Đồng bộ thời gian và tính nhất quán về pha là yếu tố quan trọng để đảm bảo tương tác đồng đều giữa loa siêu trầm và hệ thống loa cột. Sau đó, chúng ta nên đồng bộ thời gian của chúng tốt hơn ±1 ms (để tránh hiện tượng giao thoa tiêu cực gần các điểm cắt tần số (80-120 Hz)). Pha có thể được duy trì trong phạm vi ±90 độ để loại bỏ hiệu ứng lọc răng lược. Bộ xử lý tín hiệu số thực hiện điều này bằng cách làm trễ các trình điều khiển tần số cao ở mức vi giây. Vượt quá các giới hạn này có thể dẫn đến suy giảm đáp ứng xung lên đến 15%. Và vị trí chính xác sẽ tạo ra sự dịch chuyển tần số liên tục trong không gian âm thanh mà không bị mờ thời gian.
Sự phân bố cân bằng mức áp suất âm thanh (SPL) giữa loa siêu trầm và hệ thống loa cột ngăn chặn hiện tượng che tần số và sự bất thường trong đáp ứng công suất. Có ba nguyên tắc cốt lõi chi phối việc cân bằng SPL hiệu quả:
Các phương pháp phổ biến nhất để triển khai nhiều loa siêu trầm bao gồm kỹ thuật định hướng hình tim (điều khiển mẫu loa siêu trầm hình tim) và phương pháp chế ngự cộng hưởng phân tán. Các mẫu hình tim tạo ra tính định hướng tần số thấp có thể quan sát được thông qua việc đảo pha và làm trễ các loa phía sau, đồng thời giảm âm phía sau tới 20dB như đã được trình bày trong các nghiên cứu gần đây về độ nhất quán pha. Điều này rất hữu ích trong các ứng dụng âm thanh chuyên nghiệp nơi chỉ cần tăng cường âm phía trước và phần phía sau của không gian nên được giảm bớt âm trầm. Các mảng nhỏ hơn phân bố một số thành phần loa siêu trầm không đồng đều khắp không gian nhằm triệt tiêu các sóng dừng thông qua phương pháp trung bình hóa không gian. Mặc dù các thiết lập hình tim có tính định hướng vượt trội, chúng thường cho đáp tuyến phẳng hơn 3-6dB trong phòng (hình chữ nhật).
Theo quy tắc khoảng cách 3:1 được nêu trong tiêu chuẩn IEC 60268.1, các mảng loa siêu trầm được bố trí tối ưu sao cho khoảng cách giữa chúng bằng một phần ba kích thước tối đa của phòng. Điều này giúp giảm sự khuếch đại chế độ trục (axial mode reinforcement), vì các mẫu triệt âm sẽ bị đẩy lên trên tần số cắt của tần số Schroeder. Các phép đo thực tế cho thấy rằng việc bố trí đúng theo tỷ lệ 3:1 sẽ làm giảm biên độ sóng dừng ở dải tần 40-80Hz từ 8-12dB so với việc bố trí đều nhau. Trong thực tế, các hệ thống loa siêu trầm thường được lắp đặt thành cụm hình tam giác trong các phòng có kích thước tương đương căn phòng này, hoặc được bố trí cách đều nhau theo chiều rộng phòng trong các hội trường lớn.
Các loa siêu trầm được đặt chiến lược gần các ranh giới của phòng sẽ tận dụng lợi thế từ âm học phòng để tăng cường dải âm trầm thông qua sự bổ sung cộng hưởng. Khi bạn đặt màng loa cách tường hoặc góc phòng một khoảng nhỏ hơn λ/8, bạn sẽ nhận được hiện tượng phản xạ âm thanh mang tính xây dựng (tất cả nhằm minh họa thời gian vang vọng khoảng 0,5–0,7 giây). Đối với mỗi giao diện ranh giới (tường-sàn-góc), mức tăng thêm từ 3–6 dB sẽ được cộng vào so với điều kiện trường tự do, lên tới đỉnh cao nhất là 12 dB đối với loa siêu trầm đặt ở vị trí ba chiều gặp nhau. Hiệu quả khuếch đại tốt nhất đến từ độ cứng bề mặt (bê tông > tường thạch cao) với hệ số hấp thụ < 0,2 ở tần số dưới 80 Hz nhằm giảm thiểu hao phí năng lượng.
