Главная » Обзоры программ » Распределенные звуковые системы. Некоторые нюансы расчета. Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации

Распределенные звуковые системы. Некоторые нюансы расчета. Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации

Звуковая система

(греч. sustnma, нем. Tonsystem) - высотная (интервальная) организация муз. звуков на основе к.-л. единого принципа. В основе З. с. всегда лежит ряд тонов, находящихся в определённых, поддающихся измерению соотношениях. Термин "З. с." применяется в разл. значениях:
1) звуковой состав, т.е. совокупность используемых звуков в пределах определённого интервала (часто в пределах октавы, например пятизвуковая, двенадцатизвуковая системы);
2) определённое расположение элементов системы (З. с. как звукоряд; З. с. как комплекс звуковых групп, напр. аккордов в тональной системе мажора и минора);
3) система качественных, смысловых отношений, функций звуков, складывающаяся на основе определённого принципа связи между ними (напр., значения тонов в мелодических ладах, гармонической тональности);
4) строй, математич. выражение отношений между звуками (пифагорейская система, равномерно- темперированная система).
Осн. значение понятия З. с. связано со звуковым составом и его структурой. З. с. отражает степень развития, логич. связность и упорядоченность муз. мышления и исторически эволюционирует вместе с ним. Эволюция З. с., в реальном историч. процессе осуществляемая сложным путём и изобилующая внутренними противоречиями, в целом определённо ведёт к утончению звуковой дифференциации, увеличению количества входящих в систему тонов, укреплению и упрощению связей между ними, созданию сложной разветвлённой иерархии связей на основе звукового родства.
Логич. схема развития З. с. лишь приблизительно соответствует конкретно-историч. процессу её становления. З. с. в собств. смысле генетически предшествует первобытное глиссандирование, лишённое дифференцированных тонов, из к-рого только начинают выделяться опорные звуки.

Напев племени кубу (Суматра) - любовная песня юноши. По Э. Хорнбостелю.
Сменяющая её низшая форма З. с. представляет собой опевание одного опорного тона, устоя (

), прилегающими (

) сверху или снизу.

РУССКАЯ НАРОДНАЯ ПРИБАУТКА

КОЛЯДНАЯ
Прилегающий тон может не закрепляться стабильно на определённой высоте или быть приблизительным по высотному положению.
Дальнейший рост системы обусловливает возможность поступенного, кантиленного движения мелодии (в условиях пяти-, семиступенности системы или к.-л. иной структуры гаммы) и обеспечивает связность целого благодаря опоре на звуки, находящиеся в отношениях наивысшего родства друг с другом. Поэтому следующий важнейший этап развития З. с. - "эпоха кварты", заполнение промежутка между звуками "первого консонанса" (кварта оказывается наименее удалённым от исходного опорного тона звуком, находящимся с ним в отношениях совершенного консонанса; вследствие этого она получает преимущество перед другими, ещё более совершенными консонансами - октавой, квинтой). Заполнение кварты образует ряд звуковой системы - бесполутонные трихорды и несколько тетрахордов различной структуры:

ТРИХОРДЫ

ТЕТРАХОРДЫ

КОЛЫБЕЛЬНАЯ

БЫЛИННЫЙ НАПЕВ
При этом прилегающие и проходящие тоны стабилизируются и становятся опорами для новых прилегающих. На основе тетрахорда возникают пентахорды, гексахорды:

МАСЛЕНИЧНАЯ

ХОРОВОДНАЯ
Из сцепления трихордов и тетрахордов, а также пентахордов (слитным или раздельным способом) складываются составные системы, различные по количеству звуков, - гексахорды, гептахорды, октахорды, к-рые в свою очередь объединяются в ещё более сложные, многосоставные З. с. октавные и неоктавные:

ПЕНТАТОНИКА

УКРАИНСКАЯ ВЕСНЯНКА

ПЛЯСОВАЯ

ПОГЛАСИЦА ЗНАМЕННОГО РАСПЕВА

РУССКАЯ НАРОДНАЯ ПЕСНЯ

НА РОЖДЕСТВО БОГОРОДИЦЫ, ЗНАМЕННОГО РАСПЕВА

СИСТЕМА ГЕКСАХОРДОВ
Теоретич. обобщение практики вводнотоновости в европ. музыке позднего средневековья и Возрождения ("musica ficta"), когда целотоновые заключения и целотоновые последования всё более систематично заменялись полутоновыми (напр., вместо
c-d
e-d
ход
cis-d
e-d),
выразилось в виде хроматико-энгармонич. семнадцатиступенного звукоряда (у Просдочимо де Бельдемандиса, кон. 14 - нач. 15 вв.):

Развитие многоголосия и становление консонирующего трезвучия в качестве главного элемента З. с. привели к её полной внутренней реорганизации - группировке всех тонов системы вокруг этого опорного созвучия, выступающего как в функции центр, тонич. трезвучия (тоники), так и в виде его мультипликаций на всех остальных ступенях диатонич. гаммы:

Роль конструктивного фактора З. с. постепенно переходит от ладомелодич. моделей к аккордово-гармоническим; в соответствии с этим З. с. начинает излагаться не в виде звукоряда ("лестницы звуков" - scala, Tonleiter), а в виде функционально связанных звуковых групп. Как и на других этапах развития З. с., все важнейшие черты более ранних форм З. с. присутствуют и в более высокоразвитой З. с. - энергия мелодич. линеарности, микросистемы из опорного тона (устоя) и прилегающих, заполнение кварты (и квинты), мультипликация тетрахордов и т.д. Комплексы принадлежащих единому централизов. целому звуковых групп - аккордов на всех ступенях - вместе с определёнными звукорядами становятся новым типом З. с - гармонич. тональностью (см. прим. выше), а упорядоченная их совокупность составляет "систему систем" из мажорных и минорных тональностей на каждой из ступеней хроматич. звукоряда. Общий звуковой объём системы теоретически простирается в бесконечность, но ограничивается возможностями восприятия высоты тона и представляет собой хроматически заполненный диапазон в пределах примерно от А2 до с5. Становление мажоро-минорной тональной системы в 16 в. потребовало замены пифагорейского строя по чистым квинтам (напр., f - с - g - d - а - е - h) квинтово-терцовым (т.н. чистый, или натуральный, строй Фольяни - Царлино), использующим два строит. интервала - квинту 2:3 и большую терцию 4:5 (напр., F - а - С - е - G - h - D; большие буквы указывают на примы и квинты трезвучий, малые - на терции, по М. Гауптману). Развитие тональной системы (в особенности практика использования разл. тональностей) вызвало необходимость в равномерно-темперированном строе.
Соприкосновение элементов разл. тональностей приводит к установлению связей между ними, к их сближению и далее - слиянию. Вместе со встречным процессом роста внутритональной хроматики (альтерации) слияние разнотональных элементов ведёт к тому, что в пределах одной тональности оказываются принципиально возможными любой интервал, любой аккорд и любой звукоряд от каждой ступени. Этот процесс подготовил новую реорганизацию структуры З. с. в творчестве ряда композиторов 20 в.: все ступени хроматич. звукоряда у них эмансипируются, система превращается в 12-ступенную, где каждый интервал понимается непосредственно (а не на основе квинтовых или квинтово-терцовых отношений); и исходной структурной единицей З. с. становится полутон (или большая септима) - как производное квинты и большой терции. Это даёт возможность построения симметричных (напр., терцохроматических) ладов и систем, возникновения тональной двенадцати- ступенности, т.н. "свободной атональности" (см. Атональная музыка), серийной организации (в частности - додекафонии) и т.д.
Внеевропейские З. с. (напр., стран Азии, Африки) иногда образуют разновидности, далеко отстоящие от европейских. Так, более или менее обычная диатоника индийской музыки украшена интонац. оттенками, теоретически объясняемыми как результат деления октавы на 22 части (система шрути, трактуемая также как совокупность всех возможных высот).

