Bàn sơ lược về chức năng chính và sự khác biệt giữa bàn trộn âm thanh analog và bàn trộn âm thanh kỹ thuật số
Bàn trộn âm thanh (Audio Mixing Console) là một thiết bị thường được sử dụng trong hệ thống tăng âm và thu âm hình ảnh, nó có nhiều ngõ vào, tín hiệu âm thanh từ mỗi đường có thể được xử lý riêng biệt, ví dụ: có thể khuếch đại, bù âm sắc cho âm cao, âm trung, âm trầm, tăng thêm sắc thái cho âm thanh đầu vào, định vị không gian cho nguồn âm đó; cũng có thể trộn nhiều loại âm thanh khác nhau, tỷ lệ trộn có thể điều chỉnh; sở hữu nhiều ngõ ra (bao gồm ngõ ra stereo trái phải, ngõ ra chỉnh sửa, ngõ ra mono trộn, ngõ ra giám sát, ngõ ra thu âm và nhiều ngõ ra phụ trợ khác). Trong đó, bàn trộn âm thanh có thể được chia thành bàn trộn analog và bàn trộn kỹ thuật số. Chức năng chính và sự khác biệt của chúng là gì? Hãy cùng tìm hiểu.
Lấy ví dụ bàn trộn kỹ thuật số Ashly digiMIX24 24 đường do Yike Technology phân phối, so với bàn trộn analog truyền thống, nó có nhiều ưu điểm hơn. Nó có thể được thiết lập theo hai chế độ: 24×8 kênh AUX, hoặc 24×4 kênh AUX và 24×4 kênh SUB, cùng với 6 nhóm fader DCA. Người dùng có thể linh hoạt lựa chọn để phân phối tín hiệu. Nó còn được trang bị bộ tiền khuếch đại micro độc quyền do ASHLY thiết kế. Trong suốt buổi biểu diễn, có thể sử dụng digiMIX24 làm trung tâm điều khiển hệ thống. Đồng thời có thể tùy chọn thêm mô-đun Dante để gửi và nhận âm thanh mạng.
Chức năng chính của bàn trộn kỹ thuật số là xử lý tín hiệu âm thanh, nhưng đối tượng xử lý cụ thể là tín hiệu số đã được lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa, các tín hiệu này bao gồm hai phần lớn: tín hiệu âm thanh và tín hiệu điều khiển. Bàn trộn kỹ thuật số xử lý tín hiệu thông qua các thuật toán chương trình trong phạm vi rộng hơn, mạch điều khiển và mạch xử lý tín hiệu hoàn toàn số hóa. Tín hiệu âm thanh số được truyền qua giao diện dưới dạng tệp (hoặc luồng dữ liệu). Trong đó, núm vặn (knob), công tắc (switch), cần gạt (fader) v.v... không còn là tín hiệu âm thanh thực tế như trên bàn trộn analog truyền thống, mà là tín hiệu điều khiển của thuật toán số. Bàn trộn kỹ thuật số xử lý tín hiệu linh hoạt hơn, tinh tế hơn, quy trình xử lý và hiển thị hiệu ứng trực quan hơn.
Ví dụ, chỉ so sánh trên thông số dải động (dynamic range), hệ thống âm thanh analog thông thường sau một loạt xử lý có dải động khoảng 60 dB, trong khi bàn trộn kỹ thuật số với tính toán nội bộ 32 bit có thể đạt dải động từ 168~192 dB. Có thể nói, chức năng của một bàn trộn kỹ thuật số tương tự như toàn bộ chức năng của một trạm làm việc âm thanh (audio workstation), bao gồm cả cấu trúc phần cứng và xử lý phần mềm. Cấu trúc cơ bản và chức năng mô-đun của bàn trộn kỹ thuật số. Một bàn trộn kỹ thuật số có thể khác biệt đáng kể về hình thức bên ngoài, nhưng về cơ bản cấu thành chủ yếu bao gồm các phần sau, tách ra nhìn giống như một trạm làm việc tích hợp nhiều mô-đun chức năng vào/ra.
