Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Характеристики звуковых трактов.

1 . АЧХ – амплитудно-частотная хар-ка. Определяет зависимость выходного сигнала от частоты при заданном уровне сигнала на входе в уст-во. Обычно эта величина определяется отношением сигнала на выходе к отношению выходного сигнала на заданной частоте. . За основную частоту выбирается сигнал с частотой 1кГц. АЧХ строится в координатах, амплитуда выходного сигнала и частоты. Для реальных усилителей среднего качества АЧХ должно иметь изменения 1Дб. , на основании этой ф-лы строится АЧХ.

2. Коэффициент нелинейных искажений. Нелинейные искажение в звуковых трактах возникают в следствии пропорциональности между входным и выходным напряжением во всём частотном диапазоне.

Нелинейные искажения определяются коэффициентом нелинейных искажений, который равен квадратному корню из отношения суммы мощностей гармоник возникающих при искажениях к мощности основной гармоники , .

Г армоники. Если колебания строго синусоидальной формы, y=sint, то говорят, что данное колебание имеет одну гармонику с частотой t. (рис*) такие сигналы имеют многие гармоники и такой сигнал представляется как сумма гармонических колебаний разной амплитуды и частоты.

Нелинейные искажения малого уровня изменяют только тембр звучания, большие нелинейные искажения приводят к дребезжанию и хрипам.

3. Помехи и шумы. Помеха – появляющиеся звуковые составляющиеся не связанные с основным сигналом. Бывают: постоянные (устойчивые) периодические и мгновенные апериодические. Периодические обусловлены плохой фильтрацией питающих напряжений. Апериодические – влияние окружающих электрических устройств и атмосферных явлений.

Шумы – обусловлены токами, возникающими вследствие движения электронов, ионов в звуковых каналах под действием различных факторов (например, теплового воздействия, скачков напряжения и т.д.). Качество каналов передачи по отношению к шумам оценивается отношением сигнал/шум. Оно определяет насколько уровень выходного полезного сигнала превышает уровень шума на выходе. - определяет качество передачи и преобразования сигнала. Белый шум – шум, который сопровождает тракт передачи информации во всех частотах. Дробовой шум – вызывает эффект падающий дроби.

Схема обработки звуковых сигналов в ПК или структура звуковой карты.

Внешние аналоговые звуковые сигналы через линейные входы поступают на аналоговое суммирующие устройства – микшер. Микшер так же обеспечивает возможность изменять уровень входных сигналов и обеспечивать предварительную тоновую обработку (усиление или ослабление) колебаний высокой или низкой частоты – обертонов, введение дополнительных звуковых сигналов). Далее входной сигнал поступает на АЦП и в цифровом виде может быть записан на диски. Выходные цифровые сигналы преобразуются в аналоговую форму с помощью ЦАП и через выходной микшер поступают на линейный выход. Все эти элементы: усилители, микшеры, синтезаторы расположены на звуковой карте. Синтезатор предназначен для имитации звуков от стандартных источников (музыкальных инструментов, внешних стандартных источников), а так же для воспроизведение стереофонических записей объёмного звучания. Важными элементами устройство являются: АЦП и ЦАП.

Т ребования предъявляемые к АЦП.

Для обеспечения достоверного преобразования аналоговой информации в дискретные коды необходимо обеспечить такой выбор частоты дискретизации и такую разрядность выходного кода, которой бы обеспечивали обратное преобразование ЦА с высокой точностью. Чем меньше Δt т.е. чем выше f_д, тем выше точность преобразования. Чем выше разрядность выходного сигнала ,тем выше f_д – частота дискретизации преобразования сигнала т.е. параметр Dt определяется теоремой Котельникова. По этой теореме для достоверного воспроизведения аналогового сигнала, в котором значение максимальной частоты = f_max, f_д должна быть как минимум в два раза больше чем f_max (f_д≥f_max). Разрядность выходного дискретного сигнала должна быть не менее 10. Для звуковых частот стандартными параметрами АЦП является следующие: f_max = 20 кГц; f_д = 44,1; 48; 56 кГц. Стандартные разрядности: 16р; 18р.

Методы компрессии звуковой информации.

После преобразования аналоговых сигналов в дискретные коды, как правило, происходит сжатие информации. Может быть использовано нес-ко способов преобразования:

1. Импульсно-кодовая модуляция.