В яванской музыке 5- и 7-ступенное "равномерное" деление октавы (слендро и пелог) не совпадают ни с обычной ангемитонной пентатоникой, ни с квинтовой или квинтово-терцовой диатоникой.
Литература : Серов A. H., Русская народная песня как предмет науки (3 статьи), "Музыкальный сезон", 1869-70, No 18, 1870-71, No 6 и 13, переизд. в его кн.: Избранные статьи, т. 1, M.-Л., 1950; Сокальский П. P., Русская народная музыка?, Хар., 1888, Петр В. И., О составах, строях и ладах в древнегреческой музыке, К., 1901 Яворский Б., Строение музыкальной речи, т. 1-3, М., 1908, Tюлин Ю. H., Учение о гармонии, Л., 1937, М, 1966; Кузнецов К. А., Арабская музыка, в сб.: Очерки по истории и теории музыки, т. 2, Л., 1940; Оголевец А. С., Введение в современное музыкальное мышление, M.-Л., 1946; Музыкальная акустика. Общ. Ред. H. А. Гарбузова, М, 1954; Джами А., Трактат о музыке. Ред. и комментарии В. M. Беляева, Таш., 1960; Переверзев Н. К., Проблемы музыкального интонирования, М., 1966; Мещанинов П., Эволюция звуковысотной ткани (структурно-акустическое обоснование...), М., 1970 (рукопись); Котляревский I., Дiатоника i хроматика як категорiп музичного мисления, Kипв, 1971; Fortlage К., Das musikalische System der Griechen in seiner Urgestalt, Lpz., 1847, Riemann H., Katechismus der Musikgeschichte, Tl 1, Lpz., 1888, рус. пер. - Катехизис истории музыки, ч. 1, М., 1896), его же, Das chromatische Tonsystem, в его кн.: Prдludien und Studien, Bd I, Lpz., 1895, Emmanuel M., Histoire de la langue musicale, v. I-II, R., 1911; Haba A., Harmonische Grundlagen des Vierteltonsystems, Prag, 1922; Еllis A. J., 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 его же, Musikalische Tonsysteme, в кн.: Handbuch der Physik hrsg. von H. Geiger und К. Scheel, Bd VIII. Akustik, B., 1927; Farmer H. G., A history of Arabian music to the 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 Stimmungen 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, в кн.: Fes schritt Z. Kodбly, Bdpst, 1943; Szabolcsi B., Five-tone scales and 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, в кн.: Kongress-Bericht Hamburg. 1956, Kassel-Basel, 1957; Wiora W., Alter als Pentatomk, в кн.: Studia memoriae Belae Bartуk Sacra, Bdpst, 1957, p. 185-208, Вardоs L., Natьrliche 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., The Diatonic "Chromaticism" of the Enchiriadis treatises, "Journal of the 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), его же, An den Grenzen des Tonsystems, "Musica", Jahrg. XVII, 1963; H. 4, Кrаеhenbuehl D., Schmidt Chr., On the development of musical system, "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.

Музыкальная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, Советский композитор . Под ред. Ю. В. Келдыша . 1973-1982 .

- Звуковая система, правильнее звуковысотная система (нем. Tonsystem, от греч. σύστημα) материальная основа музыкально логических отношений гармонии. Термин восходит к древнегреческой теории музыки (гармонике), где словом σύστημα… … Википедия

звуковая система скорости счёта нейтронов - (с индикацией в виде гудков, пропорциональных скорости счёта нейтронов) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN audio count rate circuit …

Звуковая плата Creative Labs Sound Blaster Live! … Википедия

звуковая частота - Частота от 20 Гц до 20 кГц. [ГОСТ 24375 80] звуковая частота Частота, воспринимаемая ухом человека и лежащая в диапазоне примерно от 16 Гц до 20 кГц. Верхнюю границу звуковой частоты условно принимают равной 20 кГц. Единица измерения Гц [Система… … Справочник технического переводчика

звуковая волна - Упругая волна, частота которой лежит в звуковом диапазоне (условно от 16 Гц до 20 кГц). [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика

Звуковые колонки на концертной площадке Звуковая колонка (линейный массив) акустическая система, состоящая из большого количества одинаковых громкоговорителей … Википедия

TrackIR 4:PRO, закрепленная на ноутбуке Система отслеживания движений головы устройство ввода информации в персональных компьютерах, преобразующее движения головы пользователя в координаты. В потребительских системах применяются … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Система охлаждения. Система охлаждения компьютера набор средств для отвода тепла от нагревающихся в процессе работы компьютерных компонентов. Тепло в конечном итоге может утилизироваться: В… … Википедия

знать:

Звуковая система ПК. Состав звуковой системы ПК. Принцип работы и технические характеристики звуковых плат. Направления совершенствования звуковой системы. Принцип обработки звуковой информации. Спецификация звуковых систем.
Методические указания
Звуковая система ПК - комплекс программно-аппаратных средств, выполняющих следующие функции:

запись звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например, микрофона или магнитофона, путем преобразования входных аналоговых звуковых сигналов в цифровые и последующего сохранения на жестком диске;
воспроизведение записанных звуковых данных с помощью внешней акустической системы или головных телефонов (наушников);
воспроизведение звуковых компакт-дисков;
микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от нескольких источников;
одновременная запись и воспроизведение звуковых сигналов (режим Full Duplex);
обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов сигнала, фильтрация, изменение его уровня;
обработка звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного (трехмерного - 3D-Sound) звучания;
генерирование с помощью синтезатора звучания музыкальных инструментов, а также человеческой речи и других звуков;
управление работой внешних электронных музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI.

Звуковая система ПК конструктивно представляет собой звуковые карты, либо устанавливаемые в слот материнской платы, либо интегрированные на материнскую плату или карту расширения другой подсистемы ПК. Отдельные функциональные модули звуковой системы могут выполняться в виде дочерних плат, устанавливаемых в соответствующие разъемы звуковой карты.

Рисунок 10 - Структура звуковой системы ПК
Классическая звуковая система, как показано на рис. 5.1, содержит:

модуль записи и воспроизведения звука;
модуль синтезатора;
модуль интерфейсов;
модуль микшера;
акустическую систему.

Первые четыре модуля, как правило, устанавливаются на звуковой карте. Причем существуют звуковые карты без модуля синтезатора или модуля записи/воспроизведения цифрового звука. Каждый из модулей может быть выполнен либо в виде отдельной микросхемы, либо входить в состав многофункциональной микросхемы. Таким образом, Chipset звуковой системы может содержать как несколько, так и одну микросхему.

Конструктивные исполнения звуковой системы ПК претерпевают существенные изменения; встречаются материнские платы с установленным на них Chipset для обработки звука.

Однако назначение и функции модулей современной звуковой системы (независимо от ее конструктивного исполнения) не меняются. При рассмотрении функциональных модулей звуковой карты принято пользоваться терминами «звуковая система ПК» или «звуковая карта
Вопросы для самоконтроля:

Звуковая система ПК;
Состав звуковой системы ПК;
Принцип работы и технические характеристики звуковых плат;
Направления совершенствования звуковой системы;
Принцип обработки звуковой информации;
Спецификация звуковых систем.

Тема 6.2 Модуль интерфейсов обработки звуковой информации
Студент должен:
иметь представление:

о звуковой системе ПК

знать:

состав звуковой подсистемы ПК;
принцип работы модуля записи и воспроизведения;
принцип работы модуля синтезатора;
принцип работы модуля интерфейсов;
принцип работы модуля микшера;
организацию работы акустической системы.

Состав звуковой подсистемы ПК. Модуль записи и воспроизведения. Модуля синтезатора. Модуль интерфейсов. Модуль микшера. Принцип работы и технические характеристики акустических систем. Программное обеспечение. Форматы звуковых файлов. Средства распознавания речи.
Методические указания
Модуль записи и воспроизведения звуковой системы осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA (Direct Memory Access - канал прямого доступа к памяти).

