửa)

tc là tầ n sô c át (giới h ạ n dưới của dái tầ n ) ;

Ví dụ : fc = 475 Hz (Ằc = 28,5 in) ; m = 0,440.

S l = 0,140 Sq in ; X = 4 in ; m x = 1,76 ;

e1 ’ 76 = 5,8124 ; Sx = 0,8137 Sq.in

Đường kính m iệng vành ^ = 7,21 in ứ n g với chiéu dài 9 in

T hường th ấy v ành hàm só m ũ được ứ ng d ụ n g tro n g loa nén Loa n én cđ công s u ấ t lớn, hiệu su ất cao gấp 10 lấn loa điện động T rong loa nén, n ă n g lượng âm từ m à n g loa bị nén lại tro n g buổng nén trư ớc cửa vào vành C hủ yếu d ù n g loa n én đ ể bức x ạ dài cao của tấ n

số âm th a n h

§4 MICRÔ VÀ LOA H Ệ Đ IỆ N TỪ

N guyên lí : Bộ ph ận ứ n g (m ột p h ấ n tử khép kín m ạch từ) n g ân cách với p h ấ n cố địnhcủa m ạch từ bởi khe từ bé rộ n g a ; bộ ph ận ứ n g cd th ể ru n g động tự do M ạch từ dẫn

từ th ô n g do n am châm vỉnh cửu tạ o ra và làm lối dẫn từ của cuộn

dây âm th a n h Cuộn này được cố định trê n lối m ạch từ T rong m icrô

điện từ, dao động âm làm ru n g bộ p h ận ứng, khe từ cò bé rộ n g th a y

đổi, làm từ trở biến thiên, tro n g từ th ô n g x u ấ t hiện th à n h p h ấ n biến

thiên, kết qu ả cuộn dây âm th a n h cảm ứ n g sức điện đ ộ n g âm tấ n

Từ trở m ạch từ chủ yếu là do khe từ q u y ết định :

„ a + X

X là độ dịch của ph ẩn ứ n g khởi vị tr í tĩn h do chịu tá c động của

th a n h áp

s là diện tích m ặ t cát m ạch từ tạ i khe ụ G = 4ji 10~7 H/m.

Từ th ô n g do nam châm tạo ra :

0 là sức từ động của n am ch âm vỉnh cửu.

Trong cuộn dây sẽ x u ấ t hiện sức điện động cảm ứng :

d<D 0S W ,o

E = - w - T ~ = — — V

w là số vòng dây của cuộn dây

Tầ n h ận th ấy giá trị E phụ th u ộ c vào cả X , ng h ỉa là tổ n tạ i m éo phi tu y ến M uốn máo phi tuyến nhỏ thì phải th ự c hiện điểu kiện X « a Vậy m icrô đ iện từ th ư ờ n g kém nhạy.Trong loa điện từ , dòng điện âm tẩ n tro n g cuộn dây âm th a n h tạo ra th à n h p h ấ n từ thông xoay chiéu, tư ơ n g ứ n g lực từ biến th iê n gây r a sự dao độ n g của p h ấ n ứng, kích thích

âm thanh Lực từ gây ra dao động p h á n ứ ng là :

29

F =(ct>o + ct>- )2

T hành phấn <X>1 là sóng hài bậc hai, chứng tỏ méo phi tuyến Với điéu kiện O0

th ì méo phi tuyến đủ bé :

ỠSW,I0

a z

Thực ra thì cường độ từ trư ờ n g có m ột trị số tối ưu Nếu <t>0 q u á lớn làm cho th à n h

p h ắn không đổi quá lớn, do đó phản ứng không th ể tự do dao động

H ệ số ghép điện cơ của hệ điện từ là :

M = Qp SW X Ị -

azLoa điện từ có ứng dụng chủ yếu làm ống nghe điện thoại vì rẻ ti én

§5 MICRÔ VÀ LOA HỆ T ĨN H ĐIỆN

N guyên lí : Tám động dao động tự do làm th àn h với tấm cố định m ột tụ điện Trong

m icrô tụ điện, nếu tấm động chịu tác động của th a n h áp điểu hòa, thì dao động :

Trong loa tụ điện, nếu đ ậ t vào tụ m ột điện áp âm tấ n u, thl lực F làm tấm động tụ điện dao động :

Hì n h 1 - 3 0 : C ác phưclng pháp thực hiộn ngurtn Uo.

