Влаштування звукової системи пк. Дослідження звукової системи пк за допомогою діодної пластини

Кожен, хто працює з професійним звуком, напевно, хоч раз стикався з інтегрованими системами фонового звуку. Адже ні для кого не секрет, що з таких малих та середніх проектів може складатися мало не б оБільшість продажів і у дистриб'ютора обладнання, і у дилера, і в інсталятора. А, на відміну від великих систем, «розподілька» не потребує складних розрахунків, створення акустичних моделей та іншої передпродажної роботи. Досвідчений фахівець може скласти типову специфікацію «про себе», знаючи лише габаритні розміри приміщення. І, звичайно, така система працюватиме, але, як мовиться у відомому анекдоті, є один нюанс.

Завдяки успішній роботі маркетологів та продавців, власники та франчайзі кафе, ресторанів, магазинів та торгових центрів по всьому світу, і в нашій країні, тепер цілком розуміють, що правильний звук – це важливо як для настрою та лояльності клієнта, так і для ефективності того ж рекламного контенту І, нехай я зараз говорю витягами з барвистих каталогів будь-якого виробника стельових акустичних систем, результати праці маркетологів ми бачимо - всі серйозні світові бренди давно вийшли на російський ринок і звернули клієнта у свою віру. А грамотний керівник бізнесу у цій сфері нарешті перестав нехтувати якістю звуку, як було ще недавно.

Здавалося б, справа зроблена - формуй типову пропозицію і змінюй у ній кількість акустичних систем залежно від конфігурації приміщення. Але все не так просто. Вірніше, відносно просто, якщо підходити до побудови систем з позиції найменших витрат часу на одиницю товару. І це є логіка. А найзаперечніший аргумент - «це ж не філармонія!» - вже став практично хрестоматійним, і він ідеально застосовується до будь-якого об'єкта, крім тієї самої філармонії.

Ймовірно, хтось із вас скаже: «Це пусті міркування ні про що», тому я перейду, нарешті, до головного.

Надзавдання статті якраз і полягає у розвінчуванні поширеної думки про те, що проектування системи фонового звуку не варто бодай скільки-небудь серйозних тимчасових та розумових витрат. Що стосується часу, я частково погоджуся - мало хто з нас має в своєму розпорядженні таку кількість, щоб дозволити собі витратити годинку-другу на вибір однієї з двох сусідніх стельових секцій для гучномовця. А ось підключення інженерної думки допоможе нам отримати найкращий результат із тих же продуктів, що й у конкурентів. І результат при правильному підході сподобається як клієнту, так і відділу продажів. Погодьтеся, що при нинішньому асортименті дуже схожого один на одного звукового обладнання різних виробників, призначеного для комерційних систем, все ж таки головний, якщо не єдиний, спосіб залучити і утримати клієнта - запропонувати найбільш привабливу ціну. І оскільки рідкісний покупець з трепетом ставитиметься до якості звучання і зможе його об'єктивно оцінити, здебільшого виграє той, запропонує більш економічне рішення.

Але спробуємо абстрагуватися від усіх комерційних складових і сконцентруємося на рідному і близькому серцю - на інженерній частині.

Інженере, твій вихід!

Існує тисяча і одна рекомендація щодо розрахунку тих же стельових акустичних систем. Давайте саме з них і почнемо. Що тільки не пропонують нам виробники для спрощення нашої праці… Один вендор поширює серед партнерів талмуди з рекомендаціями щодо розрахунку, інший пропонує «юзер-френдлі» акустичні симулятори, в яких будь-хто може намалювати потрібну конфігурацію гучномовців, третій пише додатки-калькулятори, які ввести лінійні розміри приміщення, і отримаєш сформований звіт із схемою розташування. Серед останніх, наприклад, JBL, що пропонує свій калькулятор чи не для кожної серії продукції. Це, зізнаюся, найбільш зручно, і за правильного використання дає швидкий і наближений до реальності результат. Але про все по порядку.

Вважаю за необхідне «розібрати по кісточках» плюси та мінуси існуючих методів.

Метод, який без сумніву автономен та енергонезалежний - графічний, схожий за своїм принципом на побудову променевого ескізу. Для нього потрібно знати номінальний кут розкриття гучномовця та висоту стелі. Ось як виглядає результат:

Мал. 1. Графічний розрахунок кроку розташування стельових гучномовців. A - відстань від статі до вух слухача; B - відстань від вух до стелі; C - кут розкриття гучномовця; D – точка перетину променів сусідніх гучномовців.

Все досить просто. Графічно зображується кут розкриття гучномовця, висота вух слухача (прийнято брати 1-1,2 метра чоловік у сидячому положенні та 1,5 метра - у стоячому), і точка перетину горизонталі та променів кута розкриття вважається критичною точкою, яку має перетинати промінь від сусіда гучномовця. У такий спосіб і визначають крок розташування акустичних систем.

А тепер копнемо трохи глибше. Відомо, що величина кута розкриття, вказана у паспорті гучномовця є номінальною, тобто. усередненої по частотній смузі, що визначається виробником на власний розсуд. І ні для кого не секрет, що спрямовані властивості будь-якого реального випромінювача серйозно відрізняються в різних частотних смугах. В результаті ми виконуємо розрахунок, часом навіть не знаючи, в якому діапазоні отримали правильне покриття. Так що, колеги, будьте уважні - зробивши такий розрахунок з використанням номінального кута розкриття, ви можете отримати «ями» в частотних смугах, наприклад, вище 8-10 кГц.

Наразі ще один нюанс. Номінальний кут розкриття, як правило, вираховується з полярних діаграм таким чином, що при відхиленні убік від осі випромінювання на ½ заявленого кута розкриття падіння рівня тиску становитиме 6 дБ. До того ж, знову увага, на рівній відстані від випромінювача.

Мал. 2. Графічний розрахунок кроку розташування стельових гучномовців. A - відстань від статі до вух слухача; B - відстань від вух до стелі; C - кут розкриття гучномовця; D – точка падіння рівня звукового тиску на 6 дБ

Виходить, у точці перетину горизонталі і падіння променя буде вже не 6 дБ, а більше. Ну, нічого страшного, озброюємось циркулем та вирішуємо проблему.

Однак це теж далеко ще не все. Як ви думаєте, коли ми перетнемо промені від сусідніх гучномовців у правильній точці, який тиск ми там отримаємо? Маючи 2 хвилі з рівнем тиску по -6 дБ SPL щодо осі випромінювання, ми можемо скласти їх за правилом енергетичного підсумовування (Л1, стор.33) як два рівні тиску і отримати суму, рівну -3 дБ щодо осі. Однак це правило працює у разі некогерентної додавання, тобто. наприклад, при неоднаковій відстані джерел, тоді як у точці перетину променів хвилі когерентны (синфазны), і лише у ній складаються у всьому спектрі, даючи подвоєння тиску, тобто. воно буде практично таким самим, як на осі випромінювання. На малюнку нижче представлений результат розрахунку моделі з двома близько розташованими стельовими гучномовцями.

Мал. 3. Розрахунок рівня звукового тиску з використанням двох стельових гучномовців у октавній смузі з центрів на частоті 500 Гц.

У результаті виходить ось яка картина: когерентне складання хвиль між гучномовцями існує завжди і дає підвищення до +3 дБ на досить малій площі, а буквально в сантиметрах від цього «шва» хвилі підсумовуються некогерентно і спостерігається падіння тиску. І відразу поясню, що повністю позбавитися цього «шва» не вдасться. Нижче наведено результати акустичного моделювання з різним кроком гучномовців.

Мал. 4. Діаграма звукового тиску при розташуванні гучномовців на висоті 3 метри від підлоги з кроком 1.5 метри. Розрахунок зроблений у третино-октавних смугах 10 кГц (нижня діаграма) та 400 Гц (верхня діаграма).

Мал. 5. Діаграма звукового тиску при розташуванні гучномовців на висоті 3 метри від підлоги з кроком 3 метри. Розрахунок зроблений у третино-октавних смугах 10 кГц (нижня діаграма) та 400 Гц (верхня діаграма).

Мал. 6. Діаграма звукового тиску при розташуванні гучномовців на висоті 3 метри від підлоги з кроком 4,5 метри. Розрахунок зроблений у третино-октавних смугах 10 кГц (нижня діаграма) та 400 Гц (верхня діаграма).

Шило чи мило?

Ну що ж, результат симуляції показав, що негативний для рівномірності покриття результат дає занадто великий крок гучномовців, так і занадто малий. І якраз замала відстань є чи не більш серйозною проблемою, адже поширена помилка, що розташувавши акустичні системи з мінімальним кроком, ми отримаємо рівномірне покриття по всій області частот. Для високочастотної області ця теза справедлива, оскільки будь-який гучномовець має вужчу діаграму спрямованості в області високих частот. А щодо некогерентного складання хвиль, завдяки інтерференції в області низьких частот тиск у точках перетину променів буде гарантовано більшим, ніж прямо під гучномовцем, як би парадоксально це не звучало. Більш того, інтерференційна картина змінюватиметься в кожній точці, і чим ближче один до одного розташовані гучномовці, тим вражаючі будуть ці зміни. Тож чи варто рівномірне покриття в області високих частот таких жертв? Не думаю.

Щоб стало трохи зрозуміліше, внесу уточнення. Як відомо, спрямованість хвилі залежить від її довжини - довгі хвилі (частотою від 160 Гц і від) є всеспрямованими, тобто. кут розкриття будь-якого гучномовця на частоті, наприклад, 80 Гц дорівнюватиме 360 градусів. У випадку зі стельовими системами, само собою, 180 градусів. А короткі хвилі мають вужчу спрямованість, що обумовлено фізикою процесу поширення хвиль. Так, в октавній смузі 16 кГц середній гучномовець стель може мати кут розкриття (на -6 дБ) 45-60 градусів при паспортних номінальних 120 градусах, усереднених по діапазону 1 кГц-8 кГц. Виходить, щоб уникнути звукових ям, розрахунок слід проводити, беручи за основу саме характеристику розкриття гучномовця на високих частотах. Правильно. Тільки не настільки вузькоспрямовані довгі хвилі будуть створювати незрівнянно більший тиск, багаторазово складатися і відніматися, створюючи проілюстровані вище суми та різниці з тим, обільшим розкидом тисків, ніж ближче один до одного розташовані їхні джерела.

На підставі прочитаного Ви маєте повне право звинуватити мене в тому, що я не дав очевидної відповіді, як саме правильно розташовувати гучномовці. Так і є, але якби однозначна відповідь існувала, у наших послугах не було б потреби і спроектувати звукову систему міг би будь-хто. Саме в цьому полягає майстерня, як зараз його називають, "system design" - у знаходженні компромісного рішення, у балансуванні між взаємовиключними вимогами та умовами.

А в іншому, прекрасна Маркіза, все гаразд, все гаразд!

Перфекціонізм - не така погана риса, але іноді для продуктивної роботи потрібен досяжний орієнтир. І він у нас також є. У кількісній оцінці рівномірності звукового поля непогано допомагає у статистиці т.зв. Стандартне відхилення (STDev). Не заглиблюватимуся в пояснення цього поняття - великий шанс заглибитись надто сильно.

