ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ

Transcript

1 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΑΝΑΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΛΗΨΗΣ & ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΗΧΟΥ

2 Ήχος Είναι το αίτιο διέγερσης του αισθητηρίου της ακοής, λόγω μεταβολή της πίεσης ή ταχύτητας των σωματιδίων ενός ελαστικού μέσου. Διαδίδεται μόνο μέσα στην ύλη και όχι στο κενό. Το δονούμενο σώμα παραγωγής ήχου ονομάζεται ηχητική πηγή.

3 Διάκριση ήχων Διακρίνονται σε: - απλοί τόνοι (μια συχνότητα) - σύνθετοι ήχοι ή φθόγγοι (πλήθος συχνοτήτων από μουσικά όργανα ή ανθρώπινη φωνή) - θόρυβοι - κρότοι

4 Φυσικά χαρακτηριστικά ήχων - Συχνότητα - Πλάτος (ένταση) Φάσμα ακουστικών συχνοτήτων: 20Hz Hz Υπόηχοι: συχνότητες κάτω από 20Hz Υπέρηχοι: συχνότητες πάνω από 20KHz

5 Διακρότημα Είναι το φαινόμενο που προκαλείται από τη συμβολή δύο ήχων διαφορετικών συχνοτήτων.

6 Παραδείγματα εντάσεων ήχων

7 Μικρόφωνα Είναι ηλεκτροακουστικές συσκευές που μετατρέπουν τα ακουστικά ή ηχητικά κύματα σε ηλεκτρικές μεταβολές.

8 Χαρακτηριστικά μικροφώνων - Ευαισθησία ή απόδοση - Απόκριση συχνοτήτων - Πιστότητα - Πολικό διάγραμμα - Σύνθετη αντίσταση

9 Πολικό διάγραμμα Απεικονίζει τις στάθμες εξόδου του μικροφώνου σε σχέση με τη γωνία ομιλίας. -Καρδιοειδές -Πανκατευθυντικό -Υπερκαρδιοειδές -Οκτοειδές

10 Τύποι μικροφώνων - Άνθρακα - Κρυσταλλικά - Πυκνωτικά - Δυναμικά - Ταινίας - Επαφής - Υπερκατευθυντικά - Στερεοφωνικά

11 Μικρόφωνα άνθρακα Περιέχει κόκκους άνθρακα οι οποίοι συμπιέζονται και αλλάζουν αντίσταση, οπότε μεταβάλλεται και το ρεύμα που περνά από μέσα τους. - Μεγάλη ευαισθησία, σταθερότητα, ανθεκτικότητα - Χαμηλή πιστότητα, θέλουν τροφοδοσία, θόρυβος

12 Κρυσταλλικά μικρόφωνα Περιέχουν πιεζοκρύσταλλο οι οποίοι συμπιέζονται από ένα διάφραγμα και παράγουν ανάλογες ηλεκτρικές τάσεις. - Καλή πιστότητα, χωρίς τροφοδοσία, ομαλή απόκριση - Μικρή αντοχή και ευαισθησία, ακατάλληλα για εξωτερικές συγκεντρώσεις

13 Πυκνωτικά μικρόφωνα Περιέχουν πυκνωτή του οποίου το διηλεκτρικό συμπιέζεται με αποτέλεσμα να μεταβάλλει τη χωρητικότητά του. - Υψηλή πιστότητα, χρήση σε συνέδρια και για μετρήσεις ακουστότητας-ακουστικής - Μικρή ευαισθησία, υψηλό κόστος, τροφοδοσία

14 Δυναμικά μικρόφωνα Περιέχουν πηνίο το οποίο κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο και παράγει σήμα. - Μεγάλη ευαισθησία, πολύ καλή πιστότητα, ιδανικά για μικροφωνικές εγκαταστάσεις

15 Μικρόφωνα ταινίας Περιέχουν ταινία αλουμινίου μέσα σε μαγνητικό πεδίο που πάλλεται από τα ηχητικά κύματα. - Πολύ καλή απόκριση - Δε χρησιμοποιείται σε ανοικτές συγκεντρώσεις Διακρίνονται σε μικρόφωνα πίεσης και ταχύτητας.

16 Μικρόφωνα επαφής Διακρίνονται σε: - χειλόφωνα και - λαρυγγόφωνα. Χρησιμοποιούνται σε μέρη όπου ο θόρυβος είναι υπερβολικά μεγάλος, π.χ. θάλαμος πλοήγησης αεροσκάφους, τάνκ, κτλ.

17 Υπερκατευθυντικά μικρόφωνα Διαθέτουν ειδικούς ανακλαστήρες για περιπτώσεις όπου επιβάλλεται απομόνωση όλων των εξωτερικών ήχων, εκτός από ένα συγκεκριμένο σημείο ή κατεύθυνση.