Запись звука - это сохранение информации о колебаниях звукового давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими словами, звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой форме.

На вход звуковой карты ПК в большинстве случаев звуковой сигнал подается в аналоговой форме. В связи с тем что ПК оперирует только цифровыми сигналами, аналоговый сигнал должен быть преобразован в цифровой. Вместе с тем акустическая система, установленная на выходе звуковой карты ПК, воспринимает только аналоговые электрические сигналы, поэтому после обработки сигнала с помощью ПК необходимо обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

Аналого-цифровое преобразование представляет собой преобразование аналогового сигнала в цифровой и состоит из следующих основных этапов: дискретизации, квантования и кодирования.

^ Предварительно аналоговый звуковой сигнал поступает на аналоговый фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала.

Квантование по амплитуде представляет собой измерение мгновенных значений амплитуды дискретного по времени сигнала и преобразование его в дискретный по времени и амплитуде. На рисунке 11 показан процесс квантования по уровню аналогового сигнала, причем мгновенные значения амплитуды кодируются 3-разрядными числами.

^ Рисунок 11 - Схема аналого-цифрового преобразования звукового сигнала
Кодирование заключается в преобразовании в цифровой код квантованного сигнала. При этом точность измерения при квантовании зависит от количества разрядов кодового слова.

^ Рисунок 12 - Дискретизация по времени и квантование по уровню аналогового сигнала квантования амплитуды отсчета.
Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным электронным устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП), в котором дискретные отсчеты сигнала преобразуются в последовательность чисел. Полученный поток цифровых данных, т.е. сигнал, включает как полезные, так и нежелательные высокочастотные помехи, для фильтрации которых полученные цифровые данные пропускаются через цифровой фильтр.

Цифроаналоговое преобразование в общем случае происходит в два этапа, как показано на рисунке 12. На первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) выделяют отсчеты сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из дискретных отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный аналоговый сигнал с помощью фильтра низкой частоты, который подавляет периодические составляющие спектра дискретного сигнала.

Для уменьшения объема цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным качеством, используют компрессию (сжатие), заключающуюся в уменьшении количества отсчетов и уровней квантования или числа бит, приходящихся на один отсчет.

^ Рисунок 13 - Схема цифроаналогового преобразования
Подобные методы кодирования звуковых данных с использованием специальных кодирующих устройств позволяют сократить объем потока информации почти до 20% первоначального. Выбор метода кодирования при записи аудиоинформации зависит от набора программ сжатия - кодеков (кодирование-декодирование), поставляемых вместе с программным обеспечением звуковой карты или входящих в состав операционной системы.

Выполняя функции аналого-цифрового и цифроаналогового преобразований сигнала, модуль записи и воспроизведения цифрового звука содержит АЦП, ЦАП и блок управления, которые обычно интегрированы в одну микросхему, также называемую кодеком. Основными характеристиками этого модуля являются: частота дискретизации; тип и разрядность АЦП и ЦАП; способ кодирования аудиоданных; возможность работы в режиме Full Duplex.

Частота дискретизации определяет максимальную частоту записываемого или воспроизводимого сигнала. Для записи и воспроизведения человеческой речи достаточно 6 - 8 кГц; музыки с невысоким качеством - 20 - 25 кГц; для обеспечения высококачественного звучания (аудиокомпакт-диска) частота дискретизации должна быть не менее 44 кГц. Практически все звуковые карты поддерживают запись и воспроизведение стереофонического звукового сигнала с частотой дискретизации 44,1 или 48 кГц.

^ Разрядность АЦП и ЦАП определяет разрядность представления цифрового сигнала (8, 16 или 18 бит).

Full Duplex (полный дуплекс) - режим передачи данных по каналу, в соответствии с которым звуковая система может одновременно принимать (записывать) и передавать (воспроизводить) аудиоданные. Однако не все звуковые карты поддерживают этот режим в полном объеме, поскольку не обеспечивают высокое качество звука при интенсивном обмене данными. Такие карты можно использовать для работы с голосовыми данными в Internet, например, при проведении телеконференций, когда высокое качество звука не требуется.

Модуль синтезатора

Электромузыкальный цифровой синтезатор звуковой системы позволяет генерировать практически любые звуки, в том числе и звучание реальных музыкальных инструментов. Принцип действия синтезатора иллюстрирует рисунке 14.

Синтезирование представляет собой процесс воссоздания структуры музыкального тона (ноты). Звуковой сигнал любого музыкального инструмента имеет несколько временных фаз. На рисунке 15, а показаны фазы звукового сигнала, возникающего при нажатии клавиши рояля. Для каждого музыкального инструмента вид сигнала будет своеобразным, но в нем можно выделить три фазы: атаку, поддержку и затухание. Совокупность этих фаз называется амплитудной огибающей, форма которой зависит от типа музыкального инструмента. Длительность атаки для разных музыкальных инструментов изменяется от единиц до нескольких десятков или даже до сотен миллисекунд. В фазе, называемой поддержкой, амплитуда сигнала почти не изменяется, а высота музыкального тона формируется во время поддержки. Последней фазе, затуханию, соответствует участок достаточно быстрого уменьшения амплитуды сигнала.

В современных синтезаторах звук создается следующим образом. Цифровое устройство, использующее один из методов синтеза, генерирует так называемый сигнал возбуждения с заданной высотой звука (ноту), который должен иметь спектральные характеристики, максимально близкие к характеристикам имитируемого музыкального инструмента в фазе поддержки, как показано на рисунке 15, б. Далее сигнал возбуждения подается на фильтр, имитирующий амплитудно-частотную характеристику реального музыкального инструмента. На другой вход фильтра подается сигнал амплитудной огибающей того же инструмента. Далее совокупность сигналов обрабатывается с целью получения специальных звуковых эффектов, например, эха (реверберация), хорового исполнения (хо-рус). Далее производятся цифроаналоговое преобразование и фильтрация сигнала с помощью фильтра низких частот (ФНЧ).

Рисунок 15 - Принцип действия современного синтезатора: а - фазы звукового сигнала; 6 - схема синтезатора
Основные характеристики модуля синтезатора:

метод синтеза звука;
объем памяти;
возможность аппаратной обработки сигнала для создания звуковых эффектов;
полифония - максимальное число одновременно воспроизводимых элементов звуков.

Метод синтеза звука, использующийся в звуковой системе ПК, определяет не только качество звука, но и состав системы. На практике на звуковых картах устанавливаются синтезаторы, генерирующие звук с использованием следующих методов.

Метод синтеза на основе частотной модуляции (Frequency Modulation Synthesis - FM-синтез) предполагает использование для генерации голоса музыкального инструмента как минимум двух генераторов сигналов сложной формы. Генератор несущей частоты формирует сигнал основного тона, частотно-модулированный сигналом дополнительных гармоник, обертонов, определяющих тембр звучания конкретного инструмента. Генератор огибающей управляет амплитудой результирующего сигнала. FM-генератор обеспечивает приемлемое качество звука, отличается невысокой стоимостью, но не реализует звуковые эффекты. В связи с этим звуковые карты, использующие этот метод, не рекомендуются в соответствии со стандартом РС99.

Синтез звука на основе таблицы волн (Wave Table Synthesis - WT-синтез) производится путем использования предварительно оцифрованных образцов звучания реальных музыкальных инструментов и других звуков, хранящихся в специальной ROM, выполненной в виде микросхемы памяти или интегрированной в микросхему памяти WT-генератора. WT-синтезатор обеспечивает генерацию звука с высоким качеством. Этот метод синтеза реализован в современных звуковых картах.

^ Объем памяти на звуковых картах с WT-синтезатором может увеличиваться за счет установки дополнительных элементов памяти (ROM) для хранения банков с инструментами.