Мал. 7. Стандартне відхилення

Перед нами графік розподілу деяких випадкових величин не більше стандартного відхилення від математичного очікування. Візьмемо його за основу, використовуючи як величини розподіл рівнів звукового тиску в приміщенні.

А тепер домовимося, що значення μ на горизонтальній шкалі – це середнє значення рівня звукового тиску по всьому приміщенню, а саме – наше математичне очікування. Значення σ беремо за 2 дБ (-20% +25% за абсолютним значенням), оскільки ймовірний розкид величин щодо очікуваного може бути різним. Тепер наше завдання зрозуміти, який розкид нас задовольнить, а який вважатиметься неприйнятним. Якщо по всій вимірюваної площі тиск однаковий, то графік перетвориться на пряму лінію. Чим більший розкид величин, тим крутішим буде підйом і спад графіка цієї функції. Так от при досить рівномірному звуковому полі більшість величин сконцентровано поблизу середнього значення. І цим досить рівномірним покриттям можемо вважати зону не більше 1го стандартного відхилення, тобто. якщо на 68% від усієї площі приміщення рівень тиску коливається в межах +-2 дБ від середнього по повному частотному діапазону, то вимога виконана. Щоправда, побачити подібну статистику розподілу тиску можна лише провівши акустичний розрахунок.

Незважаючи на те, що в стандартах ISO або AES така інтерпретація не зафіксована, у практиці вона нерідко застосовується і в цілому відображає реальність, тому може служити для Вас добрим орієнтиром та відправною точкою у визначенні рівномірності покриття площі.

Але не забувайте, що усереднене по всьому діапазону значення не завжди визначає повну картину.

Чорний ящик

Ну що ж, зі стельовими гучномовцями начебто розібралися, наскільки це було можливо у цьому форматі. А як бути із настінними системами? Чи все так просто з ними, як ми звикли думати? В цілому значно простіше просто тому, що, як правило, ми вкрай обмежені у розміщенні корпусних акустичних систем – стіни, кути, колони. І при тому далеко не будь-яка точка стіни доступна під установку гучномовця - десь дизайнерська ліпнина, десь телевізор, десь вентиляція і таке інше.

І одна річ, коли потрібно озвучити 100 кв. метрів - підібрав кут розкриття, розкидав по кутах 4 гучномовці, і все, готова система - а як чинити з більшою площею? Шукаємо несучі колони посеред приміщення, радіємо їх наявності і обліплюємо їх гучномовцями. Ну а що робити - варіантів немає. Згоден, але з уточненнями. За відповіддю, як завжди, варто звернутися до науки.

Ось приклад розташування акустичних систем у приміщенні.

Мал. 8. Розташування настінних гучномовців на колонах

Загалом все добре, і при правильному вибір гучномовців та правильному монтажі проблем не буде. Забігаючи вперед, скажу, що всі представлені мною далі схем розташування мають право на існування, але з деякими застереженнями.

Якщо гучномовці повнодіапазонні, з розкриттям у божевільні 150 градусів (і таке буває), розташування їх в безпосередній близькості один від одного створить Вам дуже цікаву картину інтерференції. Щоб довго не говорити, цього разу відразу продемонструю акустичний розрахунок, оскільки щось наочніше і доступніше для розуміння придумати складно.

Мал. 9. Діаграма рівня звукового тиску при розташуванні гучномовців на колонах у октавній смузі з центром на 500 Гц

Зверніть увагу на отримані "пелюстки" - це якраз і є результат складання та віднімання двох когерентних хвиль, і розташування їх, звичайно ж, змінюється в залежності від довжини хвилі. Ту ж картину можна спостерігати при розташуванні гучномовців у кластерах - для правильного складання хвиль потрібно вживати заходів як при проектуванні, так і при налаштуванні, але це вже зовсім інша історія. Про всяк випадок я позначу один очевидний наслідок цього факту: в результаті інтерференції тембр звукової програми може бути серйозно спотворений через віднімання деяких частотних складових. Багато фахівців на жаль, впевнені, що будь-які тембральні спотворення виправляються за допомогою вимірювального мікрофона, спектроаналізатора та еквалайзера, і щиро дивуються, намагаючись при налаштуванні АЧХ системи «витягнути» втрачену при інтерференції частоту. А на графіку нічого не відбувається, скільки не збільшуй гейн фільтра - на +6 дБ, на +12 дБ, та хоч два еквалайзери послідовно включи. Тиск на цій частоті просто відсутній, і взятися йому ні звідки, якщо через одну з безлічі причин у цьому діапазоні відбулося віднімання хвиль.

А тепер візьмемо і спробуємо позбавитися цих проблем, та ще й здешевимо систему, зменшивши кількість гучномовців.

Мал. 10. Розташування настінних гучномовців на колонах

Мал. 11. Діаграма рівня звукового тиску при розташуванні гучномовців на колонах у повному частотному діапазоні.

Виходить цілком пристойно: інтерференційні проблеми вирішені, покриття у зоні між колонами близько до ідеального, когерентне складання хвиль теж не критично. Як бюджетний варіант такий дизайн цілком життєздатний - головне, щоб крок колон дозволив Вам вкластися в стандартне відхилення. Але якийсь нюанс все ж таки є. І корінь його закопаний глибоко у фундаментальній науці.

Завдяки фізіології слуху і, мабуть, еволюції людина здатна локалізувати звукові події, тобто. визначати, звідки прибула звукова хвиля – цю здатність просто потрібно було виробити для виживання. А як бути колись звукових хвиль багато, як, наприклад, у первісній печері, де крім прямого звуку від джерела існує незліченна кількість відображень, що прибувають з усіх боків? Дуже просто. Достатньо було виробити здатність визначати напрямок першої хвилі, яка однозначно найкоротшим шляхом прибуде безпосередньо з умовної пащі хижака, а будь-яке відображення точно пройде більший шлях і прийде з запізненням. Це описує Закон першого хвильового фронту (він же Precedence Effect). За наявності кількох ідентичних хвиль, що приходять із затримкою, мозок визначає напрямок виключно по першій хвилі, навіть якщо друга та наступні має більш високий рівень (перевищення до 10 дБ) і приходить із запізненням до 30 мс. Докладніше про цей цікавий ефект та його опис можна прочитати в літературі з психоакустики.

Тож до чого все це? Тепер давайте змоделюємо слухача, що рухається по довжині приміщення прямою траєкторією, і простежимо, як для нього буде змінюватися локалізація звуку. У процесі руху повз першого гучномовця людина чітко чутиме звук ліворуч, у міру його наближення до умовної межі розкриття співвідношення інтенсивностей хвиль ліворуч і праворуч змінюється, оскільки в полі зору з'являється другий гучномовець. Наш об'єкт досяг точки рівної відстані між гучномовцями та обидві хвилі когерентно склалися, давши йому +3 дБ до рівня тиску, а локалізація звуку миттєво перескочила на точку рівної відстані між джерелами, тобто. саме в те місце, де знаходиться в даний момент голова об'єкта. А наступний крок різко змістить звукову подію вправо, оскільки хвиля від другого джерела тепер приходитиме першою.

У принципі, нічого критичного у цьому немає. Але якщо передбачаються постійні переміщення клієнтів площею, як, наприклад, у магазині, чи буде їм комфортно слухати звук, що скаче з точки в точку? Не кожен слухач аналізує причини свого дискомфорту і пов'язує їх зі звуком, сприйняття оточення йому складається несвідомо і складається з сукупності всіх відчуттів - візуального, аудіального, тактильного та інших. І достатньо, щоб хоча б одне з них викликало дискомфорт, щоб решта виявилася незначною, а суб'єктивне враження було зіпсовано.

На фінішній прямій

Мабуть, основні питання розрахунку розташування гучномовців були розглянуті, проте буде не зовсім чесно з мого боку не згадати про те, що майже всі ці розрахунки враховують енергію прямої хвилі від випромінювача. А в умовах реальних приміщень, що наповнюються не лише прямим звуком, а й численними відображеннями, інтерференційні віднімання, звичайно, не створюватимуть крапки з нульовим звуковим тиском. Відбиті хвилі дещо нівелюватимуть провали і підйоми, само собою, не позбавляючи їх повністю, і значно покращувати рівномірність покриття, компенсуючи собою недолік прямого звуку у віддалених від його джерела точках.

До речі, один із найцікавіших методів створення нелокалізованого фонового звучання системи заснований на використанні реверберації приміщення на користь фонового звуку. Полягає він у розташуванні всіх акустичних систем «обличчям» у стелю. Таке розташування практично повністю позбавляє слухача прямого звуку з гучномовця, вся енергія, одержувана ним, - це безліч відбитих хвиль з усіх напрямків. Вкрай цікавий виходить ефект у плані просторовості звучання. Єдиний мінус такого рішення – обмеження за контентом. Швидка піп чи рок музика, не розрахована на такий серйозний вплив реверберації, навряд чи добре прозвучить з такої системи.

P.S. А що, без кабелю не заспіває?

Незважаючи на другорядність питання про кабельні траси, важко переоцінити важливість спікерного (акустичного) кабелю для будь-якої звукової системи. Говорю про це з повною впевненістю, оскільки, на жаль, у моїй практиці не завжди є можливість диктувати клієнту, який кабель йому закупити, і це іноді призводить до німих сцен у стилі чеховського Ревізора, коли на об'єкті дізнається, що для звукової системи було прокладено кабель ШВВП. У відповідь на своє запитання я отримую цілком резонну відповідь – «А що, працює ж!». Працює. Тільки так працює, що краще не працювало б. Загалом, ви розумієте…

І саме тому наводжу методику розрахунку перерізу кабелю. Ті з Вас, для кого вона очевидна, і хто чудово знає, як робляться такі розрахунки, можуть сміливо пропускати цю частину статті – нічого нового і досі науці невідомого я не наведу. А от якщо раптом Ви вперше зіткнулися з необхідністю розрахунку, то ця інформація буде корисна через її прикладну застосовність.

Розрахунок ефективного струму:

Розрахунок ефективної потужності, що виділяється на навантаженні:

100В лінії.

Розрахунок сумарного опору гучномовців у лінії:
де

Кількість гучномовців на лінії
- номінальна потужність одного гучномовця (Tap setting)

Інші розрахунки виконуються аналогічно низькоомним лініям.

Сумарний опір навантаження в 100-вольтовій лінії, як можна помітити, зазвичай виходить не менше ніж 1000 Ом. При такому високому опорі одиниці Ом опори кабелю трохи впливають на загальний опір лінії, і, отже, збільшують втрати потужності трохи порівняно з низькоомним підключенням.

Тепер трохи про інтерпретацію результатів. Як визначити, яка втрата потужності є допустимою? У випадку пороговим значенням падіння рівня потужності кабелі прийнято вважати 0,5 дБ. Це відповідає втраті 10% щодо номінальної потужності. Наприклад, для 8-омного гучномовця допустимим номіналом в 1 кВт граничного за цими нормами падіння потужність досягає на лінії перетином 2.5 кв.мм завдовжки 30 метрів. Багато це чи мало, звичайно, вирішувати Вам, і рішення тут залежить від конкретної ситуації, але практика показує, що збільшення перерізу кабелю з 2.5 кв.мм до, наприклад, 4 кв.мм, істотно не підвищить вартість інсталяції. Тому я завжди рекомендую вкладатися в 0,5 дБ, адже це зовсім не важко зробити. Та й навіщо нам втрачати на лінії дорогоцінні Ватти, коли ми маємо можливість досягти максимальної ефективності системи?