- Nguốn Ut tro n g sơ đổ hỉnh 1“ 29 có th ể cđ 3 biến d ạng sau :

a) Nguồn m ột chiều 20 DCV -s- 200 DCV Điện trở đáu vào của bộ

lặp ca th od e ^ 108 Q.

b) Điện môi tích điện vĩnh cửu (electret) T ấm electret là tấm m ỏng

polymer (như Teflon) cò độ dày 12 -ỉ- 25 /*m Điện tích được nạp sao

cho tương đương thiên áp m ột chiều 200 DCV

c) Nguổn dao động cao tấ n cỡ 10 MHz bị điểu chế tấ n số bởi dao

động của tấ m động Nhờ giải điểu tá n m à cổ được tín hiệu âm tầ n

(không có giới hạn dưới của dải tần)

- Ưu đ iểm của micrô tụ điện : độ trung thực cao, độ nhạy cao,

dải động lớn, chịu chấn động, tiể u hỉnh hòa được (đến kích thước

3 x 3 x 2 m m ) Do đđ m icrô tụ điện trở th à n h được ưa chuộng n h ất

- H lnh 1-31 giới thiệu cách đấu kiểu sai phân của micrô h o ặ c loa

tụ điện Kiểu đ ấu này ghép sai p hân hai tụ điện, bao gồm hai tấ m cố

định, và m ột tấ m động chung ở giữa Các dòng 1 chiều, hài bậc hai, nhiễu đổng pha, nhiễu

n h iệ t bị triệ t tiêu trên tài

- Trong hlnh tấm cố định của tụ cđ nhiéu lỗ để tăn g khối lượng không khí giữa hai

tấ m tụ, n h ữ n g lỗ thông để sóng âm lưu th o á t dễ dàng

- Loa tụ điện không có tổn hao nhiệt, không cổ tổn hao dòng điện xoáy, không có tổnhao từ nên hiệu su ất cao Ưu điểm rõ rệt của loa tụ điện là đặc tính tá n số khá bằng

p h ả n g và giới h ạn trê n của dải tấ n làm việc r ấ t cao Nhược điểm của loa tụ điện : công

s u ấ t không lớn, phải có nguổn định thiên, phải phối hợp trở kháng bầng biến áp Loa tụ điện được d ù n g rộng rải

§6 M ICRÔ Á P D IỆ N , BỘT THAN

6.1 M icrô á p d iệ n

Một số c h ấ t liệu có tính chất áp điện : nếu tác động m ột lực làm tin h th ể biến dạng

th ì sẽ sinh ra điện áp trê n tin h th ể, đó là hiệu ứng áp điện th u ậ n làm nguyên lí cho micrô

á p điện N ếu đ ặ t vào tinh th ể m ột điện áp thì tinh th ể bị biến dạng, đó là hiệu ứng áp

u là điện áp sinh ra biến dạng X ;

A là hệ số phụ thuộc kích thước, hỉnh dạng của p h ấn tử áp điện

Tầ đã biết :

Cấu tạo kỉ th u ậ t của micrô áp điện Mỗi

tin h th ể áp điện cđ m ột chiéu th ể hiện hiệu

ứ n g áp điện gọi là trụ c áp điện P hải cát

m iếng tin h th ể áp điện theo bé m ặt vuông

gdc trụ c áp điện thì mới sử dụng được Tùy

th eo cách ghép đôi các m iếng cát (hỉnh 1-32)

m à ta cò các kiểu biến d ạn g áp điện kiểu

dich, 'kiểu uốn, kiểu xoán

H ìn h 1 - 3 2 : H ệ điện áp vói các cách

ghép đôi khác nhau.