Звуковые эффекты формируются с помощью специального эффект процессора, который может быть либо самостоятельным элементом (микросхемой), либо интегрироваться в состав WT-синтезатора. Для подавляющего большинства карт с WT-синтезом эффекты реверберации и хоруса стали стандартными. Синтез звука на основе физического моделирования предусматривает использование математических моделей звукообразования реальных музыкальных инструментов для генерации в цифровом виде и для дальнейшего преобразования в звуковой сигнал с помощью ЦАП. Звуковые карты, использующие метод физического моделирования, пока не получили широкого распространения, поскольку для их работы требуется мощный ПК.

Модуль интерфейсов обеспечивает обмен данными между звуковой системой и другими внешними и внутренними устройствами.

Интерфейс PCI обеспечивает широкую полосу пропускания (например, версия 2.1 - более 260 Мбит/с), что позволяет передавать потоки звуковых данных параллельно. Использование шины PCI позволяет повысить качество звука, обеспечив отношение сигнал/шум свыше 90 дБ. Кроме того, шина PCI обеспечивает возможность кооперативной обработки звуковых данных, когда задачи обработки и передачи данных распределяются между звуковой системой и CPU.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов) регламентируется специальным стандартом, содержащим спецификации на аппаратный интерфейс: типы каналов, кабели, порты, при помощи которых MIDI-устройства подключаются один к другому, а также описание порядка обмена данными - протокола обмена информацией между MIDI-устройствами. В частности, с помощью MIDI-команд можно управлять светотехнической аппаратурой, видеооборудованием в процессе выступления музыкальной группы на сцене. Устройства с MIDI-интерфейсом соединяются последовательно, образуя своеобразную MIDI-сеть, которая включает контроллер - управляющее устройство, в качестве которого может быть использован как ПК, так и музыкальный клавишный синтезатор, а также ведомые устройства (приемники), передающие информацию в контроллер по его запросу. Суммарная длина MIDI-цепочки не ограничена, но максимальная длина кабеля между двумя MIDI-устройствами не должна превышать 15 метров.

Подключение ПК в MIDI-сеть осуществляется с помощью специального MIDI-адаптера, который имеет три MIDI-порта: ввода, вывода и сквозной передачи данных, а также два разъема для подключения джойстиков.

^ В состав звуковой карты входит интерфейс для подключения приводов CD-ROM

Модуль микшера

Модуль микшера звуковой карты выполняет:

коммутацию (подключение/отключение) источников и приемников звуковых сигналов, а также регулирование их уровня;
микширование (смешивание) нескольких звуковых сигналов и регулирование уровня результирующего сигнала.

К числу основных характеристик модуля микшера относятся:

число микшируемых сигналов на канале воспроизведения;
регулирование уровня сигнала в каждом микшируемом канале;
регулирование уровня суммарного сигнала;
выходная мощность усилителя;
наличие разъемов для подключения внешних и внутренних
приемников/источников звуковых сигналов.

Источники и приемники звукового сигнала соединяются с модулем микшера через внешние или внутренние разъемы. Внешние разъемы звуковой системы обычно находятся на задней панели корпуса системного блока: Joystick/MIDI - для подключения джойстика или MIDI-адаптера; MicIn - для подключения микрофона; LineIn - линейный вход для подключения любых источников звуковых сигналов; LineOut - линейный выход для подключения любых приемников звуковых сигналов; Speaker - для подключения головных телефонов (наушников) или пассивной акустической системы.

Программное управление микшером осуществляется либо средствами Windows, либо с помощью программы-микшера, поставляемой в комплекте с программным обеспечением звуковой карты.

Совместимость звуковой системы с одним из стандартов звуковых карт означает, что звуковая система будет обеспечивать качественное воспроизведение звуковых сигналов. Проблемы совместимости особенно важны для DOS-приложений. Каждое из них содержит перечень звуковых карт, на работу с которыми DOS-приложение ориентировано.

Стандарт Sound Blaster поддерживают приложения в виде игр для DOS, в которых звуковое сопровождение запрограммировано с ориентацией на звуковые карты семейства Sound Blaster.

^ Стандарт Windows Sound System (WSS) фирмы Microsoft включает звуковую карту и пакет программ, ориентированный в основном на бизнес-приложения.

Акустическая система (АС) непосредственно преобразует звуковой электрический сигнал в акустические колебания и является последним звеном звуковоспроизводящего тракта. В состав АС, как правило, входят несколько звуковых колонок, каждая из которых может иметь один или несколько динамиков. Количество колонок в АС зависит от числа компонентов, составляющих звуковой сигнал и образующих отдельные звуковые каналы.

Как правило, принцип действия и внутреннее устройство звуковых колонок бытового назначения и используемых в технических средствах информатизации в составе акустической системы PC практически не различаются.

В основном АС для ПК состоит из двух звуковых колонок, которые обеспечивают воспроизведение стереофонического сигнала. Обычно каждая колонка в АС для ПК имеет один динамик, однако в дорогих моделях используются два: для высоких и низких частот. При этом современные модели акустических систем позволяют воспроизводить звук практически во всем слышимом частотном диапазоне благодаря применению специальной конструкции корпуса колонок или громкоговорителей.

Для воспроизведения низких и сверхнизких частот с высоким качеством в АС помимо двух колонок используется третий звуковой агрегат - сабвуфер (Subwoofer), устанавливаемый под рабочим столом. Такая трехкомпонентная АС для ПК состоит из двух так называемых сателлитных колонок, воспроизводящих средние и высокие частоты (примерно от 150 Гц до 20 кГц), и сабвуфера, воспроизводящего частоты ниже 150 Гц.

Отличительная особенность АС для ПК - возможность наличия собственного встроенного усилителя мощности. АС со встроенным усилителем называется активной. Пассивная АС усилителя не имеет.

Главное преимущество активной АС состоит в возможности подключения к линейному выходу звуковой карты. Питание активной АС осуществляется либо от батареек (аккумуляторов), либо от электрической сети через специальный адаптер, выполненный в виде отдельного внешнего блока или модуля питания, устанавливаемого в корпус одной из колонок.

Выходная мощность акустических систем для ПК может изменяться в широком диапазоне и зависит от технических характеристик усилителя и динамиков. Если система предназначена для озвучивания компьютерных игр, достаточно мощности 15 - 20 Вт на колонку для помещения средних размеров. При необходимости обеспечения хорошей слышимости во время лекции или презентации в большой аудитории возможно использовать одну АС, имеющую мощность до 30 Вт на канал. С увеличением мощности АС увеличиваются ее габаритные размеры и повышается стоимость.

^ Основные характеристики АС: полоса воспроизводимых частот, чувствительность, коэффициент гармоник, мощность.

Полоса воспроизводимых частот (FrequencyResponse) - это амплитудно-частотная зависимость звукового давления, или зависимость звукового давления (силы звука) от частоты переменного напряжения, подводимого к катушке динамика. Полоса частот, воспринимаемых ухом человека, находится в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Колонки, как правило, имеют диапазон, ограниченный в области низких частот 40 - 60 Гц. Решить проблему воспроизведения низких частот позволяет использование сабвуфера.

Чувствительность звуковой колонки (Sensitivity) характеризуется звуковым давлением, которое она создает на расстоянии 1 м при подаче на ее вход электрического сигнала мощностью 1 Вт. В соответствии с требованиями стандартов чувствительность определяется как среднее звуковое давление в определенной полосе частот.

Чем выше значение этой характеристики, тем лучше АС передает динамический диапазон музыкальной программы. Разница между самыми «тихими» и самыми «громкими» звуками современных фонограмм 90 - 95 дБ и более. АС с высокой чувствительностью достаточно хорошо воспроизводят как тихие, так и громкие звуки.

Коэффициент гармоник (Total Harmonic Distortion - THD) оценивает нелинейные искажения, связанные с появлением в выходном сигнале новых спектральных составляющих. Коэффициент гармоник нормируется в нескольких диапазонах частот. Например, для высококачественных АС класса Hi-Fi этот коэффициент не должен превышать: 1,5% в диапазоне частот 250 - 1000 Гц; 1,5 % в диапазоне частот 1000 - 2000 Гц и 1,0 % в диапазоне частот 2000 - 6300 Гц. Чем меньше значение коэффициента гармоник, тем качественнее АС.