І, незважаючи на те, що до трансляційних ліній вимоги значно нижче, використання правильного кабелю допоможе Вам змусити систему працювати ефективніше. Більше того, якщо у Вашій практиці Ви не проводили експериментів щодо оцінки якості звуку на різних кабелях (за інших рівних), то повірте мені на слово, вплив перетину кабелю на звучання дійсно помітно на слух. Особливо це стосується низькочастотної області - діапазону, при передачі якого розвивається найбільша потужність, і який найбільш вимогливий до струму та демпінг-фактору.

Тому, використовуючи так улюблену багатьма аналогію, давайте не заливатимемо в Мерседес S-класу 92-ий бензин, а потім дивуватися, чому не досягається заявлена продуктивність.

Як можна помітити за формулами, єдина величина, яка залишається невідомою для розрахунку кабелю, - це його опір, виражений в Ом/км. Його значення можна знайти у специфікації до кабелю. Для цього доведеться спочатку вибрати перетин кабелю навскидку, взяти відповідне значення опору, підставити у формулу та провести розрахунок. Якщо Ви отримаєте перевищення падіння потужності, або навпаки, перетин виявиться надлишковим, то доведеться вибрати кабель іншого перетину і повернутися до вихідної точки розрахунку. Розпочинати розрахунок я зазвичай рекомендую з перерізу 2х2.5 кв.мм (7,5-8 Ом/км) для низькоомних ліній і 2х1.5 кв.мм (близько 13 Ом/км) для трансформаторних ліній. Звичайно, це змусить Вас витратити деякий час на розрахунок, але для зручності Ви можете створити собі калькулятор в Excel, внісши туди формули та значення опорів кабелів різного перерізу - це займе деякий час разово, зате позбавить необхідності ручного розрахунку надалі.

Дякуємо компанії DIGIS за надані матеріали

Звукова система

(грец. sustnma, нім. Tonsystem) - висотна (інтервальна) організація муз. звуків з урахуванням к.-л. єдиного принципу. В основі З. с. завжди лежить ряд тонів, що у певних, піддаються виміру співвідношеннях. Термін "З. с." застосовується у разл. значеннях:
1) звуковий склад, тобто. сукупність використовуваних звуків у межах певного інтервалу (часто в межах октави, наприклад пятизвукова, дванадцятизвукова системи);
2) певне розташування елементів системи (З. с. як звукоряд; З. с. як комплекс звукових груп, напр. акордів у тональній системі мажору та мінору);
3) система якісних, смислових відносин, функцій звуків, що складається на основі певного принципу зв'язку між ними (напр. значення тонів у мелодійних ладах, гармонійної тональності);
4) лад, математич. вираз відносин між звуками (піфагорійська система, рівномірно- темперована система).
основ. значення поняття З. с. пов'язане зі звуковим складом та його структурою. З. с. відбиває ступінь розвитку, логіч. зв'язність та впорядкованість муз. мислення та історично еволюціонує разом з ним. Еволюція З. с., у реальному історич. процесі, що здійснюється складним шляхом і рясна внутрішніми протиріччями, в цілому безумовно веде до витончення звукової диференціації, збільшення кількості вхідних в систему тонів, зміцнення і спрощення зв'язків між ними, створення складної розгалуженої ієрархії зв'язків на основі звукової спорідненості.
Логіч. схема розвитку З. с. лише приблизно відповідає конкретно-історич. процесу її становлення. З. с. у прив. сенсі генетично передує первісне глісандіювання, позбавлене диференційованих тонів, з якого тільки починають виділятися опорні звуки.

Наспів племені кубу (Суматра) – любовна пісня юнака. За Е. Хорнбостелем.
Нижча форма З. с., що змінює її. є опівання одного опорного тону, устою (

), прилеглими (

) зверху чи знизу.

РОСІЙСЬКА НАРОДНА ПРИБАВКА

КОЛЯДНА
Прилеглий тон може стабільно не закріплюватися на певній висоті або бути приблизним за висотним положенням.
Подальше зростання системи обумовлює можливість поступеного, кантиленного руху мелодії (в умовах п'яти-, семиступінності системи або к.-л. іншої структури гами) і забезпечує зв'язність цілого завдяки опорі на звуки, що знаходяться у відносинах найвищої спорідненості один з одним. Тому наступний найважливіший етап розвитку З. с. - "епоха кварти", заповнення проміжку між звуками "першого консонансу" (кварта виявляється найменш віддаленим від вихідного опорного тону звуком, що перебуває з ним у відносинах досконалого консонансу; внаслідок цього вона отримує перевагу перед іншими, ще більш досконалими консонансами - октавою, квінтою) . Заповнення кварти утворює ряд звукової системи - безнапівтонні трихорди і кілька тетрахордів різної структури:

ТРИХОРДИ

ТЕТРАХОРДИ

Колискова

БУЛИННИЙ НАСПІВ
При цьому прилеглі та прохідні тони стабілізуються та стають опорами для нових прилеглих. На основі тетрахорду виникають пентахорди, гексахорди:

ОЛІЙНА

ХОРОВОДНА
З зчеплення трихордів і тетрахордів, а також пентахордів (злитим або роздільним способом) складаються складові системи, різні за кількістю звуків, - гексахорди, гептахорди, октахорди, які у свою чергу об'єднуються в ще більш складні, багатоскладові З. с. октавні та неоктавні:

ПЕНТАТОНІКА

УКРАЇНСЬКА ВЕСНЯНКА

ПЛЯСОВА

ПРИГОДА ЗНАМЕННОГО РОЗСПІВУ

РОСІЙСЬКА НАРОДНА ПІСНЯ

НА РІЗДВО БОГОРОДИЦІ, ЗНАМЕННОГО РОЗСПІВУ

СИСТЕМА ГЕКСАХОРДІВ
Теоретич. узагальнення практики воднотоновості в європ. музиці пізнього середньовіччя та Відродження ("musica ficta"), коли целотонові висновки та целотонові наслідування все більш систематично замінювалися напівтоновими (напр., замість
c-d
e-d
хід
cis-d
e-d),
виразилося у вигляді хроматико-енгармоніч. сімнадцятиступного звукоряду (у Просдочімо де Бельдемандіса, кін. 14 - поч. 15 ст.):

Розвиток багатоголосності та становлення консонуючого тризвучтя як головний елемент З. с. сприяли її повної внутрішньої реорганізації - угрупованню всіх тонів системи навколо цього опорного співзвуччя, що у функції центр, тонич. тризвучтя (тоніки), і у вигляді його мультиплікацій усім інших щаблях диатонич. гами:

Роль конструктивного фактора З. с. поступово переходить від доломелодій. моделей до акордово-гармонійних; відповідно до цього З. с. починає викладатися над вигляді звукоряду ( " сходи звуків " - scala, Tonleiter), а вигляді функціонально пов'язаних звукових груп. Як і інших етапах розвитку З. з., все найважливіші риси ранніх форм З. з. присутні і у більш високорозвиненій З. с. - Енергія мелодій. лінеарності, мікросистеми з опорного тону (стою) та прилеглих, заповнення кварти (і квінти), мультиплікація тетрахордів тощо. Комплекси належать єдиному централізу. цілому звукових груп - акордів усім щаблях - разом із певними звукорядами стають новим типом З. з - гармонич. тональністю (див. прим. вище), а впорядкована їх сукупність складає "систему систем" з мажорних та мінорних тональностей на кожному з щаблів хроматич. звукоряду. Загальний звуковий обсяг системи теоретично простягається в нескінченність, але обмежується можливостями сприйняття висоти тону і є хроматично заповненим діапазоном в межах приблизно від А2 до с5. Становлення мажоро-мінорної тональної системи у 16 ст. вимагало заміни піфагорійського ладу по чистих квінтах (напр., f - з - g - d - а - е - h) квінтово-терцевим (т.зв. чистий, або натуральний, лад Фольяні - Царліно), що використовує два будує. інтервалу - квінту 2:3 і велику терцію 4:5 (напр., F - а - С - е - G - h - D; великі літери вказують на прими та квінти тризвучій, малі - на терції, за М. Гауптманом). Розвиток тональної системи (особливо практика використання разл. тональностей) викликало необхідність у рівномірно-темперованому ладі.
Дотик елементів разл. тональностей призводить до встановлення зв'язків між ними, до їхнього зближення і далі - злиття. Разом із зустрічним процесом зростання внутрішньотональної хроматики (альтерації) злиття різнотональних елементів веде до того, що в межах однієї тональності виявляються принципово можливими будь-який інтервал, будь-який акорд і будь-який звукоряд від кожного ступеня. Цей процес підготував нову реорганізацію структури З.С. у творчості низки композиторів 20 в.: Усі щаблі хроматич. звукоряди вони емансипуються, система перетворюється на 12-ступную, де кожен інтервал розуміється безпосередньо (а чи не з урахуванням квинтових чи квинтово-терцовых відносин); та вихідною структурною одиницею З. с. стає напівтон (або велика септіма) – як похідне квінти та великої терції. Це дає можливість побудови симетричних (напр., терцохроматичних) ладів та систем, виникнення тональної дванадцятиступінності, т.зв. "вільної атональності" (див. Атональна музика), серійної організації (зокрема – додекафонії) тощо.
Позаєвропейські З. с. (Напр., Азії, Африки) іноді утворюють різновиди, далеко віддалені від європейських. Так, більш менш звичайна діатоніка індійської музики прикрашена інтонац. відтінками, що теоретично пояснюються як результат поділу октави на 22 частини (система шруті, що трактується також як сукупність всіх можливих висот).