(1) Giao diện I/O (Input/Output), tương đương với giao diện tín hiệu vào/ra của bàn trộn analog. Hầu hết bàn trộn kỹ thuật số đồng thời có thể sử dụng khe cắm giao diện analog để kết nối với các thiết bị tín hiệu analog. Hiện nay, các cổng vào analog này được dùng để hỗ trợ bàn trộn chuyển tiếp liền mạch sang kỹ thuật số toàn phần. Các loại giao diện số bao gồm các chuẩn như AES/EBU, S/PDIF.
(2) Phần xử lý tín hiệu (DSP - Digital Signal Processor) là lõi của bàn trộn kỹ thuật số, chịu trách nhiệm xử lý và gia công tín hiệu số, về cơ bản nó quyết định chức năng và chất lượng của toàn bộ bàn trộn.
(3) Phần điều khiển của bàn trộn, đây là giao diện tương tác giữa người và máy, bề ngoài tương tự phần thân của bàn trộn analog, nhưng các linh kiện chỉ là các cần gạt (fader), núm vặn (knob), đèn báo (indicator) v.v... dùng để điều khiển, bản thân chúng không truyền tải tín hiệu âm thanh. Một số bàn trộn còn có thể kết nối với màn hình video, bàn phím, chuột, người vận hành thông qua phần mềm có hiệu quả điều khiển tương đương với điều khiển bằng phần cứng.
(4) Bộ xử lý chính của bàn trộn (Phần điều khiển máy tính CPU), kết hợp với phần mềm chạy, thực hiện các chức năng như thực thi lệnh, kiểm soát luồng tín hiệu của toàn bộ bàn trộn.
(5) Phần nguồn điện, tương tự bàn trộn analog, thường sử dụng mô-đun nguồn ngoài riêng biệt.
Trong khi đó, bàn trộn analog là sản phẩm thế hệ đầu tiên, về chức năng thực sự kém hơn nhiều. Chức năng chính của bàn trộn analog là xử lý tín hiệu âm thanh, đối tượng là tín hiệu điện âm thanh analog liên tục, ngoài việc thực hiện các xử lý thông thường như khuếch đại, phân phối, trộn, truyền dẫn, còn có các chức năng chính sau:
1 Khớp trở kháng và mức tín hiệu (Level & Impedance Matching);
2 Khuếch đại tín hiệu và cân bằng tần số (Equalization);
3 Xử lý động lực (Dynamic Processing - Compressor, Limiter, Gate...);
4 Phân phối và trộn tín hiệu (Signal Distribution & Mixing);
5 Tạo hiệu ứng đặc biệt. Tùy theo nhu cầu, đôi khi cần xử lý đặc biệt thông qua các thiết bị phụ trợ bên ngoài.
Lấy ví dụ bàn trộn kỹ thuật số Ashly digiMIX24 24 đường do Yike Technology phân phối, so với bàn trộn analog truyền thống, nó có nhiều ưu điểm hơn. Nó có thể được thiết lập theo hai chế độ: 24×8 kênh AUX, hoặc 24×4 kênh AUX và 24×4 kênh SUB, cùng với 6 nhóm fader DCA. Người dùng có thể linh hoạt lựa chọn để phân phối tín hiệu. Nó còn được trang bị bộ tiền khuếch đại micro độc quyền do ASHLY thiết kế. Trong suốt buổi biểu diễn, có thể sử dụng digiMIX24 làm trung tâm điều khiển hệ thống. Đồng thời có thể tùy chọn thêm mô-đun Dante để gửi và nhận âm thanh mạng.
Chức năng chính của bàn trộn kỹ thuật số là xử lý tín hiệu âm thanh, nhưng đối tượng xử lý cụ thể là tín hiệu số đã được lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa, các tín hiệu này bao gồm hai phần lớn: tín hiệu âm thanh và tín hiệu điều khiển. Bàn trộn kỹ thuật số xử lý tín hiệu thông qua các thuật toán chương trình trong phạm vi rộng hơn, mạch điều khiển và mạch xử lý tín hiệu hoàn toàn số hóa. Tín hiệu âm thanh số được truyền qua giao diện dưới dạng tệp (hoặc luồng dữ liệu). Trong đó, núm vặn (knob), công tắc (switch), cần gạt (fader) v.v... không còn là tín hiệu âm thanh thực tế như trên bàn trộn analog truyền thống, mà là tín hiệu điều khiển của thuật toán số. Bàn trộn kỹ thuật số xử lý tín hiệu linh hoạt hơn, tinh tế hơn, quy trình xử lý và hiển thị hiệu ứng trực quan hơn.