H ình 1-33 cấu tạo micrô áp điện Nó cò m ột m àng đ ể tập tru n g

n àn g lượng dao động vào đấu tự do của phẩn tử áp điện ghép đôi

Ưu điểm của micrô áp điện : kích thước tương đối nhỏ

mv

Đô nhay khá cao / 5 - 5 - 2 5 \

C hất lượng âm th a n h chấp n hận được

Nhược điểm : chịu chấn động hơi kém

6.2 M icrô b ộ t th a n

N guỵẻn lí : M àng ru n g dao động dưới tác động của sổng âm làm

thay đổi độ nén trê n nh ữ n g h ạ t th an , làm cho điện trở của micrô

Sự tồn tại của các hài bậc cao chứng tỏ méo phi tuyến của Micrô bột than,

loại micrô này Méo phi tuyến có th ể lớn tới 30%, dòng điện

yêu cầu đáng kể Micrô bột th a n đã được dùng rấ t phổ biến làm ống nói điện th o ại vì giá

IV - STUDIO

Studio là n h ữ n g phòng dành riêng th ự c hiện việc tạo tín hiệu điện th a n h , tạ o chương trìn h nghe nhìn từ sự biểu diễn tro n g đò Studio là khâu đấu tiên tro n g hệ th ố n g th ô n g tin điện th an h Các qu á trìn h âm th a n h diễn ra tro n g studio cùng với việc sử d ụ n g nhiều

th iết bị đ ấu cuối tro n g đổ quyết định ch ất lượng âm th a n h của tín hiệu điện th a n h

§1 TH Ể TÍCH VÀ HÌNH DÁNG

Studio là những phòng kín với các m ặ t giới hạn được xử lí, các th iế t bị được sáp đật đặc biệt, có th ể tích và hình dáng phù hợp yêu cấu

T h ể tích của studio được xác định theo đậc tính và số lượng người biểu diễn tro n g đó

Để định lượng, người ta đưa ra khái niệm "Đơn vị dàn n h ạc” Đò là th ể tích cán th iế t cho công su ấ t âm của m ột cây sáo tiêu chuẩn Gọi Gj là số đơn vị dàn nhạc của mỗi loại nhạc

cụ tro n g dàn nhạc, ĩij là sổ nhạc cụ loại trê n tro n g dàn nhạc Tổng số đơn vị dàn nhạc của dàn nhạc cổ k loại nhạc cụ là :

D àn nhạc có N người biểu diễn Số đơn vị dàn nhạc tru n g bình đổi với mỗi người biểu

Người ta đ ả nghiên cứu thống kê để xác định G \ Ví dụ, dàn nhạc dân tộc th l G* = 2, dàn nhạc giao hưởng thỉ G* = 4 Tham khảo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ, th ể tích studio được quy định Vmin = 10 N G \

H ình dáng của studio cũng được nhiéu chuyên gia nghiên cứu Sau đây là m ột tiêu chuấn đổi với dạng phòng đơn giàn n h ấ t là hình hộp chữ n h ậ t :

Chiều cao h = 0,62 3VV, chiểu rộng b = 3VV, chiéu dài 1 = 1,62-tyV

Với điểu kiện trê n , và nếu các m ặ t giới h ạn h ú t âm tốt, thì tấ n số cộng hưởng của khối không khí tro n g phòng là :

Đối với các studio cổ th ể tích đù lớn ( 3VV = ĨTlaX) thỉ

các tấ n số cộng hưởng phân phổi khá dày đặc và đéu đặn

tro n g su ố t dài âm tấn

I

§2 Đ IỀU KIỆN ÂM TH ANH KH UẾCH TÁN

Studio Cấn được cách âm tố t đ ể tín hiệu điện th a n h không

bị nhiễu Studio cấn bào đàm không cđ tiến g vọng bằng cách

xử lí các bể m ặ t h ú t âm tố t và sáp xếp hợp lí Khi đổ, âm

th a n h tro n g studio là âm th a n h khuếch tá n n hận được từ

Với Rj là n ă n g lượng tia âm tới ;

Ep là n ă n g lượng tia âm phản xạ ;

Ej là n ã n g lượng tia âm bị hút bởi vật chán ;

Ex là n â n g lượng tia âm xuyên qua

Sự phản xạ từ m ậ t lõm hình 1 - 3 6 thường hội tụ tia phàn xạ

th àn h nguổn âm ảo (S’) N hững m ặ t lõm được phép dùng là những

m ật có bán kính co n g

hoặc rấ t nhỏ 40 cm)hoậc rấ t lớn ( > 41)

M ặt lồi hỉnh 1 - 3 7 có khả n àng phân tá n các sđ n g phản

xạ, bảo đàm độ nghe rổ đổng đều trong phòng.

