Âm thanh kĩ thuật số là gì? Sự Ưu Việt Của Âm Thanh Kĩ Thuật Số

Âm thanh kĩ thuật số là một sự cách mạng của ngành âm thanh từ analog sang dạng kĩ thuật số. Có nghĩa là âm thanh được mã hóa dưới dạng số theo 1 chuỗi liên tục. Ví dụ trong âm thanh, các mẫu được lấy 44100 lần mỗi giây với độ sâu mẫu 16 bit. 

Âm thanh kĩ thuật số có những tiến bộ đáng kể vào những năm 70 của thế kỉ trước, sau đó nó dần thay đổi công nghệ ghi và tái tạo âm thanh cho đến những năm 1990 - 2000 công nghệ analog đã chuyển dịch sang kĩ thuật số.

Trong hệ thống âm thanh kỹ thuật số, tín hiệu điện tương tự đại diện cho âm thanh được chuyển đổi bằng bộ biến đổi tương tự sang số (ADC) thành tín hiệu số, thường sử dụng điều chế mã xung. Tín hiệu số này sau đó có thể được ghi lại, chỉnh sửa, sửa đổi và sao chép bằng máy tính , máy phát lại âm thanh và các công cụ kỹ thuật số khác.

 Khi kỹ sư âm thanh muốn nghe bản ghi âm trên tai nghe hoặc loa bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) thực hiện quy trình ngược lại, chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số trở lại một tín hiệu tương tự, sau đó được gửi qua bộ khuếch đại công suất âm thanh và cuối cùng đến loa.

>>> Nhạc lossless là gì?

Qúa trình chuyển đổi

Một hệ thống âm thanh kỹ thuật số bắt đầu với một ADC chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số. Các ADC chạy ở tốc độ lấy mẫu quy định và chuyển đổi ở độ phân giải bit được biết đến. Âm thanh CD, ví dụ: có một tỉ lệ lấy mẫu 44.1 kHz (44.100 mẫu trên giây), và có độ phân giải 16-bit cho mỗi stereo kênh. 

Tín hiệu tương tự mà chưa được bandlimited phải được đưa qua một bộ lọc chống răng cưa trước khi chuyển đổi, để ngăn chặn sự biến dạng gây ra bởi các tín hiệu âm thanh có tần số cao hơn tần số Nyquist, mà là một nửa tỷ lệ lấy mẫu của hệ thống.

Một tín hiệu âm thanh kỹ thuật số có thể được lưu trữ hoặc truyền đi. Âm thanh kỹ thuật số có thể được lưu trữ trên một đĩa CD, một máy nghe nhạc âm thanh kỹ thuật số, một ổ đĩa cứng, một ổ đĩa flash USB, hoặc bất kỳ thiết bị lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số nào.

 Các tín hiệu kỹ thuật số sau đó có thể được thay đổi thông qua xử lý tín hiệu kỹ thuật số, nơi nó có thể được lọc hoặc có thay đổi. Nén dữ liệu âm thanh kỹ thuật, chẳng hạn như MP3, AAC, Ogg Vorbis, hoặc FLAC, thường được sử dụng để giảm kích thước tập tin. Âm thanh kỹ thuật số có thể được xem trực tiếp trên các thiết bị khác.

Để phát lại, âm ​​thanh kỹ thuật số phải được chuyển đổi sang tín hiệu tương tự với một DAC. DAC chạy với tốc độ lấy mẫu và bit độ phân giải cụ thể, nhưng có thể sử dụng oversampling, upsampling or downsampling để chuyển đổi tín hiệu đã được mã hóa với tốc độ lấy mẫu khác nhau.

Ưu điểm của âm thanh kỹ thuật số so với âm thanh analog

• Thứ nhất là khả năng lưu trữ nhanh chóng, gọn nhẹ và dễ dàng. Thay vì ghi âm ghi hình vừa phức tạp vừa tốn thời gian bằng nhiều mức trong các băng từ tính như băng video, băng cassette… thì nay người ta chỉ cần ghi bằng cách đục các lỗ là có thể thao tác gọn nhẹ rồi.

• Thứ hai tương tác từ xa. Thay vì phát thanh truyền hình phải xử lý tín hiệu phức tạp ở nhiều cấp độ khác nhau mà gây méo mó, nghẹt tiếng, sai màu… bây giờ công nghệ kĩ thuật số phát triển nên dễ truyền tín hiệu, hình ảnh âm thanh được giữ nguyên bản và chất lượng không thay đổi.
• Thứ ba là đa dạng. Các mạch lọc số cho ra các các hiệu ứng âm thanh vòm đủ các kiểu nghe rất hấp dẫn và hoành tráng hơn nhiều lần. Các phương thức xử lý ảnh số cho ra vô vàn các ảnh ghép, các kỷ xảo truyền hình mà tín hiệu tương tự không thể làm được.

Bài viết do Prosound Việt Nam nghiên cứu và soạn thảo dựa trên kinh nghiệm lâu năm trong lĩnh vực âm thanh sự kiện chuyên nghiệp. Cám ơn các bạn đã đón đọc!