Gain và cách hiểu về gain trong hệ thống âm thanh
Gain: Trong âm thanh, gain là thước đo khả năng khuếch đại tín hiệu âm thanh từ đầu vào đến đầu ra. Đơn vị đo của gain là dB. Hiểu đơn giản nó chính là cách chỉnh âm lượng to nhỏ trong hệ thống âm thanh.
Chỉnh gain (có thể hiểu nôm na là chỉnh âm lượng-hay volume) có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng của âm thanh. Ở đây chúng tôi thử trình bày các bước đơn giản nhất để chỉnh gain, hi vọng nó sẽ giúp ích cho bạn đọc.
Hệ thống gồm có:
- Nguồn phát, (CDP, PC) có thể chạy được file âm thanh pink noise.
- Mixer.
- Amply (không gắn loa).
Một vài khái niệm:
- Pink noise (Nhiễu âm hồng): còn được gọi là nhiễu âm 1/f, với mức năng lượng của tần số tỷ lệ nghịch với tần số đó. Về cơ bản, tiếng ồn màu hồng phát cùng lúc tất cả các tần số. Tuy nhiên, năng lượng của mỗi tần số trong tiếng ồn màu hồng bị giảm xuống 3 dB sau mỗi quãng tám.
- Voltage gain: Hệ số khuếch đại (độ lợi) điện áp. Cứ tăng thêm 6dB thì điện áp tăng lên gấp đôi. Như vậy, giả sử bạn có 1 amply có Voltage gain là 30dB thì amply đó có khả năng tăng điện áp lên 2^5 lần (2 mũ 5, hay là 32 lần).
Các bước thực hiện:
- Bật các nguồn điện của thiết bị.
- Giảm nút Gain của amply về hết bên trái.
- Đưa nguồn phát pink noise vào 1 channel của mixer, căn chỉnh tín hiệu sao cho đèn master level gần đến ngưỡng Clip. (xác đinh ngưỡng này bằng cách nâng tín hiệu đến mức đèn Clip báo sáng, rồi giảm bớt tín hiệu đến khi đèn Clip ngừng lóe sáng).
- Từ từ nâng gain của amply đến khi đèn Clip trên amply lóe sáng.
- Giảm bớt gain của amply để đèn Clip tắt. Đánh dấu vị trí này.
- Đây chính là mức Gain an toàn cho hệ thống. Vị trí gain này có thể là 1/2, 2/3 … hoặc full.
Chú ý rằng đây là mức gain tương thích giữa amply và mixer đã dùng để setup. Nếu ta thay đổi amply khác, hoặc mixer khác loại thì vị trí ta đã đánh dấu trên amply không còn giá trị nữa. Vì mỗi mixer có mức Outputkhác nhau (thường thường là trong khoảng +9dBu đến +24dBu tùy vào chất lượng, chủng loại mixer) và các amply khác nhau cũng có thể có mức độ nhaỵ đầu vào khác nhau (0,775V, 1,4V, 2,14V …) Có những amply cho ta các giá trị độ nhạy lựa chọn được, nhưng cũng có amply khi sản xuất đã fix 1 giá trị cụ thể.
Tuy nhiên khi việc setup mức gain tối đa của amply đã hoàn thành, ta còn phải căn cứ vào tương quan công suất giữa amply và loa mà nó sẽ kéo. Nếu loa có công suất phù hợp (tương đương hoặc lớn hơn công suất amply) thì ta có thể giữ giá trị Gain của amply đã setup. Nhưng nếu công suất loa nhỏ hơn hẳn so với công suất amply, thì tùy từng trường hợp, ta phải giảm bớt gain để bảo vệ loa.
Một số trường hợp thực tế
Khi sử dụng loa có công suất lớn hơn, các giá trị gain trên amply đã được setup chuẩn, ví dụ là mức 3/4. Cảm thấy hệ thống vẫn thiếu công suất, ta muốn nâng tiếp gain trên amply để tận dụng nốt 1/4 của gain còn lại thì có được không? Xin thưa rằng cách làm đó sẽ làm giảm chất lượng của hệ thống âm thanh, vì tín hiệu sẽ bị clip trên amply. Nếu ta nâng trên mixer? Thì cả amply và mixer sẽ bị clip, còn tệ hơn. Giải pháp: mua thêm công suất để bù vào (amply + loa)
Nên nhớ rằng, nút gain trên amply có tác dụng thay đổi độ nhạy của amply với tín hiệu đầu vào, mà không làm thay đổi khả năng khuếch đại của amply. Tức là: dù nút gain không để ở vị trí maximum, amply vẫn có thể hoạt động hết công suất thiết kế của nó.
Trở lại với các amply có thiết kế các lựa chọn (bằng công tắc gạt hay điện tử), xin ví dụ thông dụng nhất là amply Crown MA3600VZ, với 3 vị trí 0,775V ; 1,4V và 26dB. Vậy ý nghĩa của chúng là gì ???
– Với vị trí 0,775V và 1,4V: đó là các giá trị set độ nhạy (sensitivity), khi tín hiệu đầu vào của amply đạt giá trị này, amply sẽ phát hết công suất thiết kế
Nếu ta có amply A 500w, đặt độ nhạy ở vị trí 0,775V , để đạt công suất output là 500w thì tín hiệu đầu vào phải đạt 0,775V.
Nếu ta có amply B 1000w, đặt độ nhạy cũng là 0,775V , thì khi ta đưa tín hiệu vào tương đương với amply A, thì cống suất phát ko phải là 500w mà là 1000w.
Giá trị 1,4V cũng tương tự như vậy. Chỉ có điều phải lưu ý khi so sánh công suất phát của amply, ta phải đưa chúng về cùng một độ nhạy tương đương, thì so sánh mới chính xác.
VD : có 2 amply như nhau, 1 cái để 1,4V một cái để 0,775V. Cùng đưa một mức tín hiệu vào, cùng một mức đặt gain, cùng một loại loa, thì amply nào để 0,775V sẽ cho âm thanh lớn hơn, mặc dù công suất của chúng như nhau.
– Với vị trí 26dB: đây lại là giá trị set gain, chứ không phải đặt độ nhạy của amly.
Nếu ta đưa tín hiệu đầu vào là -20dB thì tại ngõ ra có mức tín hiệu là +6dB
Nếu ta đưa tín hiệu đầu vào là -5dB thì tại ngõ ra có mức tín hiệu là +21dB
Nếu ta đưa tín hiệu đầu vào là +5dB thì tại ngõ ra có mức tín hiệu là +31dB
Mức dB output ở đây là mức voltage gain, không phải dB SPL , hai khái niệm này khác nhau nhưng rất dễ bị nhầm lẫn.