У яванській музиці 5- і 7-ступінчасте "рівномірне" поділ октави (слендро і пелог) не збігаються ні зі звичайною ангемітонною пентатонікою, ні з квінтовою або квинтово-терцевою діатонікою.
Література : Сєров A. H., Російська народна пісня як предмет науки (3 статті), "Музичний сезон", 1869-70, No 18, 1870-71, No 6 і 13, перевид. у його кн.: Вибрані статті, т. 1, M.-Л., 1950; Сокальський П. P., Російська народна музика?, Хар., 1888, Петро Ст І., Про склади, лади і лади в давньогрецькій музиці, К., 1901 Яворський Би., Будова музичної мови, т. 1-3, М., 1908, Tюлін Ю. H., Вчення про гармонію, Л., 1937, М, 1966; Кузнєцов До. А., Арабська музика, в сб: Нариси з історії та теорії музики, т. 2, Л., 1940; Оголевець А. С., Введення у сучасне музичне мислення, M.-Л., 1946; Музична акустика заг. ред. H. А. Гарбузова, М, 1954; Джамі А., Трактат про музику. ред. та коментарі Ст M. Бєляєва, Таш., 1960; Переверзєв Н. До., Проблеми музичного інтонування, М., 1966; Мещанінов П., Еволюція звуковисотної тканини (структурно-акустичне обґрунтування...), М., 1970 (рукопис); Котляревський I., Дiатоніка i хроматика як категорiп музичного мислення, Kіпв, 1971; Fortlage К., Das musikalische System der Griechen in seiner Urgestalt, Lpz., 1847, Riemann H., Katechismus der Musikgeschichte, Tl 1, Lpz., 1888, рос. пров. - Катехиза історії музики, ч. 1, М., 1896), його ж, Das chromatische Tonsystem, в його кн.: Prдludien und Studien, Bd I, Lpz., 1895, Emmanuel M., Histoire de la langue musicale, . I-II, R., 1911; Haba A., Harmonische Grundlagen des Vierteltonsystems, Prag, 1922; Еllis AJ, Ьber die Tonleitern verschiedener Vцlker, в кн.: Abhandlungen zur vergleichender Musikwissenschaft Munch., 1922; Stumpf C., Tonsystem und Musik der Siamesen там же, Abraham O., Hornbostel E. M., Tonsystem und Musik der Japaner, там же Hornbostel E. M., Ьber die Musik der Kubu, там же його, Musikalische Torsysteme, в кн.: Handbuch de Physik hrsg. von H. Geiger und К. Scheel, Bd VIII. Akustik, B., 1927; Farmer H. G., A history of Arabian music до XIII century, L., 1929; Hornbostel E. M., Lachmann R., Das indische Tonsystem bei Bharata und sein Ursprung "Zeitschrift fьr vergleichende Musikwissenschaft", Jahrg. 1, No 4, 1933; Gombosi O. J., Tonarten und der antiken Musik, Kph., 1939; Strunk О., The tonal system of Byzantine music, "MQ", v. XXVIII, 1942, No 2 Danckert W., Der Ursprung der halbtonlosen Pentatomk, кн.: Fes schritt Z. Kodбly, Bdpst, 1943; Szabolcsi B., 5-11 штрихів і civilisation, "Acta musicologica", XV, 1943, p. 24-34; Handschin J., Der Toncharakter, Z., 1948; Kunst J., Music in Java, v. 1-2, The Hague, 1949; Hood M. , The nuclear theme as a determinant of Patet in Javanese music, Groningen (Djakarta), 1954; Schneider M., Die Entstehung der Tonsysteme, у кн.: Kongress-Bericht Hamburg. 1956, Kassel-Basel, 1957; Wiora W., Alter als Pentatomk, в кн.: Studia memoriae Belae Bartuk Sacra, Bdpst, 1957, p. 185-208, Vardos L., Nat'rliche Tonsysteme, там же, p. 209-48, Avasi B., Tonsysteme aus Intervall-Permutationen, там же, p. 249-300, Smits van Waesberghe J., Antike und Mittelalter in unserem Tonsystem, "Musica", Jahrg. XII, 1958, H. 11, Sachs С., Vergleichende Musikwissenschaft. Musik der Fremdkulturen, Hdlb., 1959; Spiess L. B., Diatonic "Chromaticism" of Enchiriadis treatises, "Journal of American Musicological Society", v. XII, 1959, No 1, Husmann H., Grundlagen der antiken und orientalischen Musikkultur, B., 1961; Vogel М., Die Entstehung der Kirchentonarten, в кн.: Kongress-Bericht Kassel 1962 (Kassel, 1962), його ж, An den Grenzen des Tonsystems, "Musica", Jahrg. XVII, 1963; H. 4, Kraehenbuehl D., Schmidt Chr., На розробці музичної системи, "Journal of Music Theory", v. VI, 1962 No 1, Apfel Е., Spatmittelalterliche Klangstruktur und Dur-Moll-Tonalitat, "Die Musikforschung", Jahrg. XVI, 1963, H. 2 Dahlhaus K., Untersuchungen ьber die Entstehung der harmonischen Tonalltдt, Kassel - (u. a.), 1968; Manik L., Das arabische Tonsystem im Mittelalter, Leiden, 1969. Ю. H. Холопов.

Музична енциклопедія - М: Радянська енциклопедія, Радянський композитор. За ред. Ю. В. Келдиша. 1973-1982 .

- Звукова система, правильніша звуковисотна система (нім. Tonsystem, від грец. σύστημα) матеріальна основа музично-логічних відносин гармонії. Термін походить від давньогрецької теорії музики (гармоніки), де словом σύστημα… … Вікіпедія

звукова система швидкості рахунку нейтронів- (З індикацією як гудків, пропорційних швидкості рахунку нейтронів) [А.С.Гольдберг. Англо-російський енергетичний словник. 2006 р.] Тематики енергетика загалом EN audio count rate circuit …

Звукова плата Creative Labs Sound Blaster Live! … Вікіпедія

звукова частота- частота від 20 Гц до 20 кГц. [ГОСТ 24375 80] звукова частота Частота, яка сприймається вухом людини і лежить у діапазоні приблизно від 16 Гц до 20 кГц. Верхню межу звукової частоти умовно приймають 20 кГц. Одиниця виміру Гц [Система… … Довідник технічного перекладача

звукова хвиля- Пружна хвиля, частота якої лежить у звуковому діапазоні (умовно від 16 Гц до 20 кГц). [Система неруйнівного контролю. Види (методи) та технологія неруйнівного контролю. Терміни та визначення (довідковий посібник). Москва 2003 р.] Тематики… … Довідник технічного перекладача

Звукові колонки на концертному майданчику Звукова колонка (лінійний масив) акустична система, що складається з великої кількості однакових гучномовців.

TrackIR 4:PRO, закріплена на ноутбуці Система відстеження рухів голови пристрій введення інформації в персональних комп'ютерах, що перетворює рух голови користувача в координати. У споживчих системах застосовуються … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Система охолодження. Система охолодження комп'ютера набір засобів для відведення тепла від комп'ютерних компонентів, що нагріваються в процесі роботи. Тепло в кінцевому підсумку може утилізуватися: ... Вікіпедія

для IBM PC

ВСТУП

Взаємодія людини з ЕОМ має бути насамперед взаємною (на те вона і спілкування). Взаємність, своєю чергою, передбачає можливість спілкування як людини з ЕОМ, і ЕОМ з людиною. Незаперечний факт, що візуальна інформація, доповнена звуковою, набагато ефективніша за простий зоровий вплив. Спробуйте, заткнувши вуха, поспілкуватися з кимось хоча б хвилину, сумніваюся, що ви отримаєте велике задоволення, як і ваш співрозмовник. Однак поки багато ортодоксально налаштованих програмістів/проектувальників досі не хочуть визнавати, що звуковий вплив може грати роль не тільки сигналізатора, але інформаційного каналу, і відповідно від невміння та/або небажання не використовують у своїх проектах можливість невізуального спілкування людини з ЕОМ, але навіть вони ніколи не дивляться телевізор без звуку. В даний час будь-який великий проект, не оснащений засобами multimedia (надалі під словом "засоби multimedia" ми насамперед розумітимемо сукупність апаратно/програмних засобів, що доповнюють традиційно візуальні способи взаємодії людини з ЕОМ) приречений на провал.

ОСНОВНІ МЕТОДИ ОЗУЧУВАННЯ

Є багато способів змусити комп'ютер заговорити чи заграти.

1. Цифроаналогове перетворення (Digital to Analogue (D/A) conversion). Будь-який звук (музика або мова) міститься в пам'яті комп'ютера в цифровому вигляді (у вигляді самплів) і за допомогою DAC трансформуються в аналоговий сигнал, який подається на апаратуру, що підсилює, а потім на навушники, колонки, etc.

2. Синтез. Комп'ютер посилає в звукову карту нотну інформацію, а карта перетворює її на аналоговий сигнал (музику). Існує два способи синтезу:

а) Frequency Modulation (FM) synthesis , у якому звук відтворює спеціальний синтезатор, який оперує математичним уявленням звукової хвилі (частота, амплітуда, etc) і з сукупності таких штучних звуків створюється практично будь-яке необхідне звучання.

Більшість систем, оснащених FM-синтезом, показують дуже непогані результати на програванні "комп'ютерної" музики, але спроба симулювати звучання живих інструментів не дуже добре вдається. Ущербність FM-синтезу у тому, що з його допомогою дуже складно (практично неможливо) створити справді реалістичну інструментальну музику, з великою наявністю високих тонів (флейта, гітара, etc.). Першою звуковою картою, яка стала використовувати цю технологію, був легендарний Adlib, який для цього використовував чіп із синтезу YamahaYM3812FM. Більшість Adlib-сумісних карт (SoundBlaster, Pro Audio Spectrum) також використовують цю технологію, тільки на інших більш сучасних типах мікросхем, таких як Yamaha YMF262 (OPL-3) FM.

б) синтез за таблицею хвиль (Wavetable synthesis), у своїй методі синтезу заданий звук " набирається " з синусів математичних хвиль, та якщо з набору реально озвучених інструментів - самплів. Сампли зберігаються в RAM або ROM звукової карти. Спеціальний звуковий процесор виконує операції над самлами (за допомогою різноманітних математичних перетворень змінюється висота звуку, тембр, звук доповнюється спецефектами).

Так як сампли - оцифрування реальних інструментів, вони роблять звук вкрай реалістичним. До недавнього часу подібна техніка використовувалася тільки в hi-end інструментах, але вона стає все більш популярною тепер. Приклад популярної карти, яка використовує WSGravis Ultra Sound (GUS).

3. MIDI. Комп'ютер посилає на MIDI-інтерфейс спеціальні коди, кожен із яких позначає дію, що має зробити MIDI-пристрій (зазвичай це синтезатор) (General) MIDI- це основний стандарт більшості звукових плат. Звукова плата, самостійно інтерпретує, коди, що посилаються, і приводить їм у відповідність звукові самли (або патчі), що зберігаються в пам'яті карти. Кількість цих патчів у стандарті GM дорівнює 128. На PC - сумісних комп'ютерах історично склалися два MIDI-інтерфейси: UART MIDI та MPU-401. Перший реалізований в SoundBlaster's картах, другий використовувався в ранніх моделях Roland.

ЗВУКОВІ МОЖЛИВОСТІ СІМЕЙСТВА IBM PC

Вже на перших моделях IBM PC був вбудований динамік, який однак був призначений для точного відтворення звуку: він не забезпечував відтворення всіх частот чутного діапазону і мав засобів управління гучністю звучання. І хоча PC speaker зберігся на всіх клонах IBM до цього дня - це швидше данина традиції, ніж життєва необхідність, бо динамік ніколи не грав серйозної ролі в спілкуванні людини з ЕОМ.

Проте, вже у моделі PCjr з'явився спеціальний звуковий генератор TI SN76496A, який можна вважати провісником сучасних звукових процесорів. Вихід цього звукового генератора міг бути підключений до стерео-підсилювача, а сам він мав 4 голоси (не зовсім коректне висловлювання - насправді мікросхема TI мала чотири незалежні звукові генератори, але з точки зору програміста це була одна мікросхема, що мала чотири незалежні канали. ). Усі чотири голоси мали незалежне керування гучністю та частотою звучання. Однак через маркетингові помилки модель PCjr так і не набула широкого поширення, була оголошена неперспективною, знята з виробництва і підтримка її була припинена. З цього моменту фірма IBM більше не оснащувала свої комп'ютери звуковими засобами власної розробки. І з цього моменту місце на ринку міцно зайняли звукові плати.

