Đáp ứng tần số (Frequency Response)

Khả năng của một thiết bị sản xuất ra âm thanh trong một dải tần số cụ thể (có nghĩa là, để đáp ứng với các tần số đó) được gọi là đáp ứng tần số (đáp tần). Một đồ thị đo lường đầu ra của các thiết bị theo tần số, so với các tín hiệu đầu vào, trình bày trong hình 4.1, được gọi là đường biểu diễn đáp ứng tần số. Đây là loại đường biểu diễn, khi mô tả chính xác, cho phép người dùng thiết bị biết trước khoảng cách gần đúng, các thiết bị sẽ ảnh hưởng đến chất lượng âm của âm thanh hay tín hiệu đến với nó.

Khi một thiết bị tái tạo tần số trong dải tần nhất định với tầm quan trọng ngang nhau, so với cường độ của tần số có trong tín hiệu input, đường biểu diễn đáp ứng của thiết bị này được gọi là phẳng (flat) trong dải tần đó (bởi vì các đường biểu diễn đáp ứng trong dải đó đi ngang , hay phẳng, trên loại đồ thị này). Bạn sẽ thấy đường biểu diễn đáp ứng phẳng khá khan hiếm trong phổ âm thanh thường là đặc trưng duy nhất của bộ khuếch đại (amplifier). Loa phóng thanh gần như không bao giờ đạt được điều này trong dung sai rất gần (ngoại trừ trong dải tần giới hạn). May mắn thay, đó không phải là điều hoàn toàn cần thực hiện. Một vài micro condenser gần đạt độ lý tưởng này, nhưng như đã nói ở trên (trong chương 1), micro thường không cần phải có đáp ứng tần số flat.

Các thiết bị như mixer và thiết bị xử lý tín hiệu lý tưởng khác sẽ hiển thị đặc tính này trong suốt toàn bộ phổ âm thanh, nhưng trong thực tế, nhiều thiết bị thay đổi chất lượng âm đáng kể, thậm chí khi EQ đã được thiết lập ở vị trí flat của nó. (Nói cách khác, đáp ứng của nó không nhất thiết phải flat mặc dù các mixer chất lượng cao nhất và thiết bị xử lý tín hiệu khác có khuynh hướng đi tới rất gần điều này.)

Vậy làm thế nào có được điều đó, có hai thiết bị của các hãng sản xuất khác nhau, mà cả hai đều yêu cầu phải có đáp ứng tần số phẳng (flat) (và lần lượt đưa vào trong một hệ thống đồng nhất với một trở kháng phù hợp), trong một số trường hợp, âm thanh ra rất khác biệt khi nó được cung cấp các tín hiệu input giống nhau không? Hầu hết câu trả lời đơn giản là, nó có đường biểu diễn đáp ứng tần số thực tế khác nhau, bất kể các thông số kỹ thuật có thể khẳng định vấn đề gì. (Và trong vài trường hợp, trong các thiết bị kinh phí thấp, đáp ứng tần số có thể thay đổi đáng kể như là thay đổi mức độ tín hiệu).

Rất cơ bản, bất kỳ đặc điểm kỹ thuật đáp ứng tần số không được hiển thị như đồ thị trong hình 4.1 đều có một dung sai tối thiểu, mà ở loa thường là ±3dB (cộng thêm hay trừ đi 3dB). Quy cách kỹ thuật cũng phải hội đủ điều kiện toàn dải (full-range) của đáp ứng này để vẫn trong giới hạn dung sai quy định. (Với thông số ±3dB, đây sẽ là một tổng 6dB lên xuống trong dải tần số trích dẫn). Trong trường hợp một bộ khuếch đại, hay bộ xử lý tín hiệu chất lượng rất cao, dung sai quy định có thể nhiều hơn, vào khoảng ±1dB khắp hầu hết phổ âm thanh.

Với thông số kỹ thuật của micro và loa, một số các vấn đề phức tạp sẽ xảy ra. Điều này là do các đường biểu diễn đáp ứng thường được đo trực tiếp trên trục. Rời khỏi trục đáp ứng, có thể đi chệch rất nhiều so với những đường biểu diễn đã công bố trên trục, ngay cả những đường biểu diễn chính xác và trung thực tiêu biểu. Sẽ tập trung xử lý điều này nhiều hơn nữa trong chương 5 và 10. Các hình thức đo cơ bản của dB liên quan được giới thiệu sau trong chương này.

Việc giảm cường độ âm thanh như: người nghe di chuyển xa hơn từ nguồn là do hai yếu tố: (1) sự lan truyền hình học của âm thanh, và (2) tổn thất do ma sát giữa các hạt không khí. Qua khoảng cách ngắn ở (1) (được mô tả bởi luật bình phương nghịch đảo) có khuynh hướng chiếm ưu thế. Qua khoảng cách dài hơn ở (2) (suy giảm trong không khí) ngày càng trở nên quan trọng.