- definujte pojem zvuk
- vysvetlite etapy digitalizácie zvukového signálu
- popíšte možnosti práce s digitalizovaným zvukovým signálom
- popíšte konektory zvukových médií
- popíšte reproduktory a mikrofóny, ich princíp činnosti, vlastnosti a druhy
Zvuk
Zvuk - kmitavý pohyb molekúl vzduchu, je vyvolávaný pružným odporom prostredia. Kmitom hmotného bodu rozumieme pohyb bodu z rovnovážnej polohy do miesta najväčšej výchylky - amplitúdy, odtiaľ do druhej amplitúdy a späť do rovnovážnej polohy.
Základný tón je zvuk, ktorého zvukovú intenzitu môžeme v závislosti na čase popísať sínusoidou.
Zložený tón (alebo len tón) je lineárna kombinácia základných tónov.
Akustika - veda, zaoberajúca sa skúmaním zvuku.
- Počuteľný zvuk - 16 Hz až 16000 Hz
- Infrazvuk - pod hranicou 16 Hz
- Ultrazuk - nad hranicou 16000 Hz
- Hyperzvuk - molekulárna akustika (106 MHz)
Základné charakteristiky zvuku
- Frekvencia (Hz) – charakterizuje výšku tónu
- Amplitúda (výška vlny) – hlasitosť
- Vzorkovacia frekvencia je číslo udávajúce, koľkokrát za sekundu sa zosníma výška analógovej vlny.
- Počet bitov na vzorku je číslo vyjadrujúce bohatosť zvuku.
- kvalita závisí od počtu kanálov, pri mono jeden (1), pri stereo dva (2)
- dĺžka v sekundách je čas trvania skladby (zvuku).
Digitalizácia zvuku
Pulzná kódová modulácia (PCM) je nekvantová (impulzová) modulačná metóda prevodu analógového zvukového signálu na signál digitálny.
- vzorkovanie – priebeh signálu je vzorkovaný s určitou frekvenciou, zisťujú sa okamžité hodnoty signálu.
- kvantovanie – okamžité hodnoty sú priradené určitej kvantovanej hodnote (y1, y2, y3, ..yn), kvantované hodnoty sa priraďujú podľa rozhodovacej úrovne.
- kódovanie – každej kvantovanej hodnote je priradená určitá kódová kombinácia, ktorá je výsledným produktom PCM pre prenos kanálom.
A/D prevodník v diskrétnych časových intervaloch (akoby pulzoch) meria úroveň analógového signálu (zväčša napätia, ktoré vzniká zmenou odporu mikrofónu pri zmene tlaku vzduchu v jeho okolí), sú zaznamenávané aktuálne hodnoty analógového signálu v pravidelných intervaloch s istou frekvenciou.
Najbežnejšie frekvencie:
- 11,025 kHz - telefónna kvalita
- 22,05 kHz - rozhlasová FM kvalita
- 44,1 kHz - CD kvalita
- 192 kHz DVD kvalita
Formáty digitálneho zvuku
Bezstratová kompresia zvuku- flac - najbežnejší formát, malý kompresný pomer, veľmi nenáročný na dekódovanie; z bezstratových kodekov najlepšia podpora v počítačových i prenosných prehrávačoch; vzork. frekvencia 1 Hz - 1048.57 kHz
- wav - (waveform – audio formát); veľmi veľké súbory
- APE
- TAK
- WavPack
- Lossless Audio (LA)
- True Audio (TTA)
- OptimFROG
Stratová kompresia zvuku
- MP3
- VQF
- WMA
- Ogg Vorbis
- WMA Pro
- AAC
- MPC
- AC3 - alebo Dolby Digital
- MP2, DTS
Špeciálny prípad
MIDI - komunikácia prebieha pomocou digitálnych správ na 1 až 16 kanáloch; vlastnosti midi stôp sú zapísané v textovej podobe; súbory majú malinkú veľkosť (rádovo desiatky kB; sú vhodné pre web, prezentáciu a pod. Zvuková karta je kľúčové miesto celého reťazca, lebo tá určuje výstupnú kvalitu MIDI súboru (mala by mat GM).
Konektory
Mikrofóny
Mikrofón je zariadenie pre premenu akustického signálu na signál elektrický.
Dynamický mikrofón
Membrána mikrofónu sa pohybuje v závislosti na akustickom tlaku. Toto zároveň spôsobuje aj pohyb cievky, ktorá je spojená s membránou. V cievke, ktorá sa takto pohybuje v magnetickom poli, sa vytvára elektrický signál. Dynamické mikrofóny sú menej citlivé ako kondenzátorové mikrofóny, lepšie preto spracúvajú hlasitý spev pri živých vystúpeniach atď. Nevyžadujú napájanie a sú veľmi odolné voči mechanickému poškodeniu. Smerová charakteristika je srdcová.
Páskový mikrofón
Tento mikrofón pracuje na rovnakom princípe ako dynamický mikrofón. Rozdiel je v tom, že membrána je nahradená tenkým alumíniovým pásikom, ktorý sa v závislosti na akustickom tlaku pohybuje v magnetickom poli. Konštrukcia je jednoduchá ale je veľmi citlivý na mechanické poškodenie a nemôže sa skladovať blízko magneticky citlivých médií, pretože môže dôjsť k ich zmagnetizovaniu. Dlhodobo sa takéto mikróny musia skladovať v zvislej polohe. Špecifické sú osmičkovou charakteristikou.