18 Στερεοφωνικά μικρόφωνα

19 Μικρόφωνο Λαβαλιέρ (ψείρας) Χρησιμοποιείται για συνεντεύξεις ή ειδήσεις σε στούντιο. Είναι εξαιρετικής ποιότητας πυκνωτικό ή δυναμικό και τοποθετείται εκατοστά κάτω από το σαγόνι του ομιλητή.

20 Αναρτημένο μικρόφωνο (boom) Είναι εξαιρετικά κατευθυντικό για μακρινές λήψεις. Χρησιμοποιείται σε τηλεοπτικές παραγωγές όπου η παρουσία ή η σκιά του μικροφώνου απαγορεύονται.

21 Μικρόφωνο ραδιοσυχνότητας (RF) Όταν ο ομιλητής πρέπει να μετακινείται χωρίς να κρατάει μικρόφωνο (π.χ. σε ζωντανές εκπομπές), τότε έχει ένα μικρόφωνο ψείρας ή χειρός με πομπό (ο οποίος συνήθως κρύβεται στην πλάτη του).

22 Τράπεζα μίξης ήχου

23 Τράπεζα μίξης ήχου - Διακλάδωση ηχητικών πηγών - Προενίσχυση - Επεξεργασία ήχου - Μίξη ηχητικών σημάτων - Παρακολούθηση στάθμης ηχητικών σημάτων

24 Παρακολούθηση στάθμης ηχητικών σημάτων (VU meter) Χρησιμεύει στην παρακολούθηση της στάθμης των κορυφών, ώστε να μην ξεπερνούν τη στάθμη των 0db.

25 Ρυθμιστές τόνου - Equalizer Οι ρυθμιστές είναι διατάξεις που ρυθμίζουν τη χροιά (τόνο) των ηχητικών σημάτων: μπάσα/πρίμα. Οι εξισωτές (equalizers) ρυθμίζουν πολλές περιοχές του ακουστικού φάσματος του ήχου.

26 Κύκλωμα ρύθμισης τόνου Οι χαμηλές συχνότητες περνούν από τον πυκνωτή C1 και τη μεταβλητή αντίσταση R1, ενώ οι υψηλές συχνότητες από τον πυκνωτή C2. Επομένως με την R1 μπορούμε να ρυθμίσουμε τη στάθμη των μπάσων.

27 Συστήματα αποθορυβοποίησης (Dolby B, C, S) Είναι δυναμικά φίλτρα που προκαλούν συστολή-διαστολή σε ορισμένες ζώνες συχνοτήτων, με σκοπό τη μείωση θορύβου της ταινίας των φορητών ή επιτραπέζιων μονοφωνικών και στερεοφωνικών κασετοφώνων.

28 Ηχεία Είναι ξύλινες κατασκευές στις οποίες προσαρμόζονται τα μεγάφωνα και τα crossover. Έχουν σκοπό τη μετατροπή των ηλεκτρικών σημάτων σε ηχητικά.

29 Χαρακτηριστικά ηχείων - Είδος ξύλου (αρκετά σκληρό, π.χ. Κόντρα πλακέ θαλάσσης, δρυς) - Εσωτερική ενίσχυση με τραβέρσες και μπράτσα - Πάχος ξύλου (όχι μικρότερο από 2 εκατοστά) - Ηχοαπορροφητικό υλικό (υαλοβάμβακας στο εσωτερικό για να απορροφά τον προς τα πίσω ήχο και να μη δονούνται τα τοιχώματα)

30 Ηχεία ανάκλασης χαμηλών συχνοτήτων (Bass Reflex) Στο ηχείο ανοίγεται μια στρογγυλή τρύπα στην οποία προσαρμόζεται ένας σωλήνας με τέτοιες διαστάσεις, ώστε να μεταφέρει τα ηχητικά κύματα του πίσω μέρους των μεγαφώνων προς τα εμπρός και έτσι να αυξάνεται η απόδοσή του.

31 Μεγάφωνα Είναι ηλεκτρομηχανικές διατάξεις που μετατρέπουν την ηλεκτρική μεταβαλλόμενη ισχύ σε ηχητική. - Μεγάφωνα μόνιμου μαγνήτη - Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα - Μεγάφωνα χοάνης ή κόρνες - Πιεζοηλεκτρικά μεγάφωνα κόρνας

32 Μεγάφωνα μόνιμου μαγνήτη Το πηνίο φωνής είναι προσαρμοσμένο στον κώνο. Ο μαγνήτης περιβάλλει το πηνίο φωνής. Έτσι όταν διαρρέεται από μεταβαλλόμενο ρεύμα, το πεδίο του πηνίου και το πεδίο του μαγνήτη να αλληλεπιδρούν. Γύρω από τον κώνο υπάρχει μια πτυχωτή μεμβράνη (SPANTER).

