Thiết kế kéo dài thời gian âm thanh cho sân khấu, nội thất chung cư hiện đại

Chúng ta xét hai biểu đồ thực nghiệm sau (hình 7 - 13b, c).

Biểu đồ hình 7 - 13b: Thiết lập quan hệ giữa mức âm tăng thêm với khoảng cách thời gian giữa hai âm tới thính giả, hay trong nội thất chung cư hiện đại.

Giả sử âm thứ 1, nguồn âm tự nhiên (điễn giả, diễn viên âm thứ 2n người nghe người hát trong phòng nghe nhạc “nội thất” biệt thự, chung cư hiện đại do loa gần đó lặp lại, hoãc Sm thứ 1 đến từ loa xa hơn âm thứ 2 do loa gần hơn lặp lai.

Từ biểu đồ dễ dàng thấy rằng: nếu âm thứ 2 đến thích giả sau âm thứ 1 : 10mS, muôn cho hai âm nghe to bẳng nhau, âm thứ 2 phải to hơn âm thứ 1 : 10dB Thực tế chúng ta không hy vọng hai âm nghe to bằng nhau đối với thính giả ngồi trước, nguồn âm thứ 1 là diễn giả hay diễn viên, âm thứ 2 tới từ loa gần nhất. Điều quan trọng, không để thích giả cảm thấy có âm thứ 2. Muốn vậy, âm thứ 2 không đudc to hơn âm thứ 1 : 10dB và thời gian chậm 10mS. Thực tế nếu kéo dài thời gian làm cho âm thứ 2 to hơn âm thứ 1 từ 5 - 10dB và đến chậm hơn 4 - 25mS dù đạt yêu cầu.

Biểu đồ hình 7 - 13c: Thiết lập quan hệ giữa số phần trăm thính giả cảm thấy bị nhiễu với mức chênh lệch giữa hai âm và khoảng cách thời gian giữa hai âm đó.

Biểu đồ cho thấy: Nếu thiết kế âm thứ 2 to hơn âm thứ 1 : 10dB và chậm hơn 30mS sẽ có 10% thính giả cảm thấy bị nhiễu, hay nội thất nhà ở biệt thự, chung cư hiện đại do đo nếu âm thứ 2 lớn hơn âm thứ 1 : 0dB, không nên đên châm quả 30mS. Ngược lai, nêu âm thứ 2 nhỏ hơn âm thứ nhết 6dB nên chậm hơn 80mS.

Để giải thích cách sử dụng hai biểu dổ này, chúng ta xét thí dụ sau;

Giả sử có môt mặt cắt phòng như (hình 7-14), loa 1 đật trên đầu diễn giả, cách thích giả A trên mặt phẳng nằm ngang 3,3m. Thích giả A nhận được âm tự nhiên trước tiên, 5mS sau đó nhận được âm của íoa 1, theo trên đây âm của loa 1 có ttìể to hơn âm tự nhiên 10dB thính giả A không nhận ra âm đến từ loa 1.

Thực tế không đễ dàng đạt được hiệu quả đó, vì muốn đạt được phải biết độ to của âm, đồng thời phải điều chỉnh thường xuyên âm lượng của loa 1 để tổng độ to của âm ở hàng ghế 1 nghe vừa đủ. Nếu âm tự nhiên và của loa 1 cũng độ to, âm tự nhiên rất dễ chiếm ưu thế. Nếu âm của diễn giả nhỏ, phải điều chỉnh loa 1 để thỏa mãn yêu cầu, nếu loa 1 vượt quá mức chênh lệch cho phép 10dB, phải điều chỉnh ngược lại. Cách tổ chức như vậy thực tế cũng không gây hiện tượng nhiễu loan quá lớn , vì ngoài những thính giả ngồi rất gần diễn giả, âm từ loa 1 và diễn giả thực tế là cùng hướng tới.

Tại thính giả B, cách diễn giả 15m, vì âm lượng tự nhiên và âm từ loa 1 đến đều suy yếu nền phải đặt thêm loa 2 cách đầu thính giả B 3,3m, trên mạch điện tới từ loa 2 đặt thiết bị kéo dài thời gian. Thời gian kéo dài bằng khoảng thời gian chênh lệch giữa âm từ loa 1 với âm từ loa 2 đến thính giả B cộng thêm môt số mS cân thiết theo hiệu ứng Hass.

Âm từ loa 1 đến B mất một khoảng thời gian bằng 16,2/340 = 5DmS

Âm từ loa 2 đến B mất một khoảng thỡi gian bằng 3,3/340 = 10mS.

Chênh lệch thời gian giữa hai âm đến: 50 -10 = 40mS.

Số mS cộng thêm theo hiệu ứng Hass phụ thuộc số luợng loa còn tiếp sau loa 2 Nếu loa 2 là loa cuối cùng, theo biểu đồ hình 7 - 13b, thời gian tăng thêm tốt nhất 15mS. Nếu sau 2 loa còn loa nữa. thời gian tăng thêm này phải giảm bớt để phân bố cho loa sau. Nhân thời gian tăng thêm cho loa 2 là 10mS, tổng thôi gian kéo dài cho loa 2 bằng 40+10 = 50mS. Có thể thừa nhận, tới thính giả B chỉ cố âm của loa 1 và loa 2. bỏ qua âm tự nhiên vi rất bé. Độ to của loa 2 có thể điểu chỉnh để khi tới B to hơn âm của loa thứ nhất 10dB.