Dối với studio d ạng hỉnh hộp chữ n h ật, thỉ các m ậ t tường,

trấn cổ cấu trúc dạng những bán cấu đục 16 hay đáp nổi bán

trụ , độ cao p hấn lối cỡ độ rộng đáy của p h ẩn lối cờ — Các v ật liệu hút âm được dùng đ ể xử lí bể m ặ t tường, trá n , nền và các th iết bị cò bề m ặ t lớn tro n g studio Thường kết hợp vật liệu h ú t âm tá n th ấ p (cấu trú c d ạn g đục lỗ) với vật liệu h ú t âm tấ n cao (những v ật liệu xốp xơ) đ ể bào đàm

độ h ú t âm đổng đểu suốt dải âm tá n Yêu cáu các v ậ t liệu

h ú t âm không biến dạn g và ổn định

Cách âm stu d io thường yêu cấu chi phí lớn Âm th a n h nhiễu từ các phòng liền ké và

đường phố xuyên qu a tường, trấ n , nển hoậc được tru y ển lan theo mdng, k h u n g n hà Có

thể coi n àn g lượng âm nhiễu từ ngoài là nâng lượng tiến g ổn của nguón tư ơ n g đương trong studio :

: mức âm nhiễu từ phòng liển kề ;

: diện tích m ặ t ngân cách với phòng lién ké ;

: độ cách âm của kết cấu ngân cách đó ;

lượng h ú t âm tổ n g của studio

Cho phép m ức ổn tro n g studio là Ls < 25 phôn

Dưới đây là các giá trị cách âm :

- Các phòng làm việc thông thường :

§3 DỘI VANG (r e v e r b e r a tio n )

H iện tượng dội vang được n h ận biết rõ khi nguồn âm tắ t ; âm th a n h tro n g studio không

m ất ngay m à n ăng lượng âm giảm d ấn tro n g q uá trin h dội vang C h át lượng tín hiệu điện

th a n h phụ thuộc rõ rệ t vào hiện tượng dội vang Điéu kiện của dội vang là trư ờng âm

E n _ j = Pzj8n - 2 V V Cuổi cùng, tro n g khoảng thời gian từ (n - 1) r đến nr, nguổn âm

đă vừa p h át thêm p h ẩn n ản g lượng âm P r = Ej nừa, chưa q ua 1 lấn p h ản x ạ nào Vậy

ở th ờ i điểm t = n r tổng n àn g lượng âm th a n h tro n g phòng :

E = E n + + E j = PựJn ■ 1 + + P r

E = Pr03n _ 1 + + /33 + /32 + /3 + 1) =

1 - p

° CaS

N ghĩa là, với thời gian đủ lớn, sẽ đ ạ t đến trạ n g thái cân bầng : n ăn g lượng âm bị h ú t

b ằn g n ăn g lượng âm nguổn bức x ạ thêm vào, khi đó m ật độ n àng lượng âm £Q không thayđổi

B ằng cách phân tích tương tự, giả sử ở thời điểm t = 0 m à m ật độ nàng lượng âm tro n g phòng là , nguổn âm bị tá t, thỉ m ậ t độ n ăn g lượng âm tro n g phòng ở thời điểm

t là :

CSt KV

với ỗ là hệ số suy giảm, đơn vị —

Thời gian T m à tro n g đó m ật độ n àn g lượng âm tro n g studio giảm 106 lấn (hay là 60 dB) gọi là thời gian dội vang tiêu chuẩn Thực tế, mức n ân g lượng âm tru n g binh tro n g studio bầng 60 dB, nên T tương ứng với thời gian tru n g bỉnh suy giảm mức âm đến ngưỡng

nghe được Tầ có th ể tính được :

0,4V<5 - S l g ( l -o r) ứng với K = 4,05 ; c = 340 m/s

Dội vang tương dương :

Đối với th u âm thực tế tro n g studio, ngoài m ật

độ năng lượng âm khuếch tá n £ p , đ ể tă n g cường

s

bao giờ cũng có p hẩn n àn g lượng âm trự c tiếp

€ỉ (trự c tiếp đi th ẳ n g từ nguổn âm đến m icrô) Hiện

tượng dội vang và định nghĩa thời gian dội vang

nói đến trê n đây còn chưa bao gốm th à n h phấn

trự c tiếp £t này Bây giờ ta xem xét khái niệm dội

vang tương đương n h ằm giài quyết vấn đ ể th u âm

thực tế

H ình 1 -38 trìn h bày hiện tượng xảy ra khi nguồn

âm bị cát ở thời điểm t = 0 Đoạn đột biến AB là

do đột ngột m ấ t phấn n ăn g lượng trự c tiếp €v Đoạn

H ìn h 1 - 3 8 : Phương pháp xác định

thòi gian dội vang tương đương.