Заключается в том, что в заданные моменты времени фиксируется уровень аналогового сигнала и записывается его цифровой эквивалент. Далее поток данных представляет собой последовательность двоичных выборок в заданные моменты времени. Преобразование может быть линейным, т.е. дискретный код пропорционален уровню сигнала и нелинейным, в зависимости от разности двух соседних преобразований вводится масштаб, если разность большая, то масштаб увеличивается, а если маленькая то уменьшается. Р – поток данных. Р = 44,1 кГц*16р*2_канала = 1411200 бит/с.

2. Дельта-импульсно-кодовая (ДИКМ).

Характеризуется тем, что в цифровом потоке передаются не сами мгновенные значения (в дискретном коде), а разность данного отсчёта и предыдущего значения, т.е. передаётся только разница D.

3. Цифровая D - модуляция.

Если частота дискретизации достаточно высока, а сигнал изменяется достаточно монотонно, то при кодировании информации может передаваться только один разряд, который указывает знак разности между двумя соседними отсчётами.

4. Сжатие информации с помощью кодеров семейства MPEG (группа экспертов по движумся изображениям).

При использовании кодирования в с-ме MPEG используется три типа сжатых блоков данных или три типа кадров.

1 тип кадров: ключевые кадры, которые передаются без сжатия, т.е. кадры содержащие полную информацию без сжатия.

2 тип кадров: кадры, описывающие различия предыдущего кадра и текущего кадра.

3 тип кадров: кадры, которые определяют разницу между предыдущим кадром и последующим.

Рассмотрим стандарты MPEG-1.

16р. Профессиональная техника фиксируется на f = 48 кГц; бытовая – f = 44,1 кГц. Предусматривает три уровня сжатия:

1 уровень основан на психо-физическом восприятии звука. Если основной тон имеет близкие по частоте тоны, но с низкой амплитудой, то такие звуки маскируются ,т.е удаляются.;

2 уровень более эффективно свёртывает информацию первого уровня;

3 уровень обеспечивает дискретизацию с нелинейной частотой выборки, т.е. f_д ® varia.

Синтез звука.

Для имитации звуковых сигналов используются синтезаторы. Амплитуда звука определяет его громкость, а частота – высоту тона. Реальный звук сопровождается частотами более высоких гармоник. Основная частота сопровождается частотой более высокой – обертоны. Обертоны определяют индивидуальность звука. Любой звуковой сигнал имеет нес-ко фаз.

С интез звука состоит из следующих элементов:

1. Одним из методов синтезируется сигнал одного тона. Он имитирует звук по основной частоте, максимально приближенной к тону инструмента или ноте.

2. основной тон поступает на с-му фильтров, преобразующих его в обертоны (колебания высокой частоты), имитирующих АЧХ поверхностей инструмента. Если синтезируется звук нес-ких музыкальных инструментов, то имитируется звучание каждого инструмента, на каждой ноте.

3. Результирующий сигнал получается путём суммирования на микшере всех составляющих звука и далее с помощью АЦП преобразуется в дискретный код. Наиболее часто применяются два метода: 1 – метод на основе таблиц длин волн; 2 – метод на основе частотной модуляции.

1 – должна быть библиотека реальных звуков, в которой хранятся семплы (звучание реальных нот в различных инструментах). Если звук короткий, то он хранится полностью, если звук длинный, то хранится начало и конец. Данный способ наиболее эффективен с точки зрения звучания реальных инструментов.

2 – суть: аппаратно формируются синусоидальные сигналы различной частоты и амплитуды, а затем эти сигналы микшируются (складываются). Огибающие сигналы т.е. их амплитудные хар-ки формируются процессором при воспроизведении. Данный метод формирует U_вых в данном виде: U_c=A_csin[2pf_ct+m_isin(2pf_mt)]. Где f_c – частота основного сигнала или несущая частота; f_m – частота промодулированного сигнала; А_с – амплитуда несущего сигнала; m_i – амплитуда модулированного сигнала. Идея: основная f_c преобразуется с помощью специальных цифровых генераторов в частоты обертонов с изменяющийся амплитудой сигнала. Для этой цели будут использоваться (ГУК) генерат ор звуковых сигналов, управляемый кодом.

ГУК 1 формирует на своём выходе сигналы обертонов, имеющих частоту f_m и огибающую m_i. Таких ГУК-ов может быть достаточно много для формирования полноты звуков. Выходы генераторов обертонов смешиваются на сумматоре и на них накладываются колебания основного тона f_c. Выходной сигнал f формируется ГУК 2 с учётом заданной амплитуды сигнала А.

Характеристики

Список файлов лекций