ОГЛЯД ЗВУКОВИХ КАРТ

Своєрідний "позашлюбний син" PC і бажання людини почути пристойний звук із мінімумом фінансових витрат. Covox недарма називають "SoundBlaster для бідних" бо вартість його на порядок нижче за найдешевшу звукову карту. Суть Covox"a вкрай проста - на будь-якій стандартній IBM-сумісній машині обов'язково присутній паралельний порт (зазвичай він використовується під принтер). На цей порт можна посилати 8-мі бітові коди, які після простого змішування на виході дадуть цілком задовільне mono звучання.

На жаль через те, що основні виробники програмного забезпечення ігнорували цей простий і дотепний пристрій (змова з виробниками звукових карт), то жодної програмної підтримки covox так і не отримав. Однак, не важко самостійно написати драйвер для covox"a і замінити їм драйвер будь-якої 8-ми бітової звукової карти, яка використовується в DAC-режимі, або трохи змінити код програми, перенаправивши 8-ми бітове оцифрування, скажімо в 61-й порт ППІ .

The SoundBlaster Pro (SB-pro) The Creative Labs" SoundBlaster (SB) була першою Adlib-сумісною звуковою картою, яка могла записувати та грати 8-ми бітові сампли, підтримувала FM-синтез за допомогою мікросхеми Yamaha YM3812. Оригінальна mono-модель SB була оснащена однією такою мікросхемою, а нова стерео-модель - двома.Найбільш просунута модель з цього сімейства SB-pro.2.0, ця карта містить найсучаснішу мікросхему FM-синтезу (стандарт OPL-3).SB-pro здатний робити оцифровку програвання реального звуку з частотою до 44.1 Hz (частота CD-програвачів) в стерео режимі.Також за допомогою зовнішніх драйверів ця карта підтримує General MIDI інтерфейс.

External line in.

SB compatible MIDI,

SB CD-ROM interface.

SB-pro була повністю сумісна з Adlib-картою, що забезпечила їй приголомшливою успіх на ринку недорогих домашніх звукових систем (насамперед це стосувалося ігор). І хоча професіонали були незадоволені неприродним "металевим" звуком, та й симуляція MIDI залишала бажати кращого, але ця карта сподобалася численним шанувальникам комп'ютерних ігор, які стимулювали розробників вставляти в свої ігри підтримку SundBlaster-карт, ніж остаточно закріпили лідер . І тепер будь-яка програма, яка претендує на те, щоб видавати звук на чомусь відмінним від PC-speaker просто зобов'язана підтримувати, які стали de-facto стандартом SB. В іншому випадку вона ризикує бути просто не поміченою.

SoundBlaster 16 (SB 16) це покращена версія SB-pro, яка здатна записувати та відтворювати 16-и бітовий стерео-звук. І звичайно SB16 повністю сумісна з Adkib&SB. SB-16 здатна програвати 8 і 16 бітові стерео сампли на частоті до 44.1 KHz з динамічною фільтрацією звуку (ця карта дозволяє в процесі програвання придушити небажаний діапазон частот). SB16 також може бути оснащений спеціальною мікросхемою ASP (Advanced (Digital) Signal Processor), який може здійснювати компресію/декомпресію звуку "на льоту", тим самим розвантажуючи CPU для виконання інших завдань. Подібно до SB-pro SB-16 здійснює FM-синтез за допомогою мікросхеми Yamaha YMF262 (OPL-3). Також можливо додатково встановити спеціальну плату розширення WaveBlaster, яка забезпечує якісніше звучання в режимі General MIDI.

Pro Audio Spectrum Plus та Pro Audio Spectrum 16 The Media Vision"s

Pro Audio Spectrum Plus та -16 (PAS+ and PAS-16), це одна з багатьох спроб поповнити сімейство SB-подібних карт. Обидві карти майже ідентичні, крім того, що PAS-16 підтримує 16-бітовий самплінг. Обидві карти здатні доводити частоту відтворення до 44.1 KHz, динамічно фільтрувати звуковий потік. Подібно до SB-pro та SB-16, PAS здійснює FM-синтез через мікросхему Yamaha YMF262 (OPL-3)

Підтримувані вхідні пристрої:

External line in.

PC speaker (wow!).

Вихідні пристрої, що підтримуються:

Audio line out (headphones, amplifier),

SCSI (не тільки для CD-ROM, але для tape-streamers,

optical drives, etc),

General MIDI (відповідні варіанти MIDI Mate),

Незважаючи на те, що Media Vision стверджує, що її вироби повністю сумісні зі стандартом SB, проте це не зовсім так і багато людей отримували неприємні несподіванки від цієї картки, коли намагалися використовувати її як SB. Однак це деяким чином компенсується чудовим стерео-звучанням і дуже низьким рівнем шумів.

The Gravis UltraSound

The Advanced Gravis"

Gravis UltraSound (GUS) це безперечний лідер у галузі WS-синтезу. Стандартний GUS має "на борту" 256 або 512 кілобайт пам'яті для зберігання самплів (званих також патчами), за допомогою програвання яких GUS і генерує всі звукові ефекти та музику. GUS може працювати на частоті самплювання до 44.1 KHz і може здійснювати 16-бітове стерео-звучання. Із записом трохи складніше - спочатку стандартні моделі GUS здійснювали тільки 8-бітовий запис звуку, але нові моделі (GUS MAX) здатні здійснювати і 16-бітовий запис. В цілому звук, відтворений GUS"єм є більш реалістичним (через використання WS-синтезу, замість FM), ну і зрозуміло GUS забезпечує чудову підтримку General MIDI через те, що йому немає необхідності "конструювати" всю різноманітність звуків з набору синусоподібних хвиль - у його розпорядженні знаходиться спеціальна бібліотека розміром близько 6M, інструменти з якої він може завантажувати в процесі відтворення.

Підтримувані вхідні пристрої:

Audio Line In.

Вихідні пристрої, що підтримуються:

Audio Line Out,

Amplified Audio Out,

Speed compensating joystick (up to 50 Mhz),

General MIDI (потрібні MIDI адаптери),

SCSI CD-ROM.

GUS не є SB-сумісною карткою і не підтримує стандарт SB або Adlib. Деяка сумісність, проте може бути досягнута шляхом програмної емуляції за допомогою спеціальних драйверів SBOS (Sound Board Operating System), що поставляються разом з GUS"ем. Однак на практиці, задовільна робота SBOS явище швидше випадкове, ніж закономірне. Крім того SBOS значно уповільнює роботу процесора , що робить практично непридатним GUS для роботи multimedia програми, написаних виключно для SB. Все ж таки виняткові звукові якості GUS"я змусили виробників програмного забезпечення включати драйвери для цієї карти у свої вироби. І хоча підтримка стандарту GUS ще не стала такою ж звичайною справою, як і підтримка стандарту SB, але не викликає жодного сумніву, що другою за значимістю після SB є карта GUS.

Проблеми просування GUS на сучасний ігровий ринок утруднено тим, що в даний час 45% ігор пишеться на Miles Design AIL 2.0 – 3.15, 50% на HMI SOS 3.0 – 4.0, решта 5% на самопальних звукових бібліотеках. Як слід підтримувати GUS навчилася тільки AIL 3.15 і тільки майже. До цього (AIL 3.0-, HMI 4.0-) перед завантаженням гри запускалася LOADPATS.EXE або щось подібне (MEGAEM...), яка вантажить усі (!!!) тембри, які використовує дана гра (а всього в стандартній 512 -і кілобайтної пам'яті GUS'я поміщається 30-50 тембрів), в AIL 3.15 трохи гуманніше - тембри вантажаться при необхідності (майже) але не вивантажуються (!!), таким чином ситуація зводиться до попередньої. Я вже мовчу, що оригінальні тембри використовують рідкі одиниці фірм виробників і дуже добре розумію інших - заради одного GUS"а купувати тембри і "перетягувати" музику немає сенсу. Не кажучи вже про проблеми виробників зі створенням музики під стандартні тембри та вигадування, як би їх запхати в 512/256K.

The Roland LAPC-1 та SCC-1

The Roland LAPC-1 це напівпрофесійна звукова карта, що базується на Roland MT-32Module. LAPC тотожний MIDI-інтерфейсу на PC-картах. Він містить 128 інструментів. LAPC-1 використовує комбінований спосіб побудови звучання ноти: кожна нота складається з 4 "partials", кожен з яких може бути сампломом або простою звуковою хвилею. Загальна кількість partials"ів обмежена 32"я, отже одночасно може грати всього 8 інструментів,також присутній 9-ий канал для перкусії. Крім 128 інструментів LAOC-1 містить 30 перкусійних звуків і 33 звукових ефекту. The SCC-1 це розвиток LAPC-1. Подібно до LAPC-1 він містить MPU-MIDI інтерфейс, але в свою чергу є повноцінним WS-синтез картою. Він містить 317 самплів (патчів), зашитих у внутрішню пам'ять ROM. Патч може складатися з 24 partials"ів, але більшість патчів складаються з одного partials"a. Одночасно може бути програно 15 інструментів та одна перкусія. Хоча можливість зміни внутрішніх самплів відсутня, це певною мірою компенсується наявністю двох звукових ефектів: hall і echo. Одним із найсерйозніших недоліків карток сімейства Roland є те, що жодна з них не оснащена DAC/ADC, і не містить контролера CD-ROM, що унеможливлює її застосування в системах multimedia, що задовольняють стандарту MPC.

Якість звучання LAPC-1 дуже висока. Деякі патчі (подібно до піаніно або сопілки) перевершують за якістю аналогічні інструменти GUS"я. Якість відтворюваних звукових ефектів також дуже висока. Якість звуку SCC-1 можна визнати просто видатним. Що змушує визнати карти Roland одними з кращих для створення професійної інструментальної музики, проте вони повністю непридатні для експлуатації їх у системах multimedia, крім того, карти Roland не мають сумісності з жодним сучасним звуковим стандартом.

Інші карти

Adlib та SB сумісна карта з SCSI та MIDI-інтерфейсом.

Базується на мікросхемі Yamaha OPL-3 FM. 20 каналів.

Покращена якість звуку в порівнянні з оригінальним Adlib.

12-бітовий самплінг і гра на частоті до 44.1 KHz.

Подібно Adlib Gold 1000, але здійснює 16-бітовий самплінг.

Базується на мікросхемі Yamaha YMF3812 FM. 11 каналів.

8-ми бітове монозвучання на частоті до 22 KHz. Сумісна зі стандартом SB. Містить MIDI-інтерфейс.

Adlib та SB сумісна карта, що базується на мікросхемі Yamaha YM3812FM. 11 каналів. 8-ми бітове стерео звучання на частоті до 44.1 KHz. Містить MIDI-інтерфейс.

Turtle Beach MultiSound

Базується на мікросхемі Motorola 56001 DSP. Містить 384 16-ти бітових самплів. 15 каналів. Спецефекти. Стерео звучання на частоті до 44.1 KHz. Не сумісна з жодним іншим стандартом.