Toàn bộ tinh hình mỗ tả trong sơ đồ (hlnh 7-15):

Thính giả A: Trước tiên nhận được âm tự nhiên, giả sử Lp = 63dB, 5mS sau đó nhận được âm từ loa 1, Lp₁ = 73dB. Độ to tại A xấp xỉ bằng Lm = 73dB (chưa xét âm của loa 2).

Thính giả B: Bỏ qua âm tự nhiên, các âm lần lượt như sau: âm của loa 1, Lp = 73 -10 = 63dB (- 10dB do chênh lệch khoảng cách 5, 1/16, 2), 10mS sau đó nhận được âm của loa 2, điều chỉnh loa 2 để đến thính giả B, mức Lp to hơn loa 1: 10dB, tức là Lpi = 63 + 10 = 73dB. Độ to tại B 73dB.

Âm của loa 2 cũng đến A, nếu như loa bức xạ đểu ra các hướng, khi đó mức âm của loa 2 đến A bằng 73 -12 = 61 dB và chậm hơn âm của toa 1 tới 73mS (trong đó thời gian Kéo dài 50mS, thời gian để âm từ loa 2 đến A 38mS (13m) và trừ đi thời gian loa 1 tới A mất 15mS -> 50 + 38 - 15 = 73mS).

Từ biểu đô (hình 7 - 13c) cho thấy: âm loa 2 bé hơn âm loa 1: 12dB, thời gian chậm 73mS, gây ra. độ nhiễu có thể bỏ qua.

Có trường hợp, trong hệ thống tãng âm tiếng nói, độ to của âm kẻo dài và của âm thứ 1 có thể xấp xỉ bằng nhau, khi đó từ biểu đồ (hlnh 7 - 13c) tim ra số % người bị nhiễu, nếu quá 10% phải giảm độ to của âm kéo dài. Thực tế, nếu tăng tính định hướng của loa, mức âm bức xạ ra sau loa ít nhất, bé hơn mức âm bửc xạ ra phía trước 6dB, sẽ giảm được số % ở bị nhiễu xuống thấp hơn 10%.

Sau loa 2, đặt loa 3 cho thính giả c, sau thinh giả B 15m.

Thính giả C: Đầu tiỗn nhận đuợc âm của loa 1, Lp= 57dB. 50mS sau nhận được âm của loa 2, Lp2= 60dB

Cuối cững nhận được âm của loa 3. mức âm phải bằng Lp3 = 70dB.

Kéo dài thời gian của loa 3 bằng thời gian kéo dài cho loa 2 (50mS) cộng với thời gian âm loa 2 đến c (50mS) trừ thời gian âm từ loa 3 đến c tOmS và cộng thêm 10mS theo hiệu ứng Hass. Vậy tổng thời gian kéo dài là 100mS.

Hiệu quả âm thanh toàn hệ thống như sau:

Tại C: Lp = 70dB.

Tại A: Lp = 73dB.

Hai thính giả này cách nhau 27m, mức âm chênh lệch nhau 3dB. Nếu chỉ có một loa (loa 1) tại, A: 73dB, tại C: 16dB, đồng thời có hệ thống này mọi thính giả đều cảm thấy như âm đều đến từ diễn giả.

Trong thí dụ trên đây, chúng ta chỉ xét thính giả A, B và c, nhưng nêu hệ thống chính xác đối với những thích giả này cũng sẽ chinh xác đối với những thính giả sau nó, vì thời gian đến của âm từ các nguồn đều tuong ứng giống nhau. Âm đầu tiên đến một thính giả nào đó (chẳng hạn thính giả B, âm dẩư tiên của loa 1), khi chuyển đến những chỗ ngồi phía sau, tốc độ tắt dần chậm hơn rất nhiểũ so với độ to của loa 2, do đó chênh lệch độ to của 2 loa cũng giảm, hiệu ứng Hass vẫn tốt.

Nếu trong hệ thống sử dụng cùng một loại loa (thường như vậy) có thể bằng phương pháp điều chỉnh điện áp tới loa để đạt được điện áp yêu cầu.

Chẳng hạn trong thí dụ trên: loa 1 cách thính giả A là 5,1 m, mức âm tới A là 73dB, nếu lấy khoảng cách tiêu chuẩn bằng 1,5m, mức âm tới A bằng 73 + 11 = 84dB (11 dB do chênh lệch quãng đường 5,1/1,5). Tương tự, loa 2 tời B, mức âm cẳn có 73dB, thính giả B cách loa 2 là 3,3 mét, cho nên với khoảng cách tiêu chuẩn 1,5m, mức âm bằng 73 + 7 = 80dB (7dB do chênh lệch quãng dubng 3,3/1,5), cho nền nếu hệ thống đã lẳp đặt sẽ dễ dàng bố trí thêm trang mạch điện một số vol kế đo kiểm tra. Độ giảm điện ấp trong loa 2, theo kết quả trên, nền điều chỉnh nhỏ hôi loa 1 là 4dB.

Bằng cách lắp những vol kế do thừ trong các mạch loa có thể dễ dàng điều chỉnh hệ thống theo ý muốn. Vì thời gian kéo dài cho các loa khác nhau, nền máy khuếch đại công suất của các loa cũng riêng biệt nhau, do đó rất dễ điều chỉnh hiện áp tới các loa, khi đã điéu chỉnh hợp lý, cố định sử dụng, việc tăng hay giảm đối với toàn bộ hệ thống thực hiện theo công suất âm của nguồn âm tự nhiên.