Аудиоинформация. Источники и преобразователи аудиоинформации. Классификация преобразователей аудиоинформации. Виды и принцип действия о

Московский Государственный Лингвистический  Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

На  тему:

 

Аудиоинформация.

Источники и  преобразователи аудиоинформации. Классификация преобразователей аудиоинформации.

Виды и  принцип действия основных преобразователей аудиоинформации (микрофоны, электроакустические  системы).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                            Выполнила

Студентка ФГПН

Группы 956

Богданова Анна Павловна.

Проверил

Игнатов Валерий 

Николаевич.                                                                                            

 

 

 

 

 

 

Москва, 2012

§ 1. Аудиоинформация.

 

Как такового, чёткого определения  понятия «аудиоинформация» в  интернете не существует. Привожу  те, понятия и информацию, которую  смогла найти.

 

Аудиофайл (файл, содержащий звукозапись) — компьютерный файл, состоящий  из информации об амплитуде и частоте  звука, сохранённую для дальнейшего  воспроизведения на компьютере или  проигрывателе. (https://ru.wikipedia.org/wiki/Аудиофайл)

 

Аудиоинформация в электронных изданиях может выступать в виде  музыкального сопровождения демонстрирующегося фрагмента электронного документа, анимационного ролика  или видеоклипа, как речевое пояснение или комментарий происходящих (визуализируемых на экране монитора) событий,  как речевые высказывания и команды, или воспроизведение разнообразных звуков и звуковых эффектов. (http://el-izdanie.narod.ru/gl1/5.htm)

 

Звуковая информация (аудиоинформация) в мультимедийных системах технологически обычно представляется в виде аудиоряда, то есть последовательности значений амплитуды звукового давления, записанных в цифровой форме. (http://www.bourabai.kz/mmt/audio.htm)

 

И, наконец, аудиоинформация - это сообщение о чем-либо, сведения, процесс их передачи и восприятия. Восприятие в этом случае производится с помощью слуха.

 

§ 2. Источники и преобразователи аудиоинформации.

 

Как возникает звук? Ведь это основная составляющая аудиоинформации.

 

Звук - распространяющиеся в  упругих средах, газах, жидкостях  и твердых телах механические колебания, воспринимаемые ухом.

 

Источник звука - различные  колеблющиеся тела, например, туго натянутая струна или тонкая стальная пластина, зажатая с одной стороны. Как возникают колебательные движения? Достаточно оттянуть и отпустить струну музыкального инструмента или стальную пластину, зажатую одним концом в тисках, как они будут издавать звук. Колебания струны или металлической пластинки передаются окружающему воздуху. Когда пластинка отклоняеся, например, в правую сторону, она уплотняет (сжимает) слои воздуха, прилегающие к ней справа; при этом слой воздуха, прилегающий к пластине с левой стороны, разредится. При отклонении пластины в левую сторону она сжимает слои воздуха слева и разрежает слои воздуха, прилегающие к ней с правой стороны, и т.д. Сжатие и разрежение прилегающих к пластине слоев воздуха будет передаваться соседним слоям. Этот процесс будет периодически повторяться, постепенно ослабевая, до полного прекращения колебаний.

 

Таким образом, колебания струны или пластинки возбуждают колебания окружающего воздуха и, распространяясь, достигают уха человека, заставляя колебаться его барабанную перепонку, вызывая раздражение слухового нерва, воспринимаемое нами как звук.

Колебания воздуха, источником которых является колеблющееся тело, называют звуковыми волнами, а пространство, в котором они распространяются, звуковым полем.

 

Скорость распространения  звуковых колебаний зависит от упругости  среды, в которой они распространяются. В воздухе скорость распространения  звуковых колебаний в среднем  равна 330 м/с, однако она может изменяться в зависимости от его влажности, давления и температуры. В безвоздушном пространстве звук не распространяется.

 

Форма звуковых колебаний  зависит от свойств источника  звука. Наиболее простыми колебаниями  являются равномерные или гармонические  колебания, которые можно представить в виде синусоиды.

 

Частотой колебаний называют количество полных колебаний в секунду. За единицу измерения частоты  принят 1 герц (Гц). 1 герц соответствует одному полному (в одну и другую сторону) колебанию, происходящему за одну секунду.

 

Периодом называют время, в течение которого происходит одно полное колебание. Чем больше частота колебаний, тем меньше их период. Таким образом, частота колебаний тем больше, чем меньше их период, и наоборот.

 

Голос человека создает звуковые колебания частотой от 80 до 12000 Гц, а  слух воспринимает звуковые колебания в диапазоне 16-20000 Гц.

 

Амплитудой колебаний  называют наибольшее отклонение колеблющегося  тела от его первоначального (спокойного) положения. Чем больше амплитуда  колебания, тем громче звук. Звуки  человеческой речи представляют собой  сложные звуковые колебания, состоящие  из того или иного количества простых  колебаний, различных по частоте  и амплитуде. В каждом звуке речи имеется только ему свойственное сочетание колебаний различной  частоты и амплитуды. Поэтому  форма колебаний одного звука  речи заметно отличается от формы  другого.

 

Любые звуки человек характеризует в соответствии со своим восприятием по уровню громкости и высоте. Громкость тона какой-либо данной высоты определяется амплитудой колебаний. Высота тона определяется частотой колебания. Колебания высокой частоты воспринимаются как звуки высокого тона, низкой частоты - как звуки низкого тона.