AudioBahn 16 від Genoa Systems

Базується на мікросхемі Arial from Sierra semiconductor.

Adlib та SB сумісна карта c SCSI та MIDI-інтерфейсом. Зміст жив 1M самплів в ROM. 32 канали. 16-ти бітове стерео звучання на частоті до 44.1 KHz.

ТХХ ЗВУКОВИХ ПЛАТ: ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

Перед тим як перейти до наступного розділу, який стосується практичних питань придбання звукової плати, необхідно обумовити ряд термінів:

Частотна характеристика (FrequencyResponse)

Показує, наскільки добре звукова система відтворює звук у всьому частотному діапазоні. Ідеальний пристрій повинен однаково передавати всі частоти від 20 Гц до 20000 Гц. І хоча на практиці на частотах вище 18000 і нижче 100 може спостерігатися зниження характеристики на величину -2дБ через наявність фільтра високих/низьких частот, проте вважається, що відхилення нижче -3дБ неприпустимо.

Відношення сигнал/шум (S/N Ratio)

Являє собою відношення значень (в дБ) неспотвореного максимального сигналу плати до рівня шумів електроніки, що виникають власних електричних схемах плати. Так як людина сприймає шум на різних частотах по-різному, була розроблена стандартна сітка А-зважування, яка враховує дратівливий рівень шуму. Це число зазвичай і мається на увазі, коли говорять про S/N Ratio. Чим це співвідношення вище, тим звукова система якісніша. Зниження цього параметра до 75 дБ є неприпустимим.

Шумиквантування

Залишкові шуми, характерні для цифрових пристроїв, які виникають через неідеальне перетворення сигналу з аналогової в цифрову форму. Цей шум може бути виміряний тільки в присутності сигналу і показується як рівень (дБ) щодо максимально допустимого вихідного сигналу. Чим менший цей рівень, тим якість звуку вища.

Сумарні нелінійні спотворення (total harmonic distortion + noise) Відбиває вплив спотворень, що вносяться апаратурою посилення звуку і шумів, що генеруються платою. Він вимірюється у відсотках рівня неспотвореного вихідного сигналу. Пристрій із рівнем перешкод понад 0.1% не може вважатися якісним.

Поділ каналів

Просто число, яке показує, наскільки лівий і правий канали залишаються взаємно незалежними. В ідеалі поділ каналів має бути повним (абсолютний стереоефект), проте на практиці спостерігається проникнення сигналів з одного каналу до іншого. На якісному stereo-device поділ каналів не повинен бути меншим за 50 дБ.

Динамічний діапазон

Виражена в дБ різниця між max та min сигналом, яка плата може пропустити. Зазвичай динамічний діапазон вимірюється частотою 1Khz. В ідеальній цифровій аудіосистемі динамічний діапазон має бути близьким до 98дБ.

Інтермодуляційні спотворення

Потенційне посилення

Максимальний коефіцієнт посилення, що забезпечується підсилювачем звукової плати. Бажано мати високе потенційне посилення при низькій вхідній напрузі. Низьким вважається напруга 0.2В, яке відповідає типовому вихідному сигналу побутового магнітофона.

ЯКУ ПЛАТУ ВИБРАТИ?

Як можна було побачити вище в даний момент на ринок викинуто просто безліч звукових систем для персональних комп'ютерів. Отже вибір звукової плати ставати справою нелегкою, адже кожна з них має свої переваги та недоліки, і не існує абсолютних фаворитів, як і абсолютних аутсайдерів. І все ж таки візьмемо на себе сміливість, на закінчення, дати кілька порад тим, хто зібрався оснастити свій комп'ютер сучасною звуковою системою.

1. У будь-якому випадку слід зупинити свій вибір на 16-й бітовій звуковій платі, яка підтримує частоту дискретизації не менше 44Khz. Це дасть вам потенційну можливість слухати звук із якістю CD-диска.

2. Якщо ви збираєтеся оснастити свій комп'ютер накопичувачем CD-ROM, то бажано щоб обрана вами звукова карта вже несла на собі контролер CD-ROM, обраної вами конструкції.

3. Ну і нарешті слід визначитися для яких цілей вам необхідна звукова система, наскільки високі вимоги випред'являєте до звукової карті і якою сумою грошей ви можете пожертвувати. Все це змушує розбити все безліч звукових плат на кілька класів. Усередині кожного класу звукові системи мають приблизно однаковою якістю, що значно полегшує вибір.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. P.Norton "Programmer"s guide to the IBM PC"- Microsoft Press 1985

2. Тлумачний словник по обчислювальним системам / за редакцією В. Іллінгуорта та ін - М, Машинобудування, 1989

3. PC Magazine/Russian edition, 07.95 - SK Press, Moscow

4. Sound Card review by Jerry van Waardenberg-comp.sys.ibm.pc.soundcard

Звукова системаперсонального комп'ютера служить для відтворення звукових ефектів і мови, що супроводжує відеоінформацію, і включає:

модуль запису/відтворення;
синтезатор;
модуль інтерфейсів;
мікшер;
акустичну систему.

Компоненти звукової системи (за винятком акустичної системи) конструктивно оформляються у вигляді окремої звукової плати або частково реалізуються у вигляді мікросхем на материнській платі комп'ютера.

Як правило, сигнали на вході та виході модуля запису/відтворення мають аналогову форму, але обробка звукових сигналів відбувається у цифровій формі. Тому основні функції модуля запису/відтворення зводяться до аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворень.

Для цього вхідний аналоговий сигнал піддається імпульсно-кодової модуляції (ІКМ), суть якої полягає в дискретизації часу та поданні (вимірюванні) амплітуд аналогового сигналу в дискретні моменти часу у вигляді двійкових чисел. Необхідно так вибрати частоту дискретизації та розрядність двійкових чисел, щоб точність аналого-цифрового перетворення відповідала вимогам до якості відтворення звуку.

Згідно з теоремою Котельникова, якщо крок дискретизації за часом, що відокремлює сусідні відліки (виміряні амплітуди), не перевищує половини періоду коливань вищої складової в частотному спектрі сигналу, що перетворюється, то дискретизація часу не вносить спотворень і не призводить до втрат інформації. Якщо для високоякісного звучання достатньо, щоб відтворювався спектр шириною 20 кГц, то частота дискретизації повинна бути не нижче 40 кГц. У звукових системах персональних комп'ютерів (ПК) зазвичай приймають частоту дискретизації, що дорівнює 44,1 або 48 кГц.

Обмежена розрядність двійкових чисел, що становлять амплітуди сигналів, зумовлює дискретизацію величин сигналу. У звукових картах у більшості випадків застосовують 16-розрядні двійкові числа, що відповідає 216 рівня квантування або 96 дБ. Іноді використовують 20 або навіть 24-розрядне аналого-цифрове перетворення.

Очевидно, що підвищення якості звучання шляхом збільшення частоти f дискретизації та числа k рівнів квантування призводить до істотного зростання обсягу S цифрових даних, що виходять, так як

S = f t log2k/8,

де t - тривалість звукового фрагмента, S, f і t - вимірюються в Мбайтах, МГц та секундах відповідно. При стереофонічному звучанні обсяг даних збільшується вдвічі. Так, при частоті 44,1 кГц та 216 рівнів квантування кількість інформації для представлення звукового стереофонічного фрагмента тривалістю 1 хв становить близько 10,6 Мбайт. Для зниження вимог як до ємності пам'яті зберігання звукової інформації, так і до пропускної здатності каналів передачі даних використовують стиснення (компресію) інформації.

Модуль інтерфейсів використовується для передачі оцифрованої звукової інформації до інших пристроїв ПК (пам'яті, акустичної системи) за допомогою шин комп'ютера. Пропускної здатності шини ISA зазвичай недостатньо, тому використовують інші шини — PCI, спеціальний інтерфейс музичних інструментів MIDI або деякі інші інтерфейси.

За допомогою мікшера можна змішувати звукові сигнали, створюючи поліфонічне звучання, накладати музичний супровід на мовлення, що супроводжує мультимедійні фрагменти тощо.

Синтезатор призначений для створення звукових сигналів, найчастіше для імітації звучання різних музичних інструментів. Для синтезу використовують частотну модуляцію, таблиці хвиль, математичне моделювання. Вихідні дані для синтезаторів (коди нот і типів інструментів) зазвичай представляють форматі MIDI (розширення MID в імені файлів). Так, при застосуванні методу частотної модуляції керують частотою та амплітудою сумованих сигналів від основного генератора та генератора обертонів. Відповідно до методу таблиці хвиль результуючий сигнал одержують, комбінуючи оцифровані зразки звуків, отриманих від реальних музичних інструментів. У методі математичного моделювання замість експериментально одержаних зразків використовують математичні моделі звуків.

знати:

Звукова система ПК. Склад звукової системи ПК. Принцип роботи та технічні характеристики звукових плат. Напрями вдосконалення звукової системи. Принцип обробки звукової інформації. Специфікація звукових систем.
Методичні вказівки
Звукова система ПК- Комплекс програмно-апаратних засобів, що виконують такі функції:

запис звукових сигналів, що надходять від зовнішніх джерел, наприклад, мікрофона або магнітофона, шляхом перетворення вхідних аналогових звукових сигналів у цифрові та подальшого збереження на жорсткому диску;
відтворення записаних звукових даних за допомогою зовнішньої акустичної системи або головних телефонів (навушників);
відтворення звукових компакт-дисків;
мікшування (змішування) під час запису або відтворення сигналів від кількох джерел;
одночасний запис та відтворення звукових сигналів (режим Full Duplex);
обробка звукових сигналів: редагування, поєднання або поділ фрагментів сигналу, фільтрація, зміна його рівня;
обробка звукового сигналу відповідно до алгоритмів об'ємного (тривимірного - 3D-Sound) звучання;
генерування за допомогою синтезатора звучання музичних інструментів, а також людської мови та інших звуків;
керування роботою зовнішніх електронних музичних інструментів через спеціальний інтерфейс MIDI.

Звукова система ПК конструктивно є звуковими картами, або встановлюються в слот материнської плати, або інтегровані на материнську плату або карту розширення іншої підсистеми ПК. Окремі функціональні модулі звукової системи можуть виконуватися у вигляді дочірніх плат, які встановлюються у відповідні роз'єми звукової карти.

Малюнок 10 - Структура звукової системи ПК
Класична звукова система, як показано на рис. 5.1 містить:

модуль запису та відтворення звуку;
модуль синтезатора;
модуль інтерфейсів;
модуль мікшера;
акустичну систему.

Перші чотири модулі, як правило, встановлюються на звуковій карті. Існують звукові карти без модуля синтезатора або модуля запису/відтворення цифрового звуку. Кожен із модулів може бути виконаний або у вигляді окремої мікросхеми, або входити до складу багатофункціональної мікросхеми. Таким чином, Chipset звукова система може містити як кілька, так і одну мікросхему.

Конструктивні виконання звукової системи ПК зазнають суттєвих змін; зустрічаються материнські плати із встановленим на них Chipset для обробки звуку.