Электрическая мощность (Power Handling), которую выдерживает АС, является одной из основных характеристик. Однако нет прямой взаимосвязи между мощностью и качеством воспроизведения звука. Максимальное звуковое давление зависит скорее, от чувствительности, а мощность АС- в основном определяет ее надежность.

Часто на упаковке АС для ПК указывают значение пиковой мощности акустической системы, которая не всегда отражает реальную мощность системы, поскольку может превышать номинальную в 10 раз. Вследствие существенного различия физических процессов, происходящих при испытаниях АС, значения электрических мощностей могут отличаться в несколько раз. Для сравнения мощности различных АС необходимо знать, какую именно мощность указывает производитель продукции и какими методами испытаний она определена.

Некоторые модели колонок фирмы Microsoft подключаются не к звуковой карте, а к порту USB. В этом случае звук поступает на колонки в цифровом виде, а его декодирование производят небольшой Chipset, установленный в колонках.
Вопросы для самоконтроля:

Состав звуковой подсистемы ПК;
Модуль записи и воспроизведения;
Модуля синтезатора;
Модуль интерфейсов;
Модуль микшера;
Принцип работы и технические характеристики акустических систем. Программное обеспечение;
Форматы звуковых файлов;
Средства распознавания речи.

Практическая работа 8. Звуковая система ПК
Студент должен:
иметь представление:

о звуковой системе ПК

знать:

принципы обработки звуковой информации;
состав звуковой подсистемы ПК;
основные характеристики звуковых плат

уметь:

подключать и настраивать звуковые подсистемы ПК;
производить запись звуковых файлов.

Раздел 7. Устройства вывода информации на печать
Тема 7.1 Принтер
Студент должен:
иметь представление:

об устройствах вывод информации на печать

знать:

принцип работы устройств вывода информации на печать матричного принтера. Основные узлы и особенности эксплуатации, технические характеристики;
принцип работы устройств вывода информации на печать струйного принтера Основные узлы и особенности эксплуатации, технические характеристики;
принцип работы устройств вывода информации на печать лазерного принтера Основные узлы и особенности эксплуатации, технические характеристики.

Общие характеристики устройств вывода на печать. Классификация печатающих устройств. Принтеры ударного типа: принцип действия, механические узлы, особенности работы, технические характеристики, правила эксплуатации. Основные современные модели.

^ Струйные принтеры: принцип действия, механические узлы, особенности работы, технические характеристики, правила эксплуатации. Основные современные модели.

Лазерные принтеры: принцип действия, механические узлы, особенности работы, технические характеристики, правила эксплуатации. Основные современные модели.
Методические указания
Принтеры - устройства вывода данных из ЭВМ, преобразующие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге.

Классификацию принтеров можно выполнить по целому ряду характеристик:

способу формирования символов (знакопечатающие и знак о синтезирующие);
цветности (черно-белые и цветные);
способу формирования строк (последовательные и параллельные);
способу печати (посимвольные, построчные и постраничные)
скорости печати;
разрешающей способности.

Принтеры обычно работают в двух режимах: текстовом и графическом.

При работе в текстовом режиме принтер принимает от компьютера коды символов, которые необходимо распечатать из знаки генератора самого принтера. Многие изготовители оборудуют свои принтеры большим количеством встроенных шрифтов. Эти шрифты записаны в ROM принтера и считываются только оттуда.

Для печати текстовой информации существуют режимы печати, обеспечивающие различное качество:

черновая печать (Draft);
типографское качество печати (NLQ - Near Letter Quality);
качество печати, близкое к типографскому (LQ - Letter Quality);
высококачественный режим (SQL - Super Letter Quality).

В графическом режиме на принтер направляются коды, определяющие последовательности и местоположение точек изображении.

По способу нанесения изображения на бумагу принтеры подразделяются на принтеры ударного действия, струйные, фотоэлектронные и термические.

1.Звуковая система ПК

Звуковая система ПК в виде звуковой карты появилась в 1989 г., существенно расширив возможности ПК как технического средства информатизации.

Звуковая система ПК - комплекс программно-аппаратных средств, выполняющих следующие функции:

запись звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например, микрофона или магнитофона, путем преобразования входных аналоговых звуковых сигналов в цифровые и последующего сохранения на жестком диске;
воспроизведение записанных звуковых данных с помощью внешней акустической системы или головных телефонов (наушников);
воспроизведение звуковых компакт-дисков;
микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от нескольких источников;
одновременная запись и воспроизведение звуковых сигналов (режим Full Duplex );
обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов сигнала, фильтрация, изменение его уровня;
обработка звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного (трехмерного - 3D-Sound ) звучания;
генерирование с помощью синтезатора звучания музыкальных Инструментов, а также человеческой речи и других звуков;
управление работой внешних электронных музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI.
Скачать лекцию «Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации»

Классическая звуковая система, как показано на рис.1, содержит:

Структура звуковой системы ПК

модуль записи и воспроизведения звука:
модуль синтезатора;
модуль интерфейсов;
модуль микшера;
акустическую систему .

Первые четыре модуля, как правило, устанавливаются на звуковой карте. Причем существуют звуковые карты без модуля синтезатора или модуля записи воспроизведения цифрового звука. Каждый из модулей может быть выполнен либо в виде отдельной микросхемы, либо входить в состав многофункциональной микросхемы. Таким образом, Chipset звуковой системы может содержать как несколько, так и одну микросхему.

2. Модуль записи и воспроизведения

Модуль записи и воспроизведения звуковой системы осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA (Direct Memory Access — канал прямого доступа к памяти).

Звук , как известно, представляет собой продольные волны, свободно распространяющиеся в воздухе или иной среде , поэтому звуковой сигнал непрерывно изменяется во времени и в пространстве.

Запись звука — это сохранение информации о колебаниях звукового давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими словами, звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой форме .

Если при записи звука пользуются микрофоном, который преобразует непрерывный во времени звуковой сигнал в непрерывный во времени электрический сигнал, получают звуковой сигнал в аналоговой форме. Поскольку амплитуда звуковой волны определяет громкость звука, а ее частота - высоту звукового тона, постольку для сохранения достоверной информации о звуке напряжение электрического сигнала должно быть пропорционально звуковому давлению, а его частота должна соответствовать частоте колебаний звукового давления.

представляет собой преобразование аналогового сигнала в цифровой и состоит из следующих основных этапов: дискретизации, квантования и кодирования. Схема аналого-цифрового преобразования звукового сигнала представлена на рис. 2

Предварительно аналоговый звуковой сигнал поступает на аналоговый фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала.

Дискретизация сигнала

Дискретизация сигнала заключается в выборке отсчетов аналогового сигнала с заданной периодичностью и определяйся частотой дискретизации. Причем частота дискретизации должна быть не менее удвоенной частоты наивысшей гармоники (частотной составляющей) исходного звукового сигнала. Поскольку человек способен слышать звуки в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, максимальная частота дискретизации исходного звукового сигнала должна составлять не менее 40 кГц, т. е. отсчеты требуется проводить 40 000 раз в секунду. В связи с этим в большинстве современных звуковых систем ПК максимальная частота дискретизации звукового сигнала составляет 44,1 или 48 кГц.

Квантование

Квантование по амплитуде представляет собой измерение мгновенных значений амплитуды дискретного по времени сигнала и преобразование его в дискретный по времени и амплитуде. На рис. 3 показан процесс квантования по уровню аналогового сигнала, причем мгновенные значения амплитуды кодируются 3-разрядными числами.

