Tất cả là về âm trầm: Tìm hiểu sâu về dải tần số quen thuộc nhưng đôi khi bị bỏ qua

Trong nhiều năm qua, tôi đã may mắn được sử dụng một số hệ thống âm thanh tốt nhất hiện có của nhiều nhà sản xuất hàng đầu và một trong những điều khiến tôi ấn tượng là chúng tôi đã tiến được bao xa về mặt loa siêu trầm mang lại âm thanh đầu dưới cùng của hỗn hợp.

Công nghệ loa siêu trầm và kỹ thuật bố trí đã phát triển đến mức chúng tôi có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với cách triển khai dải tần số quan trọng này. Vì vậy, tôi nghĩ sẽ rất tốt nếu xem xét cách chúng tôi đạt đến điểm này và khám phá cách chúng tôi có thể mang lại kết quả cuối cùng tốt hơn.

Khi nói về tần số âm trầm, chúng ta thường đề cập đến những tần số dưới khoảng 250 Hz, nhưng tôi muốn tập trung vào mức thấp nhất trong số mức thấp; nói cách khác, âm trầm phụ – tần số thường nằm trong khoảng từ 20 đến 100 Hz. Bản chất của cách chúng ta nghe có nghĩa là chúng ta không cảm nhận được tất cả các tần số như nhau (điều này cũng thay đổi theo âm lượng). Nhưng nói chung, con người ít nhạy cảm hơn với tần số dưới 100 Hz, đó là lý do tại sao vùng này cần được đặc biệt chú ý.

Nhìn vào các loa PA tiêu chuẩn hoặc một cặp loa kiểm âm phòng thu, hầu hết chúng đều mở rộng tần số hợp lý cho mục đích tham khảo, nhưng cả hai sẽ luôn được hưởng lợi từ việc bổ sung một loa siêu trầm để tăng cường âm trầm. Bộ khuếch đại được thiết kế để cấp nguồn cho loa phụ có xu hướng mạnh hơn so với bộ khuếch đại được sử dụng cho tần số trung hoặc cao và bản thân các loa luôn lớn hơn (thường có đường kính 15 hoặc 18 inch) so với các bộ khuếch đại có tần số cao hơn.

Một quan niệm sai lầm phổ biến là cần có loa lớn để tạo ra âm thanh tần số thấp, nhưng thực tế lại nói ngược lại – một bằng chứng đơn giản cho điều này là nút tai và tai nghe. Vấn đề ở đây là môi trường mà âm thanh truyền đi.

Không khí là chất dẫn rung động tương đối kém hiệu quả và rung động âm trầm tương đối chậm, do đó cần nhiều năng lượng hơn để tạo ra tần số âm trầm được coi là ngang bằng với tần số cao hơn tương ứng. Ví dụ: nếu tất cả chúng ta đều sống dưới nước, một loa trầm 2 inch có công suất tương đối thấp sẽ có khả năng tạo ra các mức tần số dễ chịu xuống khoảng 20 Hz.

Rumble sớm

Loa trầm treo âm thanh đầu tiên được Edgar Villchur phát minh vào năm 1954: AR1 ra mắt tại Hội chợ âm thanh New York và nhanh chóng được đưa vào sản xuất cho công ty mới thành lập của ông, Acoustic Research. Thiết kế sử dụng đệm không khí đàn hồi bên trong vỏ kín để đảm bảo lực phục hồi tuyến tính cho màng loa trầm, từ đó tạo ra tần số âm trầm to hơn và sạch hơn.

Loa có khả năng tạo ra tần số dưới 100 Hz với âm lượng phù hợp và độ méo tối thiểu trở nên phổ biến hơn vào những năm 1960 và 70 nhưng không được áp dụng phổ biến như hiện nay (ví dụ: tại các buổi hòa nhạc, trong phòng thu âm và dàn hi-fi tại nhà). ). Mục đích sử dụng chính là trong rạp chiếu phim để nâng cao trải nghiệm xem phim,

Một cách tiếp cận như vậy được gọi là Sensurround, một quy trình được phát triển bởi Cerwin-Vega kết hợp với Universal Studios, sử dụng nhiều loa phụ được cấp nguồn từ các giá đỡ bộ khuếch đại 500 watt, được kích hoạt thông qua các âm điều khiển được in trên rãnh âm thanh của phim, để tạo ra năng lượng trong khoảng 17 giờ. và 120 Hz.

