Urządzenia techniki komputerowej Identyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera

1. Urządzenia techniki komputerowejIdentyfikacja i charakteryzowanie urządzeń zewnętrznych komputera Urządzenia wejścia i wyjścia stosowane w obróbce dźwięku

2. Cel zajęć W toku lekcji nauczysz się: • rodzajów i charakterystyk • zestawów głośnikowych • mikrofonów • zestawów typu headset • sposobie nagrywania dźwięku z różnych źródeł • stosowanego okablowania do łączenia urządzeń audio

3. Agenda • Rodzaj, charakterystyka i standardy w kontekście: • zestawów głośnikowych • mikrofonów • zestawów typu headset • Nagrywanie dźwięku z różnych źródeł • Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio

4. Przypomnienie Karta dźwiękowa (PCI)

5. Agenda • Rodzaj, charakterystyka i standardy w kontekście: • zestawów głośnikowych • mikrofonów • zestawów typu headset • Nagrywanie dźwięku z różnych źródeł • Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio

6. Rodzaj, charakterystyka i standardy Dźwięk- drgania o różnej częstotliwości przesyłane poprzez materię np. gaz, ciecz czy ciało stałe. Impuls pobudza cząsteczki materii a one wpadają w drgania powodując ruch kolejnych cząsteczek, przemieszczając się chwilowo zmieniają ciśnienie akustyczne i tworzą falę dźwiękową. Częstotliwość - ilość drgań na sekundę wyraża się w Hercach [Hz].

7. Rodzaj, charakterystyka i standardy Głośniki dzielimy na dwa rodzaje: • pasywne - pozbawione wewnętrznego wzmacniacza skazują nas na wykorzystanie układu wzmacniającego wbudowanego w kartę dźwiękową • aktywne- z własnym wzmacniaczem korzystające z własnego zasilacza sieciowego

8. Rodzaj, charakterystyka i standardy Podział głośników aktywnych: • jednodrożne- po jednym głośniku na kanał • dwudrożne- po dwa głośniki na kanał • często możemy spotkać zestawy mające dodatkowo trzeci głośnik tzw. subwoofer który służy do odtwarzania najniższych częstotliwości.

9. Rodzaj, charakterystyka i standardy Rodzaje głośników : • piezoelektryczny, • elektrostatyczny, • izodynamiczny, • moc wzmacniająca, • jonowy, • magnetoelektryczny • stożkowy, • kopułkowy, • wstęgowy, • wangera.

10. Rodzaj, charakterystyka i standardy Przekrój głośnika elektromagnetycznego stożkowego:

11. Rodzaj, charakterystyka i standardy Zasada działania głośnika dynamicznego: • prąd doprowadzony do cewki głośnika wytwarza w niej pole elektro-magnetyczne, • pole nakłada się na stałe pole magnesu znajdujące się w szczelinie magnetycznej, • na przewód cewki działa siła, która wprowadza ją wraz z membraną w ruch, co skutkuje zmianami ciśnienia akustycznego i emisją dźwięku.

12. Rodzaj, charakterystyka i standardy Typy głośników magnetoelektrycznych: • głośnik wysokotonowy przenosi sygnały o częstotliwościach 20-30 Hz do 200-300 Hz, • głośnik średniotonowy • częstotliwości od 400-1000 Hz do 5000-8000 Hz • głośnik niskotonowy przenosi sygnały do 1500 Hz. • głośnik średnio-niskotonowy przenosi sygnały do 4000-5000 Hz

13. Rodzaj, charakterystyka i standardy Podstawowe parametry • impedancja- opór jaki stawia głośnik prądowi przemiennemu, • moc- określa wartość mocy elektrycznej, jaką można dostarczyć do zespołu głośnikowego bez jego uszkodzenia • efektywność kolumn głośnikowych- stosunek energii oddanej przez urządzenie w użytecznej formie, do mocy dostarczonej • pasmo przenoszenia - zakres częstotliwości jaką przenoszą głośniki. W przypadku kolumn głośnikowych ważnym jest, aby pasmo obejmowało możliwie dużą część dźwięków słyszalnych

14. Rodzaj, charakterystyka i standardy Charakterystyka częstotliwościowa • bardzo istotny element każdego głośnika czy zestawu głośnikowego, • równowaga zakresu częstotliwości istotnie wpływa za harmonię całości obrazu muzycznego, • każde zachwianie równowagi tonalnej zmienia barwę, czyli brzmienie muzyki i głosu.

15. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon- przetwornik elektroakustyczny przetwarzający energię fali dźwiękowej na energię elektryczną Skuteczność mikrofonu w polu akustycznym swobodnym- stosunek napięcia na nieobciążonym wyjściu mikrofonu do wartości ciśnienia akustycznego przy określonej częstotliwości kierunku padania dźwięku Charakterystyką kierunkową mikrofonu nazywa się wykres przedstawiający stosunek skuteczności dla danego kąta padania dźwięku na mikrofon do maksymalnej skuteczności (przy padaniu pod kątem 0°).

16. Rodzaj, charakterystyka i standardy Podstawowe parametry mikrofonów: • napięcie zasilające, • zasięg mikrofonu, • długość przewodu mikrofonu( przy mikrofonach przewodowych), • moc wzmacniająca, • pobór prądu podsłuchu, • żywotność baterii (przy mikrofonach bezprzewodowych)

17. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon węglowy • wynaleziony w 1878 r. przez Davida Hughesa • zasada działania jest oparta na zmianach rezystancji proszku węglowego ściskanego przez membranę, drgającą pod wpływem zmian ciśnienia akustycznego wytwarzanego przez padającą falę dźwiękową • Wady: duży poziom szumów, ograniczone pasmo przenoszenia, silne zniekształcenia, niewielki zakres dynamiki, niestabilność pracy

18. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon dynamiczny - cewkowy • w polu magnesu stałego porusza się cewka nawinięta cienkim drutem miedzianym, mechanicznie połączona z membraną

19. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon dynamiczny - cewkowy • zalety: • płaska charakterystyka przenoszenia w zakresie od 40Hz do 10kHz, dużą skuteczność, • niski poziom szumów własnych, • odporność na wstrząsy, niewrażliwość na podmuchy wiatru, możliwość podłączenia do długich kabli, brak napięć zasilających • wady: • podatność na przenikanie zakłóceń indukowanych przez zewnętrzne pole elektryczne, • duże wymiary i ciężar (w porównaniu z mikrofonami pojemnościowymi i elektretowymi)

20. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon dynamiczny - wstęgowy • elementem czynnym w tego rodzajach mikrofonie jest cienka (2-5 mm) wstęga aluminiowa o szerokości ok. 0,5 cm długości kilku cm (4-7 cm), poruszająca się w szczelinie między nabiegunnikami magnesu

21. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon dynamiczny - wstęgowy • zalety: • dobra skuteczność, niski poziom szumów własnych, • brak zasilania, • korzystna, prawie niezależna od częstotliwości w całym przenoszonym paśmie charakterystyka kierunkowa • wady: • wrażliwość na wstrząsy i ruchy powietrza, • uwydatnianie tonów o małych częstotliwościach, zwłaszcza przy pracy w niewielkiej odległości od źródła dźwięku (tzw. efekt zbliżeniowy), • konieczność stosowania transformatora

22. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon pojemnościowy • wykorzystuje zmiany pojemności spowodowane drganiami membrany

23. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon pojemnościowy • zalety: • duża skuteczność, płaska charakterystyka przenoszenia w szerokim zakresie częstotliwości, • małe wymiary, mała wrażliwość na drgania mechaniczne i obce pole magnetyczne • korzystna, prawie niezależna od częstotliwości w całym przenoszonym paśmie charakterystyka kierunkowa • wady: • konieczność stosowania przedwzmacniacza, konieczność zasilania przedwzmacniacza

24. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon optyczny • wykorzystuje zmiany pojemności spowodowane drganiami membrany

25. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon optyczny • zalety: • możliwość transmisji na duże odległości bez strat, • całkowita niewrażliwość na zakłócenia elektryczne i magnetyczne, • bardzo małe wymiary • wady: • mniejszy stosunek sygnał/szum niż dla mikrofonów pojemnościowych, • znajduje się w fazie testów.

