Đường đẳng thính (Equal Loudness Contour) là gì?

Nhưng chỉ cần vặn âm lượng lớn lên, tiếng bass lại đập uy lực và tiếng treble lại leng keng trở lại?

Hiện tượng này không phải do loa hay amply của bạn bị lỗi, mà nó xuất phát từ một đặc tính sinh học đặc biệt của chính tai người. Trong kỹ thuật âm thanh chuyên nghiệp tại Pro Sound Việt Nam, hiện tượng này được lý giải bằng khái niệm Đường đẳng thính (Equal Loudness Contour) - hay còn được biết đến phổ biến qua biểu đồ lịch sử Fletcher-Munson.

1. Khái niệm Đường đẳng thính là gì?

Đường đẳng thính là một biểu đồ gồm các đường cong thể hiện mức áp lực âm thanh (tính bằng Decibel - dB SPL) cần thiết ở các tần số khác nhau để tai con người có thể cảm nhận được chúng có độ to bằng nhau (Loudness).

Đơn vị dùng để đo độ to cảm nhận này được gọi là Phon. Theo quy ước, ở tần số tiêu chuẩn 1000 Hz, giá trị của Phon sẽ bằng chính xác giá trị của dB SPL. Ví dụ: Một âm thanh 1000 Hz ở mức áp lực 40 dB sẽ có độ to cảm nhận là 40 Phon.

2. Tai người nghe "thiên vị" các dải tần như thế nào?

Biểu đồ Đường đẳng thính đã chứng minh một sự thật: Tai con người không nghe tuyến tính (không đều) đối với tất cả các tần số. Thính giác của chúng ta nhạy cảm một cách cực đoan với một số dải tần nhất định và kém nhạy với các dải tần khác tùy thuộc vào mức âm lượng.

Sự nhạy cảm đặc biệt ở dải Trung Cao (2000 Hz - 5000 Hz)

Nhìn vào biểu đồ, các đường cong luôn trũng xuống thấp nhất ở khoảng tần số từ 2000 Hz đến 5000 Hz. Điều này có nghĩa là tai người chỉ cần một năng lượng áp lực (dB) rất nhỏ ở dải tần này là đã có thể nghe thấy rõ mồn một.

Đứng dưới góc độ tiến hóa sinh học, đây chính là dải tần số của tiếng khóc trẻ con và giọng nói của con người. Tai chúng ta được thiết kế để nhạy bén nhất với dải này nhằm sinh tồn và giao tiếp.

Kém nhạy với dải Trầm (Bass) và dải Siêu Cao (Treble) ở âm lượng nhỏ

Ngược lại, ở hai đầu của dải tần - đặc biệt là dải trầm dưới 100 Hz - các đường cong vút lên rất cao. Điều này chứng minh rằng khi âm lượng tổng thể ở mức thấp (ví dụ 20 Phon đến 40 Phon), tai người cực kỳ kém nhạy với tiếng bass. 

Để tai cảm nhận được tiếng bass to ngang bằng với tiếng ca sĩ ở 1000 Hz, hệ thống phải đẩy năng lượng của dải trầm lên cao hơn từ 20 dB đến 40 dB.

Khi âm lượng lớn, tai người nghe đều hơn

Một điểm cực kỳ quan trọng là khi bạn đẩy âm lượng tổng thể của hệ thống lên mức lớn (từ 80 Phon đến 100 Phon, tương đương mức âm lượng tại các quán bar hay concert ngoài trời), các đường cong của biểu đồ bắt đầu phẳng dần ra. Lúc này, tai người sẽ nghe dải trầm, dải trung và dải cao một cách cân bằng và đồng đều hơn rất nhiều.

3. Ứng dụng Đường đẳng thính trong kỹ thuật âm thanh thực tế

Thấu hiểu được xu hướng này của tai người, các kỹ sư phần cứng và kỹ thuật viên tuning tại Pro Sound Việt Nam luôn phải áp dụng Đường đẳng thính vào thực tế:

• Nút Loudness trên các Amply tích hợp: Nếu bạn để ý trên các dòng amply nghe nhạc gia đình, thường có một nút chức năng tên là Loudness. Khi bạn bật nút này và nghe nhạc ở âm lượng nhỏ vào ban đêm, amply sẽ tự động mạch điện để tăng dải bass và dải treble lên cao hơn một chút, bù đắp vào khoảng hụt của tai người theo đúng biểu đồ đẳng thính, giúp bản nhạc vẫn đầy đặn chi tiết.

• Kỹ thuật cân chỉnh hệ thống (Tuning): Khi các kỹ sư Pro Sound setup âm thanh cho một không gian hội trường hay liveshow, việc đo đạc đáp tuyến của loa bằng phần mềm Real-Time Analysis (RTA) luôn phải kết hợp với việc kiểm tra thực tế ở các mức âm lượng khác nhau. Hệ thống loa biểu diễn chuẩn mực phải đảm bảo khi đẩy công suất lên mức hoạt động thực tế, dải trầm không bị thừa gây tức ngực và dải trung cao không bị nhô lên quá mức gây chói gắt tai khán giả.

• Ứng dụng trong các thiết bị DSP kỹ thuật số: Các bộ xử lý số thế hệ mới hiện nay tích hợp các thuật toán Smart Loudness hoặc Dynamic EQ. Thiết bị sẽ tự động nhận biết mức âm lượng đầu ra để tự điều chỉnh đường cong đáp tuyến theo thời gian thực, giúp hệ thống luôn giữ được chất âm cân bằng hoàn hảo dù bạn mở to hay mở nhỏ.

Có thể bạn quan tâm: 

• Tìm hiểu công nghệ củ loa Dual Concentric™ của Tannoy
• Công nghệ màng loa Flax cone (màng loa sợi lanh) của Focal
• Tìm hiểu hệ thống CCL (Compact Cardioid Line Array) của d&b audiotechnik

Tối ưu hóa trải nghiệm thính giác cùng Pro Sound Việt Nam

Âm thanh suy cho cùng là để phục vụ đôi tai của con người. Một hệ thống âm thanh đắt tiền nếu không được cân chỉnh dựa trên các nguyên lý khoa học về thính giác (Psychoacoustics) sẽ rất dễ rơi vào tình trạng đo trên máy máy thì đẹp nhưng nghe thực tế thì dở.

Tại Pro Sound Việt Nam, đội ngũ kỹ sư chuyên môn cao của chúng tôi không chỉ làm chủ các thiết bị phần cứng mạnh mẽ, am hiểu sâu sắc các đặc tính âm học phòng, mà còn luôn đặt trải nghiệm thính giác thực tế của con người làm trọng tâm. Chúng tôi tỉ mỉ cân chỉnh từng dải tần số từ Mixer, DSP cho đến Cục đẩy công suất, cam kết mang lại một không gian âm thanh hài hòa, tự nhiên và bảo vệ đôi tai của bạn tốt nhất.