Giai đoạn do phản xạ phẳng của các sóng được phát trực tiếp tại các độ lệch 180° bị triệt tiêu bởi các phản xạ biên. Các dải bảo vệ theo quy tắc bố trí phụ thuộc tần số để tránh các vùng DIFZ hoặc CD, ví dụ như duy trì khoảng cách λ/4 so với các biên tại tần số giao thoa. Các kỹ sư cũng sử dụng phương pháp chỉ dựa trên decibel và mạng lọc All-Pass để xoay pha, nhưng họ dự đoán các mẫu dựa trên các nút sóng dừng. Các phép đo thực tế đã chỉ ra rằng mức âm thanh tối thiểu giảm từ 8 đến 15dB khi sử dụng các dải bảo vệ 1/6 quãng tám giữa các dải tần số quan trọng từ 40-80Hz.
Đạt được sự tích hợp âm trầm tối ưu trong rạp hát gia đình đòi hỏi các giao thức hiệu chuẩn hệ thống nhằm giải quyết cả các thông số kỹ thuật và các dị thường đặc trưng của phòng. Việc hiệu chuẩn đúng đảm bảo tính nhất quán về pha, giảm thiểu sóng đứng và duy trì mức SPL ổn định ở các vị trí nghe khác nhau.
Tiêu chuẩn SMPTE 2034-2 quy định việc đồng bộ thời gian của các hệ thống âm thanh đa kênh và yêu cầu rằng loa siêu trầm và loa vệ tinh phải được căn chỉnh đồng bộ với mảng loa chính trong phạm vi +/-2ms. Một phần lý do cho điều này là việc khớp pha giúp loại bỏ phần lớn hiện tượng triệt pha tại tần số chéo nhau (+/-80-120Hz). Các kỹ sư cho biết, nếu bạn giữ các trình điều khiển trong phạm vi 1/3 bước sóng của tần số cắt chéo, bạn có thể duy trì độ nhất quán. Thế hệ bộ xử lý hiện tại sử dụng cân bằng GDC để bù trừ độ trễ trong phản ứng của bộ khuếch đại và trình điều khiển, điều này đặc biệt quan trọng trong các phòng có hình dạng không đều.
Tuy nhiên, các hệ thống hiệu chỉnh phòng cao cấp như Dirac Live và Audyssey MultEQ XT32 sẽ đo đáp ứng xung 256 lần từ 256 nguồn khác nhau và cung cấp bản đồ tần số và pha 3D là mô tả chính xác của căn phòng. Tại AES 2022 đã đánh giá 7 hệ thống và phát hiện độ chính xác căn chỉnh khác nhau từ ±3,2 ms (cấp nhập môn) đến ±0,5 ms (cao cấp). Mặc dù những thiết bị này giúp giảm biến thiên âm thanh giữa các vị trí ngồi khoảng 6 đến 8 dB, việc kiểm tra thủ công vẫn rất cần thiết. Các thuật toán tuyến tính hóa pha có thể giảm các điểm yếu (nulls) do biên giới phòng gây ra dưới 50 Hz tới 35% trong phòng bất đối xứng hoặc gần như loại bỏ hoàn toàn các điểm yếu trong phòng đối xứng. Các giải pháp lai giữa EQ tham số và hiệu chỉnh TD đạt được độ lệch <1 dB so với đường cong mục tiêu trong các hệ thống như vậy, vượt trội hơn hẳn so với hiệu suất của EQ thuần trong trường hợp sử dụng nhiều loa siêu trầm.
Âm thanh tần số thấp theo kiểu end-fire là âm thanh dạng ma trận thời gian do các loa siêu trầm được bố trí hướng về phía trước và phía sau theo một đường thẳng. Các trình điều khiển phía trước hoạt động tiến pha, trong khi các trình điều khiển phía sau bị lệch pha, giống như các đồng hồ đồng bộ hóa mặt sóng bằng hiện tượng giao thoa tăng cường dọc theo trục mục tiêu. Giải pháp này mang lại mức độ cách ly từ trước ra sau khoảng 10dB tại tần số 80Hz, mặc dù tính toàn vẹn của mẫu định hướng chỉ được đảm bảo nếu độ trễ chính xác bằng một phần tư bước sóng. Tuy nhiên, trong một sân vận động hoặc nhà thi đấu nơi cần kiểm soát tối ưu tính định hướng của âm thanh, chiều dài của mảng loa phải lớn hơn bước sóng của tần số mục tiêu.