 

Звук	Громкость в децибелах
Нижний предел чувствительности человеческого уха	0
Шорох листьев	10
Разговор	60
Гудок автомобиля	90
Реактивный двигатель	120
Болевой порог	140

 

Каждый звук, издаваемый различными музыкальными инструментами, голосами различных людей и т.п., имеет свои характерные особенности - своеобразную окраску или оттенок. Эти особенности звука называют тембром.

 

Таким образом, источником аудиоинформации  является любой колеблющийся объект. Вопрос в том, какова частота его колебаний, и входит ли она в диапазон воспринимаемых человеческим ухом. На данном этапе развития человечество научилось преобразовывать звук из «неслышимой» частоты в «слышимую». Это стало доступно с изобретением преобразователей аудиоинформации.

 

Но прежде чем я перейду  к преобразователям, я хотела бы немного рассказать об истории звукозаписи и о первых аудиопроигрыывателях, ведь они, по сути, являются первыми официальными устройствами воспроизведения аудиоинформации.

 

Итак. В конце XIX века знаменитым американским изобретателем Томасом Эдисоном был изготовлен фонограф.

 

Принцип работы фонографа  состоит в следующем. Речь, музыка или пение создают звуковые колебания, которые передаются на записывающую иглу фонографа. Игла, воздействуя на поверхность вращающегося воскового  валика, оставляет на ней бороздку с изменяющейся глубиной – звуковую дорожку. При воспроизведении звука  происходит обратный процесс: движение считывающей иглы по звуковой дорожке  сопровождается ее колебаниями с  той же частотой. Эти колебания  превращаются фонографом в слышимый звук. Фонограф Эдисона – первое в истории устройство для записи звука.

 

Профиль звуковой дорожки  на фонографе при сильном увеличении.

 

На этой же идее было основано производство целлулоидных грампластинок  и механизмов, воспроизводящих записанный на них звук: граммофона и патефона.

В середине XX века появился электрофон – электрический аналог патефона.

 

Аналоговое представление звука.

 

Звуковая дорожка грампластинки  – это пример непрерывной формы  записи звука. Такую форму называют аналоговой. В электрофоне колебания движущейся по звуковой дорожке иглы превращаются в непрерывный электрический сигнал. Такой график называется осциллограммой. Он может быть получен с помощью прибора, который называется осциллографом.

 

Электрический сигнал передается на динамик электрофона и превращается в звук.

В XX веке был изобретен  магнитофон - устройство для записи звука на магнитную ленту. Здесь  также используется аналоговая форма  хранения звука. Только теперь звуковая дорожка – это не механическая "бороздка с ямками", а линия с непрерывно изменяющейся намагниченностью. С помощью считывающей магнитной головки создается переменный электрический сигнал, который озвучивается акустической системой.

 

До недавнего времени  вся техника передачи звука была аналоговой. Это и телефонная связь, и радиосвязь. При телефонном разговоре  звуковые колебания мембраны микрофона превращаются в переменный электрический сигнал, который передается по электрическим проводам. В принимающем телефоне они превращаются в звук.

 

Итак, наиболее известными преобразователями являются микрофоны и аудиосистемы. Далее – подробнее о них.

 

§ 3. Классификация преобразователей аудиоинформации.

 

Микрофон - это устройство для преобразования акустических колебаний  воздушной среды в электрические сигналы.

 

В настоящее время существуют различные типы микрофонов, которые  находят широкое применение в  системах радиовещания, телевидения, телефонии, озвучения, звукоусиления, записи и  усиления звука. Микрофон является первым и одним из наиболее важных звеньев  процесса преобразования аудиоинформации. Поэтому его свойства оказывают огромное влияние на качество работы этого тракта.

 

Микрофоны в зависимости  от назначения подразделяют на профессиональные и бытовые (любительские). Первые из них используют при профессиональной звукозаписи в радиовещании, телевидении, системах звукоусиления, для акустических измерений и т.д. Бытовые микрофоны  используют при домашней звукозаписи.

 

Микрофоны подразделяют:

 

1. по способу преобразования колебаний:

• электродинамические (ленточные и катушечные),
• электростатические (конденсаторные и электретные),
• электромагнитные, угольные и др.;

 

2. по диапазону воспринимаемых частот:

• узкополосные (речевые)
• широкополосные (музыкальные);

 

3. по направленности:

• ненаправленные (круговые),
• двусторонне направленные (восьмеричные или косинусоидальные),
• односторонне направленные (кардиоидные, суперкардиоидные, гиперкардиоидные),
• остронаправленные;

 

4. по помехозащищенности:

• шумозащищенные
• обычного исполнения.

 

По электроакустическим  параметрам микрофоны разделяют  на четыре группы сложности: нулевая (высшая), первая, вторая и третья. Микрофоны  нулевой, первой и второй групп сложности  предназначены для звукопередачи, звукозаписи и звукоусиления  музыки и речи, микрофоны третьей  группы сложности - только для речи. Кроме того, по некоторым параметрам микрофоны подразделяются на устройства высшей и первой категории качества.

 

Акустическая система (далее АС) — это устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов в акустические колебания. В подавляющем большинстве АС преобразование электрических сигналов в звуковые колебания осуществляется через электродинамические головки, принцип действия которых основан на явлении электромагнитной индукции.

 

 

Виды акустических систем.

 

1. по типу акустического оформления:

• открытый корпус или акустически разгруженное оформление (частично или полностью отсутствует задняя стенка корпуса колонки);
• корпус с лабиринтом для гашения волн, образуемых задней стенкой диффузора;
• закрытый корпус или акустически нагруженное оформление;
• корпус с фазоинвертором.