33 Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα - Αντί για μόνιμο μαγνήτη έχουν ηλεκτρομαγνήτη (πηνίο διέγερσης). - Το πηνίο εξουδετέρωσης καταργεί το βόμβο 50Hz που δημιουργεί το πηνίο διέγερσης. - Σύνθετη αντίσταση από 2,5Ω έως 16Ω.

34 Μεγάφωνα χοάνης (κόρνες) - Έχει υψηλή απόδοση (90%) με ισχύ 20-60W, αλλά χαμηλή πιστότητα (200Hz έως 8KHz) - Χρησιμοποιείται για ομιλίες ανοικτών χώρων και όχι για μουσική σε κλειστούς χώρους.

35 Πιεζοηλεκτρικά μεγάφωνα (tweeter) - Αποδίδουν κυρίως τις υψηλές συχνότητες. - Παρουσιάζουν μεγάλη αντίσταση στις χαμηλές. - Χρησιμοποιούνται σαν tweeter σε ηχεία υψηλής πιστότητας.

36 Σύνδεση ηχείων σε σειρά - Η αντίσταση των ηχείων προστίθεται. - Η Rολ πρέπει να είναι ίση με την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή. - Η ισχύς των ηχείων να είναι ίδια (ή μεγαλύτερη ) από την ισχύ του ενισχυτή.

37 Σύνδεση ηχείων παράλληλα - Η Rολ των ηχείων πρέπει να είναι ίση με την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή. - Η ισχύς του ενισχυτή μοιράζεται στα ηχεία.

38 Μικτή σύνδεση ηχείων

39 Σύνδεση με Μ/Τ γραμμής (Line transformer) - Χρησιμοποιείται σε μικροφωνικές εγκαταστάσεις για ομιλίες ανοικτών χώρων.

40 Κροσσόβερ (Crossover) Είναι ηλεκτρονικά φίλτρα μέσα στα ηχεία που διαχωρίζουν το ακουστικό φάσμα σε ζώνες (χαμηλές-μεσαίες-υψηλές συχνότητες) για να οδηγήσουν τα αντίστοιχα μεγάφωνα.

41 Κροσσόβερ (Crossover) - Tweeter (5KHz και άνω) - Mid Range (600Ηz-5KHz) - Woofer (έως 600Hz) 2 ΔΡΟΜΩΝ 3 ΔΡΟΜΩΝ

42 Ενισχυτές (Amplifiers) - Ενισχύουν το ακουστικό σήμα της πηγής (μικρόφωνο, πικάπ, cd player) ώστε να γίνει ικανό να διεγείρει τα πηνία των μεγαφώνων του ηχείου.

43 Δομικό διάγραμμα ενισχυτή - Προενίσχυση τάσης ακουστικού σήματος - Ρύθμιση έντασης-τόνου-ισοστάθμισης - Τελική ενίσχυση

44 Κέρδος ή απολαβή (Gain) - Κέρδος τάσης (σε db): Gv=20*log (Vo/Vi) - Κέρδος ισχύος (σε db): Gp=10*log (Po/Pi) - Όταν συνδεθούν πολλές ενισχυτικές βαθμίδες σε σειρά, τότε το συνολικό κέρδος είναι ίσο με το άθροισμά τους, δηλαδή Gολ=G1+G2+...+Gn

45 Απόκριση συχνοτήτων (Frequency response) Είναι το διάγραμμα συχνοτήτων που δείχνει ποιες συχνότητες ενισχύονται περισσότερο. Ο ιδανικός ενισχυτής ενισχύει ομοιόμορφα όλες τις συχνότητες και η καμπύλη είναι μια ευθεία γραμμή.

46 Ωφέλιμη ισχύς εξόδου και Βαθμός απόδοσης - Ωφέλιμη ισχύς εξόδου POR είναι η τελική ισχύς που αναπτύσσεται στο φορτίο του ενισχυτή 2 2 Vεν Vp POR = = R 2*R - Βαθμός απόδοσης n ενός ενισχυτή είναι ο λόγος της ωφέλιμης ισχύος εξόδου POR προς τη συνεχή ισχύ τροφοδοσίας του PODC n= POR/PODC *100%

47 Παραμορφώσεις Είναι οι αλλοιώσεις που προκαλεί ο ενισχυτής στα χαρακτηριστικά του σήματος. - Αρμονική παραμόρφωση (ή μη γραμμική παραμόρφωση): οφείλεται στη μη γραμμικότητα των εξαρτημάτων