37

BC là quá trỉn h dội vang, đậc trư n g bầng £ , xác định điểm E trê n BC tương ứng với

t = 0,2s Kẻ AE được đường th ả n g AET AET là m ột quá trìn h dội v a n g nào đó có thờigian dội vang T xác định theo định nghỉa ở phán trên

N ghiên cứu thống kê cho biết rà n g : sự cảm th ụ của th ín h giác vé dội vang của hai

q u á trìn h ABC và AET là như nhau Do vậy, T xác định theo q u á trìn h AET là thời gian dội v ang tương đương của quá trin h ABC B àng cách trê n ta cd cách tín h được thời gian

Dội vang k i th u ậ t :

Với m ột phòng cd sân m à m uốn d ù n g nò để tạo các chương trìn h khác nhau thỉ cò th ể khổng đ ạ t được thời gian dội vang tối ưu cho từ n g chương trìn h Các biện pháp kỉ th u ậ t sau đây được sử dụng đ ể điéu chỉnh thời gian dội vang theo yêu cấu của từ n g chương trìn h

1 - D ựa vào cống thức Sabine :

H ìn h 1 -3 9 a) Dội vang cờ học ; b) D ội vang kĩ th u ậ t sô.

Vì ngưỡng tự kích tư ơ ng ứng với /J + V = 1 nên cấn điéu chỉnh hổi tiếp tro n g phạm

vi 0 < V < 1 - / 3

3 - Bầng kỉ th u ậ t ghi tín hiệu lên băng từ và đọc ra bàng các đáu từ cổ thời gian trễ

tín hiệu khác nh au , rổi trộ n tín hiệu của chúng, ta có th ể thay đổi thời gian dội vang

Dùng các bộ lọc, ta cò th ể chọn đoạn tấ n số cẩn ưu tiên dội vang

4 - Trong các th iế t bị xách tay, người ta dùn g hệ biến đổi điện - từ - cơ - từ - điện

đ ể tạo hiệu quả dội vang Trong đó, dao động tá t d án của lò xo là quá trỉn h cơ học (xem hình 1 - 39a)

5 - Dội vang kỉ th u ậ t số, với sơ đổ khối ở hình l-3 9 b Thời gian dội vang được xác

M là micrô vô hướng, s là micrô cổ

đặc tin h hướng cosớ Tín hiệu n h ận H ìn h 1 - 4 0 : Bố tri nguổn Am sơ cáp và thứ cáp cùa truyén

được từ mỗi m icrô sẽ được trộ n "đại thanh ste re o 2 kônh.

Số" để lấy ra tín hiệu kênh trá i L =

M + s và tín hiệu kênh phài R = M - s.

- Phía trê n giới h ạ n cao của dải tá n 2M là tín hiệu Pilot

39

Hì nh 1 - 4 2 : D ặc tính phưcỉng hưỏng thu âm hộ M -S

Hìn h 1 - 4 3 : Diéu chế tín hiộu hộ M - s đ ẻ phát thanh stereo.

không đ ú n g như tỉ lệ n ăn g

lượng âm th u ở nguồn âm ,

kết qu à là người nghe cảm

th ụ sai lệch không gian

nguổn âm (xem hỉnh 1-44)

- Sự lệch pha tro n g 2 kênh làm cho tín hiệu ph át ra của chúng sớm m uộn so với nhau, người nghe cảm giác lệch lạc về phía p h át của kênh cđ âm th an h đến sớm hơn.

- Xuyên âm 2 kênh xảy ra do cách li không tổt 2 kênh

Hảy th a m khào tiêu chuấn sau :

rầ n số f (Hz)

M éo cho phép Chônh âm lượng

(dB)

lệch dịch pha (°)

Suy giảm xuyên Am (dB )

M g ơ o n im f

p h a n xa sứ C à p

M Ícrô Sớơ P h ả i

N gu ôn âm phản Kê