Однак призначення та функції модулів сучасної звукової системи (незалежно від її конструктивного виконання) не змінюються. При розгляді функціональних модулів звукової карти прийнято користуватися термінами "звукова система ПК" або "звукова карта"
Запитання для самоконтролю:

Звукова система ПК;
склад звукової системи ПК;
Принцип роботи та технічні характеристики звукових плат;
Напрями вдосконалення звукової системи;
принцип обробки звукової інформації;
Специфікація звукових систем.

Тема 6.2 Модуль інтерфейсів обробки звукової інформації
Студент повинен:
мати уявлення:

про звукову систему ПК

знати:

склад звукової підсистеми ПК;
принцип роботи модуля запису та відтворення;
принцип роботи модуля синтезатора;
принцип роботи модуля інтерфейсів;
принцип роботи модуля мікшеру;
організацію роботи акустичної системи

Склад звукової системи ПК. Модуль запису та відтворення. Модулі синтезатора. Модуль інтерфейсів. Модуль мікшеру. Принцип роботи та технічні характеристики акустичних систем. Програмне забезпечення. Формати звукових файлів. Засоби розпізнавання мови.
Методичні вказівки
Модуль запису та відтворення звукової системиздійснює аналого-цифрове та цифроаналогове перетворення в режимі програмної передачі звукових даних або передачі їх каналами DMA (Direct Memory Access - канал прямого доступу до пам'яті).

Запис звуку - це збереження інформації про коливання звукового тиску під час запису. В даний час для запису та передачі інформації про звук використовуються аналогові та цифрові сигнали. Іншими словами, звуковий сигнал може бути представлений в аналоговій чи цифровій формі.

На вхід звукової карти ПК здебільшого звуковий сигнал подається в аналоговій формі. У зв'язку з тим, що ПК оперує тільки цифровими сигналами, аналоговий сигнал повинен бути перетворений на цифровий. Разом з тим, акустична система, встановлена на виході звукової карти ПК, сприймає тільки аналогові електричні сигнали, тому після обробки сигналу за допомогою ПК необхідно зворотне перетворення цифрового сигналу в аналоговий.

Аналого-цифрове перетворення є перетворення аналогового сигналу в цифровий і складається з наступних основних етапів: дискретизації, квантування і кодування.

^ Попередньо аналоговий звуковий сигнал надходить на аналоговий фільтр, який обмежує смугу частот сигналу.

Дискретизація сигналу полягає у вибірці відліків аналогового сигналу із заданою періодичністю та визначається частотою дискретизації. Причому частота дискретизації повинна бути не меншою за подвійну частоту найвищої гармоніки (частотної складової) вихідного звукового сигналу.

Квантування по амплітуді є вимірювання миттєвих значень амплітуди дискретного за часом сигналу і перетворення його в дискретний за часом і амплітуди. На малюнку 11 показаний процес квантування за рівнем аналогового сигналу, причому миттєві значення амплітуди кодуються 3-розрядними числами.

^ Рисунок 11 - Схема аналого-цифрового перетворення звукового сигналу
Кодування полягає в перетворенні на цифровий код квантованого сигналу. У цьому точність виміру при квантуванні залежить від кількості розрядів кодового слова.

^ Рисунок 12 - Дискретизація за часом та квантування за рівнем аналогового сигналу квантування амплітуди відліку.
Аналого-цифрове перетворення здійснюється спеціальним електронним пристроєм - аналого-цифровим перетворювачем (АЦП), у якому дискретні відліки сигналу перетворюються на послідовність чисел. Отриманий потік цифрових даних, тобто. сигнал, що включає як корисні, так і небажані високочастотні перешкоди, для фільтрації яких отримані цифрові дані пропускаються через цифровий фільтр.

Цифроаналогове перетворення в загальному випадку відбувається в два етапи, як показано на малюнку 12. На першому етапі потоку цифрових даних за допомогою цифроаналогового перетворювача (ЦАП) виділяють відліки сигналу, що йдуть з частотою дискретизації. На другому етапі дискретних відліків шляхом згладжування (інтерполяції) формується безперервний аналоговий сигнал за допомогою фільтра низької частоти, який пригнічує періодичні складові спектра дискретного сигналу.

Для зменшення обсягу цифрових даних, необхідних для подання звукового сигналу із заданою якістю, використовують компресію (стиснення), що полягає у зменшенні кількості відліків та рівнів квантування або числа біт, що припадають на один відлік.

^ Рисунок 13 – Схема цифроаналогового перетворення
Подібні методи кодування звукових даних з використанням спеціальних пристроїв, що кодують, дозволяють скоротити обсяг потоку інформації майже до 20% початкового. Вибір методу кодування під час запису аудіоінформації залежить від набору програм стиснення - кодеків (кодування-декодування), що поставляються разом із програмним забезпеченням звукової карти або входять до складу операційної системи.

Виконуючи функції аналого-цифрового та цифроаналогового перетворень сигналу, модуль запису та відтворення цифрового звуку містить АЦП, ЦАП та блок управління, які зазвичай інтегровані в одну мікросхему, також звану кодеком. Основними характеристиками цього модуля є: частота дискретизації; тип та розрядність АЦП та ЦАП; спосіб кодування аудіоданих; можливість роботи у режимі Full Duplex.

Частота дискретизації визначає максимальну частоту сигналу, що записується або відтворюється. Для запису та відтворення людської мови достатньо 6 - 8 кГц; музики з невисокою якістю – 20 – 25 кГц; для забезпечення високоякісного звучання (аудіокомпакт-диска) частота дискретизації повинна бути не менше ніж 44 кГц. Практично всі звукові карти підтримують запис і відтворення звукового стереофонічного сигналу з частотою дискретизації 44,1 або 48 кГц.

^ Розрядність АЦП і ЦАП визначає розрядність уявлення цифрового сигналу (8, 16 чи 18 біт).

Full Duplex (повний дуплекс) - режим передачі даних каналом, відповідно до якого звукова система може одночасно приймати (записувати) і передавати (відтворювати) аудіодані. Однак, не всі звукові карти підтримують цей режим у повному обсязі, оскільки не забезпечують високу якість звуку при інтенсивному обміні даними. Такі карти можна використовувати для голосових даних в Internet, наприклад, при проведенні телеконференцій, коли висока якість звуку не потрібна.

Модуль синтезатора

Електромузичний цифровий синтезатор звукової системи дозволяє генерувати практично будь-які звуки, у тому числі звучання реальних музичних інструментів. Принцип дії синтезатора ілюструє малюнок 14.

Синтезування є процес відтворення структури музичного тону (ноти). Звуковий сигнал будь-якого музичного інструменту має кілька часових фаз. На малюнку 15 а показані фази звукового сигналу, що виникає при натисканні клавіші рояля. Для кожного музичного інструменту вигляд сигналу буде своєрідним, але в ньому можна виділити три фази: атаку, підтримку та згасання. Сукупність цих фаз називається амплітудною огинаючою, форма якої залежить від типу музичного інструменту. Тривалість атаки для різних музичних інструментів змінюється від одиниць до кількох десятків або навіть сотень мілісекунд. У фазі, яка називається підтримкою, амплітуда сигналу майже не змінюється, а висота музичного тону формується під час підтримки. Остання фаза, загасання, відповідає ділянка досить швидкого зменшення амплітуди сигналу.

У сучасних синтезаторах звук створюється в такий спосіб. Цифровий пристрій, що використовує один із методів синтезу, генерує так званий сигнал збудження із заданою висотою звуку (ноту), який повинен мати спектральні характеристики, максимально близькі до характеристик музичного інструменту, що імітується у фазі підтримки, як показано на малюнку 15, б. Далі сигнал збудження подається на фільтр, що імітує амплітудно-частотну характеристику реального музичного інструменту. На інший вхід фільтра подається сигнал амплітудної огинаючої того ж інструменту. Далі сукупність сигналів обробляється для одержання спеціальних звукових ефектів, наприклад, луна (реверберація), хорового виконання (хо-рус). Далі проводяться цифроаналогове перетворення та фільтрація сигналу за допомогою фільтра низьких частот (ФНЧ).

Рисунок 15 – Принцип дії сучасного синтезатора: а – фази звукового сигналу; 6 - схема синтезатора
Основні характеристики модуля синтезатора:

метод синтезу звуку;
обсяг пам'яті;
можливість апаратної обробки сигналу до створення звукових ефектів;
поліфонія - максимальна кількість одночасно відтворюваних елементів звуків.

Метод синтезу звуку, що використовується в звуковій системі ПК, визначає як якість звуку, а й склад системи. На практиці на звукових картах встановлюються синтезатори, що генерують звук із використанням наступних методів.

Метод синтезу на основі частотної модуляції (Frequency Modulation Synthesis – FM-синтез) передбачає використання для генерації голосу музичного інструменту як мінімум двох генераторів сигналів складної форми. Генератор несучої частоти формує сигнал основного тону, частотно-модульований сигналом додаткових гармонік, обертонів, що визначають тембр звучання конкретного інструменту. Генератор огинаючої керує амплітудою результуючого сигналу. FM-генератор забезпечує прийнятну якість звуку, відрізняється невисокою вартістю, але не реалізує звукових ефектів. У зв'язку з цим звукові карти, які використовують цей метод, не рекомендуються відповідно до стандарту PC99.

Синтез звуку на основі таблиці хвиль (Wave Table Synthesis - WT-синтез) виробляється шляхом використання попередньо оцифрованих зразків звучання реальних музичних інструментів та інших звуків, що зберігаються у спеціальній ROM, виконаній у вигляді мікросхеми пам'яті або інтегрованої в мікросхему WT-генератора. WT-синтезатор забезпечує генерацію звуку із високою якістю. Цей метод синтезу реалізовано у сучасних звукових картах.

^ Об'єм пам'яті на звукових картах із WT-синтезатором може збільшуватися за рахунок встановлення додаткових елементів пам'яті (ROM) для зберігання банків з інструментами.

Звукові ефекти формуються за допомогою спеціального ефекту процесора, який може бути або самостійним елементом (мікросхемою), або інтегруватися до складу WT-синтезатора. Для переважної більшості карток з WT-синтезом ефекти реверберації та хорусу стали стандартними. Синтез звуку на основі фізичного моделювання передбачає використання математичних моделей звукоутворення реальних музичних інструментів для генерації в цифровому вигляді та подальшого перетворення в звуковий сигнал за допомогою ЦАП. Звукові карти, що використовують метод фізичного моделювання, поки не набули широкого поширення, оскільки для їх роботи потрібен потужний ПК.

Модуль інтерфейсівзабезпечує обмін даними між звуковою системою та іншими зовнішніми та внутрішніми пристроями.