Ứng dụng nổi tiếng nhất của Sensurround là thêm “chủ nghĩa hiện thực” vào bộ phim Earthquake năm 1974 . Phương pháp giải trí tần số thấp được cho là đã giúp bộ phim thành công về mặt doanh thu phòng vé và tạo được nhiều tiếng vang cho loa siêu trầm. (Và bộ phim đã giành được giải Oscar ở hạng mục Âm thanh hay nhất.)

Một trong những lý do chính khiến loa siêu trầm không được sử dụng phổ biến trong gia đình là do những hạn chế của phương tiện phát lại chính vào thời đó (bản ghi vinyl). Âm trầm to và sâu gặp khó khăn vì nó ảnh hưởng đến khả năng theo dõi rãnh của bút stylus; ngay cả một lượng âm trầm vừa phải (theo tiêu chuẩn hiện đại) cũng sẽ khiến kim dao động quá mức cho đến khi nhảy ra khỏi rãnh. Âm trầm sâu và chính xác thực sự không thể thực hiện được cho đến khi băng cassette nhỏ gọn trở thành phương tiện phổ biến, sau đó là đĩa compact (CD).

Kỳ vọng của cuộc họp

Trong những ngày đầu của âm thanh hòa nhạc, thực sự không có nhu cầu quan trọng nhất về âm trầm đầy đặn và sâu lắng. Để minh họa, chúng ta hãy xem xét hai nhạc cụ thường thấy nhất trong nhạc phụ trong nhạc rock dựa trên guitar truyền thống: trống kick và guitar bass.

Nếu bạn đứng cạnh một bộ trống không có bộ khuếch đại khi nó đang được chơi, bạn có thể nhận thấy rằng trống đá thực sự không có âm trầm nặng đến vậy. Nó di chuyển một lượng không khí nhất định và có âm trầm nhất trong số tất cả các loại trống trong bộ trống, nhưng nó không có âm thanh “đập vào ngực bạn” giống như khi đứng trước PA trong một buổi biểu diễn. Âm thanh đó thực chất là một cấu trúc nhân tạo, trong đó trống được kết hợp với micro gần với micrô được điều chỉnh để phát ra tần số âm trầm – thường theo cách không cân xứng.

Guitar bass điện tiêu chuẩn có bốn dây được điều chỉnh một quãng tám từ bốn dây dưới cùng của guitar. Các tần số này dao động ở khoảng 41, 55, 73 và 98 Hz, với âm thanh cụ thể được tạo ra phụ thuộc phần lớn vào bộ khuếch đại âm trầm. (Rất ít bộ khuếch đại âm trầm có thể tạo ra tần số 41 Hz; trên thực tế, hầu hết đều gặp khó khăn để xuống dưới 80 Hz với mức vừa đủ.)

Một lần nữa, chúng tôi sử dụng các kỹ thuật như chèn trực tiếp (DI) hoặc đóng micrô vào tủ khuếch đại âm trầm để giúp phát ra những tần số thấp hơn.

Quan điểm tôi đang đưa ra là thường xuyên, chúng tôi cải thiện phần cuối của các nhạc cụ chính một cách giả tạo để tạo ra âm thanh mà chúng tôi mong muốn và mong đợi. Âm thanh này là sản phẩm của một quá trình tiến hóa được thúc đẩy bởi sự kết hợp của kỹ thuật sản xuất, những tiến bộ trong công nghệ khuếch đại và loa cũng như sự mong đợi của các nhạc sĩ và khán giả của họ.

Nhưng tại sao chúng ta lại thích âm trầm đầy đặn và sâu lắng trong âm nhạc của mình? Theo nghiên cứu gần đây của Laurel Trainor tại Viện Âm nhạc và Tâm trí McMaster ở Ontario, Canada, tai của chúng ta có khả năng nhận biết tốt hơn nhiều sự khác biệt tinh tế về thời gian ở tần số thấp so với tần số cao. Nghiên cứu cho thấy hiệu ứng này phát sinh trong cơ chế sinh lý của tai chứ không phải ở trung tâm nhận thức của não.

Điều này cho chúng ta biết rằng chúng ta phụ thuộc nhiều hơn vào nội dung tần số thấp của âm nhạc để giúp chúng ta bắt kịp nhịp điệu và hơn nữa, nó cho thấy tầm quan trọng của các kỹ sư âm thanh trực tiếp trong việc đạt được phần cuối phù hợp, đặc biệt là đối với nhạc khiêu vũ.

