Decibel (dB) Đơn vị đo cường độ âm thanh

Nhiều người chỉ chú ý đến loa của họ được bao nhiêu Watt (W) mà quên rằng cường độ âm thanh hay áp lực âm thanh mà loa có thể phát ra là bao nhiêu decibel (dB) cũng là một yếu tố rất quan trọng trong dàn âm thanh karaoke. Bài viết sẽ chia sẻ rõ hơn về khái niệm decibel – Đơn vị đo cường độ âm thanh.

Decibel (viết tắt là dB) là đơn vị đo lường cường độ âm thanh. Thang đo dB có thể nói là hơi kì quặc, vì sự thay đổi của thang đo này được tính dựa trên hàm logarit (môn vật lý cơ bản ngày “í” chắc có lẽ anh em đã được học hoặc biết qua). Nói sơ một chút xíu thì hồi đó, mình có học một đại lượng tên là “Mức cường độ âm, kí hiệu L (đơn vị là dB)”.
Trong thang đo mức cường độ âm, âm thanh mà nghe được nhỏ nhất (gần như hoàn toàn im lặng) là 0 dB, thì 10 dB mang cường độ lớn hơn 10 lần mức 0 dB. 20dB thì lại lớn hơn 0 dB 100 lần, 30dB thì tương tự lớn hơn 1000 lần mức 0 dB, v.v… (được tính theo hàm log)

Nếu trong vai trò là một người bán loa hay thiết bị âm thanh, bạn sẽ hay gặp trường hợp người mua hàng đến và tìm mua loa với mức công suất 500W, 1000W để về chơi trong gia đình, quán cafe, hội trường hay phòng họp của đơn vị mình. Và trong suy nghĩ của những người tìm mua loa này thì mức công suất kể trên là “đủ to” để phục vụ cho không gian họ đang có. Tuy nhiên thực tế thì người mua loa đang nhầm lẫn giữa công suất hoạt động của loa và độ lớn âm thanh mà loa có thể phát ra. Vì thực tế đơn vị để đo cường độ âm thanh là decibel (dB), nó mới là nhân tố chính để quyết định xem âm thanh của bạn to được đến mức nào.

Khi ta nghe một thùng loa với công suất 100W ta thấy rất lớn và ta sẽ nghĩ là nếu để thêm một chiếc loa nữa bên cạnh đó ta sẽ nghe to gấp đôi. Nhưng thực tế không phải như vậy, tai con người khi này chỉ có thể cảm nhận âm thanh lớn hơn một chút, chứ không phải lớn hơn gấp đôi.

Khi ta có 100W thì log 100 = 2bel = 20 dB. Tức là, nếu tại một thời điểm nào đó trong không gian có 100W âm thanh thì tại điểm đó tai người sẽ cảm nhận được một áp lực âm thanh (SPL) với đơn vị chuyển đổi là 20 dB.

Giả sử cũng tại điểm đó, ta nâng công suất lên gấp đôi là 200w.

Khi đó ta có: Log 200 = 2,3 bel = 23 đề xi ben.

Như vậy, để tăng thêm áp lực lên 3 dB, ta phải tăng gấp đôi công suất âm thanh.

Với +- 3dB: Có cảm thấy khác biệt chút ít về độ lớn.

Với +- 6 dB: Cảm thấy rõ ràng sự thay đổi lớn .

Với +- 10 dB: Cảm thấy âm thanh lớn gấp đôi.hoặc giảm một nửa.

Mỗi ngành nghề đều có những đơn vị đo đặc trưng mà người làm trong ngành phải biết, ví dụ như với thợ may, thợ xây thì bao nhiêu phân, bao nhiêu centimet (cm), hay bao nhiêu mét (m), người đóng gói hàng hóa thì trọng lượng bao nhiêu kg? Anh bơm xăng là bao nhiêu lít? Và với những người làm âm thanh, bên cạnh công suất loa là bao nhiêu Watt thì độ lớn là bao nhiêu decibel là vấn đề cần quan tâm. Tuy nhiên khái niệm decibel này phức tạp hơn một chút so với các đơn vị còn lại kể trên.