Інтерфейс PCI забезпечує широку смугу пропускання (наприклад, версія 2.1 – понад 260 Мбіт/с), що дозволяє передавати потоки звукових даних паралельно. Використання шини PCI дозволяє підвищити якість звуку, забезпечивши відношення сигнал/шум понад 90 дБ. Крім того, шина PCI забезпечує можливість кооперативної обробки звукових даних, коли завдання обробки та передачі даних розподіляються між звуковою системою та CPU.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровий інтерфейс музичних інструментів) регламентується спеціальним стандартом, що містить специфікації на апаратний інтерфейс: типи каналів, кабелі, порти, за допомогою яких MIDI-пристрої підключаються один до одного, а також порядок обміну даними - протоколу обміну інформацією між MIDI-пристроями. Зокрема, за допомогою MIDI-команд можна керувати світлотехнічною апаратурою, відеообладнанням у процесі виступу музичного гурту на сцені. Пристрої з MIDI-інтерфейсом з'єднуються послідовно, утворюючи своєрідну MIDI-мережу, яка включає контролер - керуючий пристрій, як якого може бути використаний як ПК, так і музичний клавішний синтезатор, а також ведені пристрої (приймачі), що передають інформацію в контролер за його запит. Сумарна довжина MIDI-ланцюжка не обмежена, але максимальна довжина кабелю між двома MIDI-пристроями не повинна перевищувати 15 метрів.

Підключення ПК до MIDI-мережі здійснюється за допомогою спеціального MIDI-адаптера, який має три MIDI-порти: введення, виведення та наскрізної передачі даних, а також два роз'єми для підключення джойстиків.

^ До складу звукової карти входить інтерфейс для підключення приводів CD-ROM

Модуль мікшера

Модуль мікшера звукової карти виконує:

комутацію (підключення/відключення) джерел та приймачів звукових сигналів, а також регулювання їх рівня;
мікшування (змішування) кількох звукових сигналів та регулювання рівня результуючого сигналу.

До основних характеристик модуля мікшера ставляться:

число сигналів, що мікшуються на каналі відтворення;
регулювання рівня сигналу в кожному каналі, що мікшується;
регулювання рівня сумарного сигналу;
вихідна потужність підсилювача;
наявність роз'ємів для підключення зовнішніх та внутрішніх
приймачів/джерел звукових сигналів.

Джерела та приймачі звукового сигналу з'єднуються з модулем мікшера через зовнішні або внутрішні роз'єми. Зовнішні роз'єми звукової системи зазвичай знаходяться на задній панелі корпусу системного блоку: Joystick/MIDI – для підключення джойстика або MIDI-адаптера; MicIn – для підключення мікрофона; LineIn – лінійний вхід для підключення будь-яких джерел звукових сигналів; LineOut – лінійний вихід для підключення будь-яких приймачів звукових сигналів; Speaker – для підключення головних телефонів (навушників) або пасивної акустичної системи.

Програмне керування мікшером здійснюється або засобами Windows, або за допомогою програми-мікшера, що постачається в комплекті із програмним забезпеченням звукової карти.

Сумісність звукової системи з одним із стандартів звукових карт означає, що звукова система забезпечуватиме якісне відтворення звукових сигналів. Проблеми сумісності є особливо важливими для DOS-додатків. Кожне містить перелік звукових карт, працювати з якими DOS-додаток орієнтовано.

Стандарт Sound Blaster підтримує програми у вигляді ігор для DOS, в яких звуковий супровід запрограмований з орієнтацією на звукові карти сімейства Sound Blaster.

^ Стандарт Windows Sound System (WSS) фірми Microsoft включає звукову карту та пакет програм, орієнтований в основному на бізнес-додатки.

Акустична система (АС)безпосередньо перетворює звуковий електричний сигнал в акустичні коливання і є останньою ланкою звуковідтворювального тракту. До складу АС, як правило, входять кілька звукових стовпчиків, кожна з яких може мати один або кілька динаміків. Кількість колонок в АС залежить від числа компонентів, що становлять звуковий сигнал та утворюють окремі звукові канали.

Як правило, принцип дії та внутрішній пристрій звукових колонок побутового призначення та використовуваних у технічних засобах інформатизації у складі акустичної системи PC практично не різняться.

В основному АС для ПК складається із двох звукових колонок, які забезпечують відтворення стереофонічного сигналу. Зазвичай, кожна колонка в АС для ПК має один динамік, однак у дорогих моделях використовуються два: для високих і низьких частот. При цьому сучасні моделі акустичних систем дозволяють відтворювати звук практично у всьому частотному діапазоні, що чується, завдяки застосуванню спеціальної конструкції корпусу колонок або гучномовців.

Для відтворення низьких і наднизьких частот з високою якістю в АС, крім двох колонок, використовується третій звуковий агрегат - сабвуфер (Subwoofer), що встановлюється під робочим столом. Така трикомпонентна АС для ПК складається з двох так званих сателітних колонок, що відтворюють середні та високі частоти (приблизно від 150 Гц до 20 кГц), та сабвуфера, що відтворює частоти нижче 150 Гц.

Відмінна риса АС для ПК - можливість наявності власного вбудованого підсилювача потужності. АС із вбудованим підсилювачем називається активною. Пасивна АС підсилювача немає.

Головна перевага активної АС полягає у можливості підключення до лінійного виходу звукової карти. Живлення активної АС здійснюється або від батарей (акумуляторів) або від електричної мережі через спеціальний адаптер, виконаний у вигляді окремого зовнішнього блоку або модуля живлення, що встановлюється в корпус однієї з колонок.

Вихідна потужність акустичних систем для ПК може змінюватися в широкому діапазоні та залежить від технічних характеристик підсилювача та динаміків. Якщо система призначена для озвучування комп'ютерних ігор, достатньо потужності 15-20 Вт на колонку для приміщення середніх розмірів. При необхідності забезпечення гарної чутності під час лекції або презентації у великій аудиторії можна використовувати одну АС, що має потужність до 30 Вт на канал. Зі збільшенням потужності АС збільшуються її габаритні розміри та підвищується вартість.

^ Основні характеристики АС: смуга частот, що відтворюються, чутливість, коефіцієнт гармонік, потужність.

Смуга відтворюваних частот (FrequencyResponse) - це амплітудно-частотна залежність звукового тиску, або залежність звукового тиску (сили звуку) від частоти змінної напруги, що підводиться до котушки динаміка. Смуга частот, сприйманих вухом людини, перебуває у діапазоні від 20 до 20 000 Гц. Колонки, зазвичай, мають діапазон, обмежений області низьких частот 40 - 60 Гц. Вирішити проблему відтворення низьких частот дозволяє використання сабвуфера.

Чутливість звукової колонки (Sensitivity) характеризується звуковим тиском, який вона створює з відривом 1 м під час подачі її вхід електричного сигналу потужністю 1 Вт. Відповідно до вимог стандартів чутливість визначається як середній звуковий тиск у певній смузі частот.

Що значення цієї характеристики, то краще АС передає динамічний діапазон музичної програми. Різниця між "тихими" і "найгучнішими" звуками сучасних фонограм 90 - 95 дБ і більше. АС з високою чутливістю досить добре відтворюють як тихі, і гучні звуки.

Коефіцієнт гармонік (Total Harmonic Distortion – THD) оцінює нелінійні спотворення, пов'язані з появою у вихідному сигналі нових спектральних складових. Коефіцієнт гармонік нормується у кількох діапазонах частот. Наприклад, для високоякісних АС класу Hi-Fi цей коефіцієнт не повинен перевищувати: 1,5% у діапазоні частот 250 – 1000 Гц; 1,5 % у діапазоні частот 1000 – 2000 Гц та 1,0 % у діапазоні частот 2000 – 6300 Гц. Чим менше значення коефіцієнта гармонік, тим якісніше АС.

Електрична потужність (Power Handling), яку витримує АС є однією з основних характеристик. Однак немає прямого взаємозв'язку між потужністю та якістю відтворення звуку. Максимальний звуковий тиск залежить швидше від чутливості, а потужність АС- в основному визначає її надійність.

Часто на упаковці АС для ПК вказують значення пікової потужності акустичної системи, яка завжди відображає реальну потужність системи, оскільки може перевищувати номінальну вдесятеро. Внаслідок суттєвої різниці фізичних процесів, що відбуваються при випробуваннях АС, значення електричних потужностей можуть відрізнятися у кілька разів. Для порівняння потужності різних АС необхідно знати, яку саме потужність вказує виробник продукції та якими методами випробувань вона визначена.

Деякі моделі колонок компанії Microsoft підключаються не до звукової карти, а до USB-порту. В цьому випадку звук надходить на колонки в цифровому вигляді, а його декодування роблять невеликий Chipset, встановлений у колонках.
Запитання для самоконтролю:

склад звукової підсистеми ПК;
Модуль запису та відтворення;
Модуля синтезатора;
Модуль інтерфейсів;
Модуль мікшеру;
Принцип роботи та технічні характеристики акустичних систем. Програмне забезпечення;
формати звукових файлів;
Засоби розпізнавання мови.

Практична робота 8. Звукова система ПК
Студент повинен:
мати уявлення:

про звукову систему ПК

знати:

принципи опрацювання звукової інформації;
склад звукової підсистеми ПК;
основні характеристики звукових плат

вміти:

підключати та налаштовувати звукові підсистеми ПК;
робити запис звукових файлів.

Розділ 7. Пристрої виведення інформації на друк
Тема 7.1 Принтер
Студент повинен:
мати уявлення:

про пристрої виведення інформації на друк

знати:

принцип роботи пристроїв виведення інформації на друк матричного принтера. Основні вузли та особливості експлуатації, технічні характеристики;
принцип роботи пристроїв виведення інформації на друк струменевого принтера Основні вузли та особливості експлуатації, технічні характеристики;
принцип роботи пристроїв виведення інформації на друк лазерного принтера. Основні вузли та особливості експлуатації, технічні характеристики.

Загальні характеристики пристроїв друкування. Класифікація друкувальних пристроїв. Принтери ударного типу: принцип дії, механічні вузли, особливості роботи, технічні характеристики, правила експлуатації. Основні моделі.

^ Струменеві принтери: принцип дії, механічні вузли, особливості роботи, технічні характеристики, правила експлуатації. Основні моделі.

Лазерні принтери: принцип дії, механічні вузли, особливості роботи, технічні характеристики, правила експлуатації. Основні моделі.
Методичні вказівки
Принтери- пристрої виведення даних з ЕОМ, що перетворюють інформаційні ASCII-коди у відповідні ним графічні символи та фіксують ці символи на папері.

Класифікацію принтерів можна виконати за цілим рядом характеристик:

способу формування символів (знакодрукарські та знак про синтезуючі);
кольоровості (чорно-білі та кольорові);
способу формування рядків (послідовні та паралельні);
способу друку (посимвольні, рядкові та посторінкові)
швидкість друку;
роздільної здатності.

Принтери зазвичай працюють у двох режимах: текстовому та графічному.

При роботі в текстовому режиміПринтер приймає від комп'ютера коди символів, які слід роздрукувати зі знака генератора самого принтера. Багато виробників обладнають свої принтери великою кількістю вбудованих шрифтів. Ці шрифти записані в ROM принтера та зчитуються лише звідти.

Для друку текстової інформації існують режими друку, що забезпечують різну якість:

чорновий друк (Draft);
друкарська якість друку (NLQ – Near Letter Quality);
якість друку, близька до друкарського (LQ – Letter Quality);
високоякісний режим (SQL – Super Letter Quality).

У графічному режиміна принтер направляються коди, що визначають послідовності та місцезнаходження точок зображенні.

За способом нанесення зображення на папір принтери поділяються на принтери ударної дії, струменеві, фотоелектронні та термічні.