26. Rodzaj, charakterystyka i standardy Przykładowe ustawienia mikrofonów

27. Rodzaj, charakterystyka i standardy Mikrofon M 149 Tube Mikrofon SM7

28. Rodzaj, charakterystyka i standardy Zestawy typu headset • popularny zestaw zakładany na głowę połączenie słuchawki z mikrofonem, • komunikacja przewodowa i bezprzewodowa (Bluetooth).

29. Rodzaj, charakterystyka i standardy Główne zalety: • bardzo dobre przenoszenie szerokiego pasma częstotliwości, łącznie z basem, • bardzo dokładny i detaliczny dźwięk, • możliwość słuchania muzyki bez względu na hałas otoczenia, • możliwość głośnego słuchania bez przeszkadzania domownikom czy sąsiadom, • bardzo mała moc potrzebna do zasilania słuchawek.

30. Rodzaj, charakterystyka i standardy Główne wady: • nieprawidłowa lokalizacja pozornych źródeł dźwięku • eliminacja poprzez procesory dźwięku dookólnego (surround) • długotrwałe używanie słuchawek powoduje ucisk i rozgrzewanie się uszu i może niekorzystnie wpływać na słuch

31. Rodzaj, charakterystyka i standardy Zestawy headset ze względu na strukturę akustyczną • zamknięte, • otwarte, • półotwarte.

32. Agenda • Rodzaj, charakterystyka i standardy w kontekście: • zestawów głośnikowych • mikrofonów • zestawów typu headset • Nagrywanie dźwięku z różnych źródeł • Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio

33. Nagrywanie dźwięku z różnych źródeł Nagrywanie dźwięku możliwe jest z takich źródeł jak: • mikrofon • tuner radiowy • tuner telewizyjny • wejście line-in karty dźwiękowej

34. Agenda • Rodzaj, charakterystyka i standardy w kontekście: • zestawów głośnikowych • mikrofonów • zestawów typu headset • Nagrywanie dźwięku z różnych źródeł • Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio

35. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio • rezystancja (R), • induktancja (L), • konduktancja (G), • kapacytancja (C), Parametry opisujące okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio: podawane w przeliczeniu na metr kabla.

36. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio MS (multi strand) • najbardziej rozpowszechniony sposób budowy kabla • skręcenie żył z cienkich nitek przewodnika w linkę. • żyły izoluje się od siebie dielektrykiem i umieszcza równolegle w koszulce z tworzywa sztucznego (np. PCV). • metoda łatwa do produkcji przemysłowej • miliony kilometrów kabla, do zastosowań i audio.

37. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio SC (solid core) - lity rdzeń, czyli drut. • kabel wygląda wtedy jak płaski kabel antenowy • kable dają solidniejszy bas • zmniejszenie nakładania się pól elektromagnetycznych powodujących zniekształcenia sygnału

38. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio Taśma (ribbon) • kilka wzajemnie odizolowanych płaskich taśm przewodnika • zdolność do transmisji dużych natężeń sygnału • Dźwięk z takich kabli jest dobrze zrównoważony, pozbawiony zniekształceń i swobodny

39. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio Litz • pojedyncze żyły przewodnika w osobnej izolacji • przewód wystarczający do przesłania mocnych sygnałów • duża pojemność • prawie całkowicie wyeliminowany efekt naskórkowy

40. Okablowanie stosowane do łączenia urządzeń audio Kabel koaksjalny (współosiowy) • znany z instalacji antenowych. • do przesłania mocnych sygnałów • duża pojemność • prawie całkowicie wyeliminowany efekt naskórkowy

41. Ćwiczenie

42. Ćwiczenia • nagraj swój głos za pomocą rejestratora dźwięków, • jakie znasz rodzaje głośników? • jakie znasz rodzaje mikrofonów? • czym są zestawy typu headset?

43. Podsumowanie Po zakończeniu tej lekcji będziesz wiedział i umiał: • rodzaje, charakterystyki i standardy w kontekście: • zestawów głośnikowych, • mikrofonów, • zestawów typu headset • nagrywać swój głos za pomocą rejestratora dźwięków • jakie okablowanie jest stosowane do łączenia urządzeń audio

44. Pytania