Có một yếu tố quan trọng hơn góp phần khiến chúng ta thích thú với tần số thấp: chúng được cảm nhận nhiều như được nghe thấy. Lượng chuyển động không khí tuyệt đối ở tần số thấp cộng hưởng trong lồng ngực của chúng ta và tạo thêm yếu tố nội tạng giúp chúng ta thưởng thức âm thanh.

Giống như hệ thống Sensurround đời đầu, nó giúp chúng ta “hòa nhập” vào âm thanh và tăng thêm sự thích thú với âm nhạc.

Các cách tiếp cận khác nhau

Vậy làm thế nào để chúng ta tận dụng tối đa hệ thống sub bass hiện đại? Điều đầu tiên cần cân nhắc là nhiều hơn không nhất thiết là tốt hơn – chỉ vì chúng ta hiện có sức mạnh phi thường trong tầm tay không có nghĩa là chúng ta cần phải sử dụng tất cả sức mạnh đó. Có một ranh giới mong manh giữa mức độ gây ra cảm giác sôi sục trong dạ dày và mức độ gây buồn nôn.

Độ phủ âm trầm hiếm khi hoàn toàn đồng đều khắp địa điểm, vì vậy, bạn nên làm quen với khu vực có âm trầm tối đa và sau đó đặt mức phù hợp, đồng thời lưu ý rằng các mức ở phía trước nhà không phải lúc nào cũng thể hiện được âm trầm. toàn bộ.

Một trong những nguyên nhân lớn nhất khiến các bản phối lộn xộn, lầy lội là do năng lượng âm trầm lọt vào loa siêu trầm vốn không nên có. Điều này có thể tránh được bằng nhiều cách. Đầu tiên và quan trọng nhất là lựa chọn và định vị micrô – đặt đúng micrô vào đúng vị trí là cách tốt nhất để đảm bảo thu được âm thanh mong muốn từ nguồn. Ngoài ra, hãy lưu ý cách micrô định hướng thể hiện hiệu ứng lân cận; biết khi nào nên khai thác điều này và khi nào nên tránh nó có thể giúp ích rất nhiều trong việc mang lại âm thanh sắc nét và rõ ràng từ nhiều nguồn thu âm từ micro.

Tôi cũng rất hâm mộ cách sử dụng khéo léo bộ lọc thông cao, phục vụ hai mục đích rất quan trọng. Nó có thể giúp giảm lượng rò rỉ tần số thấp, điều không thể tránh khỏi khi nhiều micrô ở gần nhau và nó cũng có thể giúp giảm hiện tượng che tần số, vốn luôn xảy ra theo hướng đi xuống, theo tần số (ví dụ: guitar có nhiều khả năng che giấu âm trầm hơn so với cách khác). Và nếu điều đó không giúp giảm lượng âm trầm không mong muốn trong loa siêu trầm thì phương pháp loa siêu trầm được cấp nguồn phụ sẽ cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn để đảm bảo chỉ có các tín hiệu mong muốn trong loa siêu trầm.

Đôi khi, đặc biệt là ở những địa điểm nhỏ, vấn đề không phải ở âm trầm quá nhiều mà là không đủ. Đây là lúc một chút kiến ​​thức về tâm lý học có thể giúp ích. Có một hiện tượng thú vị được gọi là Thiếu cơ bản, trong đó chúng ta nghe thấy âm bội của âm thanh chứ không phải tần số cơ bản (thường là do hệ thống âm thanh không xuống thấp đến mức đó). Trong điều kiện thích hợp, bộ não của chúng ta xử lý thông tin có trong âm bội và lấp đầy khoảng trống do tần số cơ bản để lại để chúng ta thực sự cảm nhận được nó ngay cả khi nó không hiện diện.

Tôi thường khai thác nguyên tắc này khi PA có phần đáy kém xuất sắc hơn. Điều quan trọng không chỉ là tăng âm cao của âm trầm mà còn giảm nội dung tần số thấp, điều này có thêm phần thưởng là ngăn PA lãng phí năng lượng khi cố gắng tạo ra các tần số mà nó không thể.

Hy vọng cuộc thảo luận này cung cấp một số hiểu biết mới về dải tần số quen thuộc nhưng đôi khi bị bỏ qua. Xét cho cùng, nếu bạn dự định xây dựng một hỗn hợp vững chắc thì việc bắt đầu với một nền tảng vững chắc luôn hữu ích.