Кодирование

Кодирование заключается в преобразовании в цифровой код квантованного сигнала. При этом точность измерения при квантовании зависит от количества разрядов кодового слова. Если значения амплитуды записать с помощью двоичных чисел и задать длину кодового слова N разрядов, число возможных значений кодовых слов будет равно 2 N . Столько же может быть и уровней квантования амплитуды отсчета. Например, если значение амплитуды отсчета представляется 16-разрядным кодовым словом, максимальное число градаций амплитуды (уровней квантования) составит 2 1б =65 536. Для 8-разрядного представления соответственно получим 2 8 = 256 градаций амплитуды.

Аналого-цифровое и Цифроаналоговое преобразование

Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным электронным устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП) , в котором дискретные отсчеты сигнала преобразуются в последовательность чисел. Полученный поток цифровых данных, т.е. сигнал, включает как полезные, так и нежелательные высокочастотные помехи, для фильтрации которых полученные цифровые данные пропускаются через цифровой фильтр.

Цифроаналоговое преобразование в общем случае происходит в два этапа, как показано на рис.4. На первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) выделяют отсчеты сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из дискретных отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный аналоговый сигнал с помощью фильтра низкой частоты, который подавляет периодические составляющие спектра дискретного сигнала.

Для записи и хранения звукового сигнала в цифровой форме требуется большой объем дискового пространства. Например, стереофонический звуковой сигнал длительностью 60 с, оцифрованный с частотой дискретизации 44,1 кГц при 16-разрядном квантовании для хранения требует на винчестере около 10 Мбайт.

Для уменьшения объема цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным качеством, используют компрессию (сжатие) , заключающуюся в уменьшении количества отсчетов и уровней квантования или числа бит, приходящихся на один отсчет.

Подобные методы кодирования звуковых данных с использованием специальных кодирующих устройств позволяют сократить объем потока информации почти до 20 % первоначального. Выбор метода кодирования при записи аудиоинформации зависит от набора программ сжатия - кодеков (кодирование-декодирование) , поставляемых вместе с программным обеспечением звуковой карты или входящих в состав операционной системы.

Основными характеристиками этого модуля являются: частота дискретизации; тип и разрядность АЦП и ЦАП; способ кодирования аудиоданных; возможность работы в режиме Full Duplex.

Частота дискретизации определяет максимальную частоту записываемого или воспроизводимого сигнала. Для записи и воспроизведения человеческой речи достаточно 6 - 8 кГц; музыки с невысоким качеством - 20 - 25 кГц; для обеспечения высококачественного звучания (аудиокомпакт-диска) частота дискретизации должна быть не менее 44 кГц. Практически все звуковые карты поддерживают запись и воспроизведение стереофонического звукового сигнала с частотой дискретизации 44,1 или 48 кГц.

Разрядность АЦП и ЦАП определяет разрядность представления цифрового сигнала (8, 16 или 18 бит). Подавляющее большинство звуковых карт оснащено 16-разрядными АЦП и ЦАП. Такие звуковые карты теоретически можно отнести к классу Hi-Fi, которые должны обеспечивать студийное качество звучания. Некоторые звуковые карты оснащаются 20- и даже 24-разрядными АЦП и ЦАП, что существенно повышает качество записи/воспроизведения звука.

Full Duplex (полный дуплекс) - режим передачи данных по каналу, в соответствии с которым звуковая система может одновременно принимать (записывать) и передавать (воспроизводить) аудиоданные. Однако не все звуковые карты поддерживают этот режим в полном объеме, поскольку не обеспечивают высокое качество звука при интенсивном обмене данными. Такие карты можно использовать для работы с голосовыми данными в Internet, например, при проведении телеконференций, когда высокое качество звука не требуется.

3. Модуль синтезатора

Электромузыкальный цифровой синтезатор звуковой системы позволяет генерировать практически любые звуки, в том числе звучание реальных музыкальных инструментов . Принцип действия синтезатора иллюстрирует рис. 5

Синтезирование представляет собой процесс воссоздания структуры музыкального тона (ноты). Звуковой сигнал любого музыкального инструмента имеет несколько временных фаз. На рис. 5 а показаны фазы звукового сигнала, возникающего при нажатии клавиши рояля. Для каждого музыкального инструмента вид сигнала будет своеобразным, но в нем можно выделить три фазы: атаку, поддержку и затухание . Совокупность этих фаз называется амплитудной огибающей , форма которой зависит от типа музыкального инструмента. Длительность атаки для разных музыкальных инструментов изменяется от единиц до нескольких десятков или даже до сотен миллисекунд. В фазе, называемой поддержкой , амплитуда сигнала почти не изменяется, а высота музыкального тона формируется во время поддержки. Последней фазе, затуханию , соответствует участок достаточно быстрого уменьшения амплитуды сигнала.

В современных синтезаторах звук создается следующим образом. Цифровое устройство, использующее один из методов синтеза, генерирует так называемый сигнал возбуждения с заданной высотой звука (ноту), который должен иметь спектральные характеристики, максимально близкие к характеристикам имитируемого музыкального инструмента в фазе поддержки, как показано на рис. 5б. Далее сигнал возбуждения подается на фильтр, имитирующий амплитудно-частотную характеристику реального музыкального инструмента. На другой вход фильтра подается сигнал амплитудной огибающей того же инструмента. Далее совокупность сигналов обрабатывается с целью получения специальных звуковых эффектов, например, эха (реверберация), хорового исполнения (хо-рус). Далее производятся цифроаналоговое преобразование и фильтрация сигнала с помощью фильтра низких частот (ФНЧ).

Основные характеристики модуля синтезатора:

метод синтеза звука;
объем памяти;
возможность аппаратной обработки сигнала для создания звуковых эффектов;
полифония - максимальное число одновременно воспроизводимых элементов звуков.

Метод синтеза звука

Метод синтеза звука , использующийся в звуковой системе ПК, определяет не только качество звука, но и состав системы.

На практике на звуковых картах устанавливаются синтезаторы, генерирующие звук с использованием следующих методов.

1. Метод синтеза на основе частотной модуляции (Frequency Modulation Synthesis - FM-синтез) предполагает использование для генерации голоса музыкального инструмента как минимум двух генераторов сигналов сложной формы. Генератор несущей частоты формирует сигнал основного тона, частотно-модулированный сигналом дополнительных гармоник, обертонов, определяющих тембр звучания конкретного инструмента. Генератор огибающей управляет амплитудой результирующего сигнала. FM-генератор обеспечивает приемлемое качество звука, отличается невысокой стоимостью, но не реализует звуковые эффекты. В связи с этим звуковые карты, использующие этот метод, не рекомендуются в соответствии со стандартом РС99.

2. Синтез звука на основе таблицы волн (Wave Table Synthesis - WT-синтез) производится путем использования предварительно оцифрованных образцов звучания реальных музыкальных инструментов и других звуков, хранящихся в специальной ROM, выполненной в виде микросхемы памяти или интегрированной в микросхему памяти WT-генератора. WT-синтезатор обеспечивает генерацию звука с высоким качеством. Этот метод синтеза реализован в современных звуковых картах.

Объем памяти на звуковых картах с WT-синтезатором может увеличиваться за счет установки дополнительных элементов памяти (ROM) для хранения банков с инструментами.

Звуковые эффекты формируются с помощью специального эффект-процессора , который может быть либо самостоятельным элементом (микросхемой), либо интегрироваться в состав WT-синтезатора. Для подавляющего большинства карт с WT-синтезом эффекты реверберации и хоруса стали стандартными.

Синтез звука на основе физического моделирования . Предусматривает использование математических моделей звукообразования реальных музыкальных инструментов для генерации в цифровом виде и для дальнейшего преобразования в звуковой сигнал с помощью ЦАП. Звуковые карты, использующие метод физического моделирования, пока не получили широкого распространения, поскольку для их работы требуется мощный ПК.

Полифония – максимальное количество одновременно воспроизводимых элементарных звуков. Для каждого типа звуковой карты значение полифонии может быть свое. (от 20 и больше голосов).