Anh em khi tham gia giao thông, kẹt xe thì chắc hẳn anh em sẽ rất khó chịu, không chỉ vì lí do mất thời gian mà nóng và ngoài ra mức cường độ âm rất lớn (tiếng động cơ, tiếng còi, tiếng nói chuyện, kèm thêm rất nhiều tạp âm khác cộng hưởng tạo nên một mức độ ồn rất cao > 90 dB)

Bất kể âm thanh nào trên 85 dB ít nhiều gây suy giảm thính lực, việc nghe lớn và trong thời gian dài sẽ rất nguy hiểm đến thính giác. Một khi điều đó thường xuyên diễn ra thì việc cảm nhận âm thanh của anh em sẽ có vấn đề. Ví dụ, nếu có một tiếng pháo nổ rất gần anh em (~140 dB, có cường độ âm gấp 10 triệu lần khi so với mức cường độ âm của cuộc hội thoại thông thường 70 dB), lúc này, anh em sẽ có cảm giác ù tai, mất cảm nhận tạm thời, và xuất hiện cơn đau tai trong thời gian vài phút hoặc lâu hơn.

Như vậy mới mỗi mức cường độ âm sẽ có thời gian khuyến nghị để tránh gây hại cho sức khỏe của chúng ta, 85dB (nói chuyện lớn tiếng) được khuyến nghị chỉ nghe ở mức dưới 8 tiếng liên tục mà thôi. Dưới 80dB là nằm trong khoảng an toàn, tuy nhiên mức độ tiếp xúc cũng phải “bình thường”, có thời gian cho tai nghỉ ngơi nhé anh em.

Nói phức tạp là bởi vì mức cường độ âm thanh ở các khoảng cách là không giống nhau. Ví dụ như bạn nghe âm thanh phát ra cách loa 1 mét sẽ khác rất nhiều so với nghe âm thanh khi cách loa 10 mét. Và cũng tùy vào tai mỗi người, có người chịu được mức âm thanh lên đến 130-140dB nhưng hầu hết chỉ nghe được âm thanh ở mức 125dB đổ lại.

Như thế cường độ âm thanh đo được của các loại loa cũng sẽ phải phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phát đến tai người nghe (hay máy đo). Thông thường thông số này của loa quy ước ở khoảng cách 1 mét. Bảng dưới đây thể hiện cường độ âm thanh của một số môi trường trong cuộc sống:

Tai không nghe thấy gì: 0dB
Rạp phim cách âm, không có tiếng ồn: ~50dB
Văn phòng đang làm việc: ~60dB
Siêu thị: ~70dB
Hội trường, nhà in, xe chạy ngoài dường: ~80dB
Nhà máy sản xuất: 90dB

* Cách tính toán cường độ âm thanh

Thông thường để tính toán ra mức cường độ âm thanh cần thiết cho một không gian, người ta sẽ ước lượng xem mức độ ồn của không gian đó là bao nhiêu từ đó sẽ cần cường độ âm thanh bao nhiêu để nghe đủ. Để âm thanh nghe rõ ràng thì nguồn phát phải cần có cường độ âm lớn hơn môi trường khoảng 6dB, và nếu muốn nghe rõ, hay hơn thì mức chênh lệch phải từ 10-20dB. Cách tính này cần phải căn cứ vào người ngồi xa loa nhất khoảng cách là bao nhiêu, để có thể trừ ra sự suy hao cường độ do khoảng cách để người ngồi xa nhất đó vẫn có thể nghe được âm thanh.

Dựa trên tính toán và đo đạc thực tế, chúng ta có bảng tham khảo dưới đây về sự suy giảm cường độ âm thanh theo khoảng cách:

Như vậy với những không gian có chiều dài quá lớn, bạn cần tính toán, ước lượng để bù đắp độ lớn âm thanh sao cho người ngồi xa vẫn có thể nghe thấy. Hoặc nếu khoảng cách quá xa, một giải pháp khác đó là phải trang bị thêm loa ở phía dưới để tăng cường. Tuy nhiên lúc này bạn sẽ phải tính toán đến việc canh delay (Độ trễ âm thanh) cho hệ thống loa của mình.