Tối ưu hóa dựa trên Gradient điều chỉnh các mảng loa siêu trầm cho không gian không khuếch tán, bằng cách liên kết các biến điệu SPL với các mức tăng âm và độ trễ gia tăng. Điều này giúp hiệu chỉnh các bất cân xứng kiến trúc như sàn nghiêng hoặc tường bất đối xứng; chênh lệch mức dưới 3dB sẽ không gây ra hiện tượng lọc răng lược. Tối ưu hóa dựa trên đo lường làm giảm sự biến thiên từ chỗ ngồi này sang chỗ ngồi khác tới 57% trong các khán phòng bất đối xứng. - Pal: Thời gian vang dội RT60 và tính nhất quán của đáp ứng xung giữa các vùng, trong đó giá trị trước nằm trong khoảng ±1,5dB tại tất cả các vị trí nghe.
Dù là việc xếp chồng dưới mặt đất với loa siêu trầm, bạn vẫn cần căn chỉnh thời gian chính xác để đạt được nghe tốt nhất cho dải âm trầm cùng hệ thống loa treo cao. Gần đây hơn, tại một sân vận động ngoài trời có sức chứa 50.000 người, việc căn pha đã được thực hiện thông qua một giao thức bù trễ nhằm cân bằng thời gian đến của mặt sóng dọc theo các đường ngắm dài 120 mét. Thiết kế này giúp chống lại hiệu ứng lược tần do các hàng ghế bằng khí nén gây ra, đồng thời duy trì độ trễ nhóm không đổi (cho phép ±0,5 mili giây), được xác nhận bởi mô hình âm học dựa trên máy tính. Hệ thống đạt được 98% độ rõ lời nói (STI ≥0,65) trong khu vực khán đài phía trên, bất chấp các phản âm từ bề mặt bê tông.
Các mảng loa siêu trầm dạng cardioid với độ triệt âm phía sau 8 dB đã chứng minh hiệu quả đối với các lắp đặt ở sân vận động ngoài trời. Mười sáu loa siêu trầm kép 18 inch được bố trí theo dạng dàn treo thấp tạo ra định hướng âm thanh kiểm soát tốt nhờ sử dụng trình điều khiển dịch pha, được căn chỉnh để tạo định hướng trong dải tần số từ 60Hz đến 120Hz. Tỷ lệ triệt âm trước-sau lớn hơn 14:1 đã đạt được tại các vị trí trung tâm sân, giúp cách ly hiệu quả hiện tượng tích tụ tần số âm trầm dưới các kết cấu nhô ra. Các nghiên cứu gần đây về việc bố trí loa siêu trầm cho thấy cấu hình này làm giảm 41% năng lượng sóng đứng so với các chồng loa truyền thống, dẫn đến mức biến thiên SPL 105dB với sai lệch dưới 2dB cho tất cả các vị trí ngồi.
Việc căn chỉnh thời gian rất quan trọng để ngăn chặn hiện tượng giao thoa tiêu cực tại các điểm cắt tần, đảm bảo sự tương tác đồng đều giữa loa siêu trầm và hệ thống dàn loa cột, từ đó duy trì chất lượng âm thanh.
Vị trí phòng phù hợp có thể cải thiện hiệu suất của loa siêu trầm bằng cách sử dụng sự khuếch đại tự nhiên từ ranh giới phòng để tăng cường âm trầm và giảm thiểu sóng dừng.
Quy tắc 3:1 yêu cầu các dàn loa siêu trầm được đặt cách nhau một phần ba kích thước tối đa của phòng để giảm sự cộng hưởng chế độ trục và nâng cao chất lượng âm thanh.
Các dàn loa siêu trầm hình tim cung cấp khả năng định hướng kiểm soát và triệt tiêu phía sau, giúp giảm tích tụ tần số thấp và cải thiện độ rõ ràng âm thanh tại các địa điểm ngoài trời rộng lớn.
Tin Tức Nổi Bật
EN