4. Модуль интерфейсов

Модуль интерфейсов обеспечивает обмен данными между звуковой системой и другими внешними и внутренними устройствами .

Интерфейс ISA в 1998 г. был вытеснен в звуковых картах интерфейсом PCI.

Интерфейс РСI обеспечивает широкую полосу пропускания (например, версия 2.1 - более 260 Мбит/с), что позволяет передавать потоки звуковых данных параллельно. Использование шины PCI позволяет повысить качество звука, обеспечив отношение сигнал/шум свыше 90 дБ. Кроме того, шина PCI обеспечивает возможность кооперативной обработки звуковых данных, когда задачи обработки и передачи данных распределяются между звуковой системой и CPU.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - цифровой интерфейс музыкальных инструментов) регламентируется специальным стандартом, содержащим спецификации на аппаратный интерфейс: типы каналов, кабели, порты, при помощи которых MIDI-устройства подключаются один к другому, а также описание порядка обмена данными - протокола обмена информацией между MIDI-устройствами. В частности, с помощью MIDI-команд можно управлять светотехнической аппаратурой, видеооборудованием в процессе выступления музыкальной группы на сцене. Устройства с MIDI-интерфейсом соединяются последовательно, образуя своеобразную MIDI-сеть, которая включает контроллер - управляющее устройство, в качестве которого может быть использован как ПК, так и музыкальный клавишный синтезатор, а также ведомые устройства (приемники), передающие информацию в контроллер по его запросу. Суммарная длина MIDI-цепочки не ограничена, но максимальная длина кабеля между двумя MIDI-Устройствами не должна превышать 15 метров.

В состав звуковой карты входит интерфейс для подключения приводов CD-ROM.

5. Модуль микшера

Модуль микшера звуковой карты выполняет:

коммутацию (подключение/отключение) источников и приемников звуковых сигналов, а также регулирование их уровня;
микширование (смешивание) нескольких звуковых сигналов и регулирование уровня результирующего сигнала.

К числу основных характеристик модуля микшера относятся:

число микшируемых сигналов на канале воспроизведения;
регулирование уровня сигнала в каждом микшируемом канале;
регулирование уровня суммарного сигнала;
выходная мощность усилителя;
наличие разъемов для подключения внешних и внутренних приемников/источников звуковых сигналов.

Joystic k / MIDI - для подключения джойстика или MIDI-адаптера;
Mic In - для подключения микрофона;
Line In - линейный вход для подключения любых источников звуковых сигналов;
Line Out - линейный выход для подключения любых приемников звуковых сигналов;
Speaker - для подключения головных телефонов (наушников) или пассивной акустической системы.

Стандарт Sound Blaster поддерживают приложения в виде игр для DOS, в которых звуковое сопровождение запрограммировано с ориентацией на звуковые карты семейства Sound Blaster.

Стандарт Windows Sound System (WSS) фирмы Microsoft включает звуковую карту и пакет программ, ориентированный в основном на бизнес-приложения.

6. Акустическая система

Акустическая система (АС) непосредственно преобразует звуковой электрический сигнал в акустические колебания и является последним звеном звуковоспроизводящего тракта.

Акустическая система

В состав АС, как правило, входят несколько звуковых колонок , каждая из которых может иметь один или несколько динамиков.

Количество колонок в АС зависит от числа компонентов, составляющих звуковой сигнал и образующих отдельные звуковые каналы.

Например, стереофонический сигнал содержит два компонента - сигналы левого и правого стереоканалов, что требует не менее двух колонок в составе стереофонической акустической системы.

Звуковой сигнал в формате Dolby Digita l содержит информацию для шести звуковых каналов : два фронтальных стереоканала, центральный канал (канал диалогов), два тыловых канала и канал сверхнизких частот. Следовательно, для воспроизведения сигнала Dolby Digital акустическая система должна иметь шесть звуковых колонок.

В основном АС для ПК состоит из двух звуковых колонок , которые обеспечивают воспроизведение стереофонического сигнала. Обычно каждая колонка в АС для ПК имеет один динамик, однако в дорогих моделях используются два: для высоких и низких частот. При этом современные модели акустических систем позволяют воспроизводить звук практически во всем слышимом частотном диапазоне благодаря применению специальной конструкции корпуса колонок или громкоговорителей.

Для воспроизведения низких и сверхнизких частот с высоким качеством в АС помимо двух колонок используется третий звуковой агрегат - сабвуфер (Subwoofer ) , устанавливаемый под рабочим столом. Такая трехкомпонентная АС для ПК состоит из двух так называемых сателлитных колонок , воспроизводящих средние и высокие частоты (примерно от 150 Гц до 20 кГц), и сабвуфера, воспроизводящего частоты ниже 150 Гц.

Отличительная особенность АС для ПК - возможность наличия собственного встроенного усилителя мощности . АС со встроенным усилителем называется активной . Пассивная АС усилителя Не имеет.

Главное преимущество активной АС состоит в возможности подключения к линейному выходу звуковой карты . Питание активной АС осуществляется либо от батареек (аккумуляторов), либо от электрической сети через специальный адаптер, выполненный в виде отдельного внешнего блока или модуля питания, устанавливаемого в корпус одной из колонок.

Выходная мощность акустических систем для ПК может изменяться в широком диапазоне и зависит от технических характеристик усилителя и динамиков. Если система предназначена для озвучивания компьютерных игр, достаточно мощности 15 — 20 Вт на колонку для помещения средних размеров. При необходимости обеспечения хорошей слышимости во время лекции или презентации в большой аудитории возможно использовать одну АС, имеющую мощность до 30 Вт на канал. С увеличением мощности АС увеличиваются ее габаритные размеры и повышается стоимость.

Современные модели акустических систем имеют гнездо для головных телефонов, при подключении которых воспроизведение звука через колонки автоматически прекращается.

Акустическая система Microlab

Основные характеристики АС:

полоса воспроизводимых частот,
чувствительность,
коэффициент гармоник,
мощность .

Полоса воспроизводимых частот (FrequencyResponse ) - это амплитудно-частотная зависимость звукового давления, или зависимость звукового давления (силы звука) от частоты переменного напряжения, подводимого к катушке динамика.

Полоса частот, воспринимаемых ухом человека, находится в диапазоне от 20 до 20 000 Гц.

Колонки, как правило, имеют диапазон, ограниченный в области низких частот 40 - 60 Гц. Решить проблему воспроизведения низких частот позволяет использование сабвуфера.

Чувствительность звуковой колонки (Sensitivity) характеризуется звуковым давлением, которое она создает на расстоянии 1 м при подаче на ее вход электрического сигнала мощностью 1 Вт.

В соотвеЗвуковая система ПК в виде звуковой карты появилась в 1989 г., существенно расширив возможности ПК как технического средства информатизации.Источники и приемники звукового сигнала соединяются с модулем микшера через внешние или внутренние разъемы. Внешние разъемы звуковой системы обычно находятся на задней панели корпуса системного блока:/h3nbsp;stron/bgbтствии с требованиями стандартов чувствительность определяется как среднее звуковое давление в определенной полосе частот.

Чем выше значение этой характеристики, тем лучше АС передает динамический диапазон музыкальной программы. Разница между самыми «тихими» и самыми «громкими» звуками современных фонограмм 90 - 95 дБ и более. /emАС с высокой чувствительностью достаточно хорошо воспроизводят как тихие, так и громкие звуки.

Коэффициент гармоник

Коэффициент гармоник (Total Harmonic Distortion - THD) оценивает нелинейные искажения, связанные с появлением в выходном сигнале новых спектральных составляющих.

Коэффициент гармоник нормируется в нескольких диапазонах частот. Например, для высококачественных АС класса Hi-Fi этот коэффициент не должен превышать: 1,5% в диапазоне частот 250-1000 Гц; 1,5 % в диапазоне частот 1000-2000 Гц и 1,0 % в диапазоне частот 2000 - 6300 Гц.