Kondenzátorový mikrofón
Tento druh mikrofónu obsahuje dve tenké kovové doštičky, ktoré navzájom tvoria kondenzátor. Napájací obvod vytvára v kondenzátore elektrický náboj. Jedna z týchto doštičiek je pevne uchytená a druhá je pohyblivá má funkciu akustickej membrány. Vzájomné približovanie a odďaľovanie týchto doštičiek spôsobuje zmenu kapacity a tým aj zmenu výstupného napätia. Dnes je jednoduchšie riešiť taký mikrofón pomocou integrovaného obvodu, resp, tranzistorov). Kondenzátorové mikrofóny vyžadujú napájanie. Pri vhodnej konštrukcii mikrofónnovej vložky je možné polarizačným napätím meniť smerovú charakteristiku mikrofónu, čo sa využíva pri štúdiových mikrofónoch. Kondenzátorové mikrofóny sa používajú hlavne pre profesionálny štúdiový záznam a na účely merania. Pri živých vystúpeniach sa dnes používajú hlavne dynamické mikrofóny. Kondenzátorový mikrofón patrí medzi akusticky najvierohodnejšie a najcitlivejšie spomedzi rôznych princípov mikrofónov.
Elektretový mikrofón
Elektretový mikrofón je typom kondenzátorového mikrofónu, u ktorého je elektrické pole potrebné pre funkciu, vytvárané elektretom čiže nevodivouhmotou, ktorá je permanentne nabitá. V rytme pohybu membrány sa mení kapacita kondenzátora a tým aj napätie medzi doskami. Vyrábajú sa pre náročné meracie účely, pre štúdiá, ale takisto aj pre nenáročné použitie napríklad v počítačoch, telefónoch, spotrebnej elektronike atď.
Uhlíkový mikrofón
Tento typ nie je ani dynamickým ani kondenzátorovým mikrofónom. Mikrofón bol používaný v starých telefónnych prístrojoch, a vďaka odolnosti proti otrasom aj v armádnych vysielačkách a telefónoch. Nemajú žiadnu smerovú charakteristiku.
Piezoelektrický (piezo)mikrofón
Mikrofón je založený na piezoelektrickom jave. Kryštálová substancia pri svojej deformácii generuje polarizované elektrické napätie. Na tomto princípe je založený piezoelektrický mikrofón, ktorý sa používa hlavne na snímanie zvuku akustických nástrojov (kontrabas, gitara, husle), pretože sa plochý snímací prvok dá s výhodou upevniť na rezonančnú dosku hudobného nástroja. Vibrácie dosky sa preniesli na snímací kryštál, čo generovalo napätieekvivalentné vibráciám. Piezoelektrický mikrofón sa používal hlavne v druhej polovici 20. storočia. Nízke náklady na jeho výrobu ho predurčili ako doplnok k páskovým magnetofónom.
Smerová charakteristika
Smerová charakteristika je priestorová citlivosť mikrofónu. V závislosti od konštrukcie a typu mikrofónu môže tento prijímať zvuk z rôznych smerov v rôznej intenzite. Mikrofóny sa navrhujú so smerovými charakteristikami podľa ich predpokladaného použitia. Smerová charakteristika je frekvenčne závislá – prejavuje sa spravidla pri vysokých tónoch, zatiaľ čo hlboké ostávajú nepoznamenané.- všesmerová alebo guľová charakteristika je taká, pri ktorej mikrofón prijíma zvuk rovnako kvalitne zo všetkých strán. Dá sa dosiahnuť najjednoduchšie a je typická pre elektretové mikrofóny.
- srdcová charakteristika potlačuje príjem zvuku „zozadu“ mikrofónu. Typická charakteristika pre spevácke dynamické mikrofóny, potláča spätnú väzbu.
- osmičková charakteristika je taká, pri ktorej prijíma mikrofón zvuk iba zozadu a spredu.
- smerová charakteristika predstavuje oslabený príjem zvuku zozadu a zo strán. Prijíma sa len zvuk spredu.
- úzko smerová charakteristika reprezentuje výrazne oslabený príjem zvuku zozadu, čo sa obyčajne z fyzikálnych dôvodov dosiahne dĺžkou mikrofónu až 1 meter. Je charakteristická pre filmové štáby, ktoré držia mikrofóny vo výške nad hranicou hornej hranice obrazu. Úzko smerová charakteristika mikrofónu sa dosahuje na úkor frekvenčnej charakteristiky, ktorá je zatlačená len do akustického spektra.
Reproduktory
- elektromagnetické
- elektrodynamické
- elektrostatické
- piezoelektrické
- iné
Podľa tvaru membrány:
- kruhové
- eliptické
- iné – (tvar gule, štvorca…)
Podľa rozsahu prenášaného pásma kmitočtov:
- širokopásmové
- nízkopásmové
- stredopásmové
- vysokopásmové
- kombinované
- špeciálne
Žiadne komentáre:
Zverejnenie komentára