Ví dụ, chỉ so sánh trên thông số dải động (dynamic range), hệ thống âm thanh analog thông thường sau một loạt xử lý có dải động khoảng 60 dB, trong khi bàn trộn kỹ thuật số với tính toán nội bộ 32 bit có thể đạt dải động từ 168~192 dB. Có thể nói, chức năng của một bàn trộn kỹ thuật số tương tự như toàn bộ chức năng của một trạm làm việc âm thanh (audio workstation), bao gồm cả cấu trúc phần cứng và xử lý phần mềm. Cấu trúc cơ bản và chức năng mô-đun của bàn trộn kỹ thuật số. Một bàn trộn kỹ thuật số có thể khác biệt đáng kể về hình thức bên ngoài, nhưng về cơ bản cấu thành chủ yếu bao gồm các phần sau, tách ra nhìn giống như một trạm làm việc tích hợp nhiều mô-đun chức năng vào/ra.
(1) Giao diện I/O (Input/Output), tương đương với giao diện tín hiệu vào/ra của bàn trộn analog. Hầu hết bàn trộn kỹ thuật số đồng thời có thể sử dụng khe cắm giao diện analog để kết nối với các thiết bị tín hiệu analog. Hiện nay, các cổng vào analog này được dùng để hỗ trợ bàn trộn chuyển tiếp liền mạch sang kỹ thuật số toàn phần. Các loại giao diện số bao gồm các chuẩn như AES/EBU, S/PDIF.
(2) Phần xử lý tín hiệu (DSP - Digital Signal Processor) là lõi của bàn trộn kỹ thuật số, chịu trách nhiệm xử lý và gia công tín hiệu số, về cơ bản nó quyết định chức năng và chất lượng của toàn bộ bàn trộn.
(3) Phần điều khiển của bàn trộn, đây là giao diện tương tác giữa người và máy, bề ngoài tương tự phần thân của bàn trộn analog, nhưng các linh kiện chỉ là các cần gạt (fader), núm vặn (knob), đèn báo (indicator) v.v... dùng để điều khiển, bản thân chúng không truyền tải tín hiệu âm thanh. Một số bàn trộn còn có thể kết nối với màn hình video, bàn phím, chuột, người vận hành thông qua phần mềm có hiệu quả điều khiển tương đương với điều khiển bằng phần cứng.
(4) Bộ xử lý chính của bàn trộn (Phần điều khiển máy tính CPU), kết hợp với phần mềm chạy, thực hiện các chức năng như thực thi lệnh, kiểm soát luồng tín hiệu của toàn bộ bàn trộn.
(5) Phần nguồn điện, tương tự bàn trộn analog, thường sử dụng mô-đun nguồn ngoài riêng biệt.
Trong khi đó, bàn trộn analog là sản phẩm thế hệ đầu tiên, về chức năng thực sự kém hơn nhiều. Chức năng chính của bàn trộn analog là xử lý tín hiệu âm thanh, đối tượng là tín hiệu điện âm thanh analog liên tục, ngoài việc thực hiện các xử lý thông thường như khuếch đại, phân phối, trộn, truyền dẫn, còn có các chức năng chính sau:
1 Khớp trở kháng và mức tín hiệu (Level & Impedance Matching);
2 Khuếch đại tín hiệu và cân bằng tần số (Equalization);
3 Xử lý động lực (Dynamic Processing - Compressor, Limiter, Gate...);
4 Phân phối và trộn tín hiệu (Signal Distribution & Mixing);
5 Tạo hiệu ứng đặc biệt. Tùy theo nhu cầu, đôi khi cần xử lý đặc biệt thông qua các thiết bị phụ trợ bên ngoài.