Чем меньше значение коэффициента гармоник, тем качественнее АС.

Электрическая мощность

Электрическаямощность (Power Handling) , которую выдерживает АС, является одной из основных характеристик. Однако нет прямой взаимосвязи между мощностью и качеством воспроизведения звука. Максимальное звуковое давление зависит скорее, от чувствительности, а мощность АС в основном определяет ее надежность .

Среди производителей высококачественных и дорогих АС - фирмы Creative, Yamaha, Sony, Aiwa . AC более низкого класса выпускают фирмы Genius, Altec, JAZZ Hipster.

Некоторые модели колонок фирмы Microsoft подключаются не к звуковой карте, а к порту USB. В этом случае звук поступает на колонки в цифровом виде, а его декодирование производит небольшой Chipulb, каждая из которых может иметь один или несколько динамиков.pset, установленный в колонках.

7. Направления совершенствования звуковой системы

В настоящее время фирмы Intel, Compaq и Microsoft предложили новую архитектуру звуковой системы ПК . Согласно этой архитектуре модули обработки звуковых сигналов выносятся за пределы корпуса ПК , в котором на них действуют электрические помехи, и размещаются, например, в колонках акустической системы. В этом случае звуковые сигналы передаются в цифровой форме, что значительно повышает их помехозащищенность и качество воспроизведения звука. Для передачи цифровых данных в Цифровой форме предусматривается использование высокоскоростных шин USB и IEEE 1394.

Еще одним направлением совершенствования звуковой системы является создание объемного (пространственного) звука, называемого трехмерным, или 3D-Sound (Three Dimentional Sound) . Для получения объемного звучания производится специальная обработка фазы сигнала: фазы выходных сигналов левого и правого каналов сдвигаются относительно исходного. При этом используется свойство мозга человека определять положение источника звука путем анализа соотношения амплитуд и фаз звукового сигнала, воспринимаемого каждым ухом. Пользователь звуковой системы, оборудованной специальным модулем обработки 3D-звука, ощущает эффект «перемещения» источника звука.

Новым направлением применения мультимедийных технологий является создание домашнего театра на базе ПК (PC — Theater ) ,т.е. варианта мультимедийного ПК, предназначенного одновременно нескольким пользователям для наблюдения за игрой, просмотра образовательной программы или фильма в стандарте DVD. PC-Theater в своем составе имеет специальную многоканальную акустическую систему, формирующую объемный звук (Surround Sound ). Системы Surround Sound создают в помещении различные звуковые эффекты, причем пользователь ощущает, что он находится в центре звукового поля, а источники звука - вокруг него. Многоканальные звуковые системы Surround Sound используются в кинотеатрах и уже начинают появляться в виде устройств бытового назначения.

В многоканальных системах бытового назначения звук записывается на двух дорожках лазерных видеодисков или видеокассет по технологии Dolby Surround , разработанной фирмой Dolby Laboratories. К наиболее известным разработкам в этом направлении относятся:

Dolby (Surround ) Pro Logic - четырехканальная звуковая система, содержащая левый и правый стереоканалы, центральный канал для диалогов и тыловой канал для эффектов.

Dolby Surround Digital - звуковая система, состоящая из 5 + 1 каналов: левого, правого, центрального, левого и правого каналов тыловых эффектов и канала сверхнизких частот. Запись сигналов для системы выполняется в виде цифровой оптической фонограммы на кинопленке.

В отдельных моделях акустических колонок помимо стандартных регуляторов высоких/низких частот, громкости и баланса имеются кнопки для включения специальных эффектов, например, ЗD-звука, Dolby Surround и др.

Контрольные вопросы

Какие основные функции выполняет звуковая система ПК?
Какие основные компоненты входят в состав звуковой системы ПК?
Исходя из каких соображений выделяется частота дискретизации сигнала в процессе аналого-цифрового преобразования?
Перечислите основные этапы аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования.
Какие основные параметры характеризуют модуль записи и воспроизведения звука?
Какие применяют методы синтеза звука?
Какие функции выполняет модуль микшера и что относится к числу его основных характеристик?
В чем отличие пассивной акустической системы от активной?

Звуковая система ПК - комплекс программно-аппаратных средств, выполняющих следующие функции:

запись звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например, микрофона или магнитофона, путем преобразования входных аналоговых звуковых сигналов в цифровые и последующего сохранения на жестком диске;

воспроизведение записанных звуковых данных с помощью внешней акустической системы или головных телефонов (наушников);

воспроизведение звуковых компакт-дисков;

микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от нескольких источников;

одновременная запись и воспроизведение звуковых сигналов (режим Full Duplex );

обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов сигнала, фильтрация, изменение его уровня;

обработка звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного (трехмерного - 3 D - Sound ) звучания;

генерирование с помощью синтезатора звучания музыкальных инструментов, а также человеческой речи и других звуков;

управление работой внешних электронных музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI.

Классическая звуковая система, как показано на рис. 5.1, содержит:

Модуль записи и воспроизведения звука;

модуль синтезатора;

модуль интерфейсов;

модуль микшера;

акустическую систему.

2. Модуль записи и воспроизведения

Модуль записи и воспроизведения звуковой системы осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA (Direct Memory Access - канал прямого доступа к памяти).

Звук, как известно, представляет собой продольные волны, свободно распространяющиеся в воздухе или иной среде, поэтому звуковой сигнал непрерывно изменяется во времени и в пространстве.

Аналого-цифровое преобразование представляет собой преобразование аналогового сигнала в цифровой и состоит из следующих основных этапов: дискретизации, квантования и кодирования. Схема аналого-цифрового преобразования звукового сигнала представлена на рис. 5.2.

Дискретизация сигнала заключается в выборке отсчетов аналогового сигнала с заданной периодичностью и определяется частотой дискретизации. Причем частота дискретизации должна быть не менее удвоенной частоты наивысшей гармоники (частотной составляющей) исходного звукового сигнала. Поскольку человек способен слышать звуки в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, максимальная частота дискретизации исходного звукового сигнала должна составлять не менее 40 кГц, т. е. отсчеты требуется проводить 40 000 раз в секунду. В связи с этим в большинстве современных звуковых систем ПК максимальная частота дискретизации звукового сигнала составляет 44,1 или 48 кГц.

Квантование по амплитуде представляет собой измерение мгновенных значений амплитуды дискретного по времени сигнала и преобразование его в дискретный по времени и амплитуде. На рис. 5.3 показан процесс квантования по уровню аналогового сигнала, причем мгновенные значения амплитуды кодируются 3-разрядными числами.

Кодирование заключается в преобразовании в цифровой код квантованного сигнала. При этом точность измерения при квантовании зависит от количества разрядов кодового слова. Если значения амплитуды записать с помощью двоичных чисел и задать длину кодового словаN разрядов, число возможных значений кодовых слов будет равно2 N . Столько же может быть и уровней квантования амплитуды отсчета. Например, если значение амплитуды отсчета представляется 16-разрядным кодовым словом, максимальное число градаций амплитуды (уровней квантования) составит 2 16 = 65 536. Для 8-разрядного представления соответственно получим 2 8 =256 градаций амплитуды.

Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным электронным устройством - аналого-цифровым преобразова телем (АЦП), в котором дискретные отсчеты сигнала преобразуются в последовательность чисел. Полученный поток цифровых данных, т.е. сигнал, включает как полезные, так и нежелательные высокочастотные помехи, для фильтрации которых полученные цифровые данные пропускаются через цифровой фильтр.

Цифроаналоговое преобразование в общем случае происходит в два этапа, как показано на рис. 5.4. На первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) выделяют отсчеты сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из дискретных отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный аналоговый сигнал с помощью фильтра низкой частоты, который подавляет периодические составляющие спектра дискретного сигнала.

Для уменьшения объема цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным качеством, используют компрессию (сжатие), заключающуюся в уменьшении (Количества отсчетов и уровней квантования или числа бит, при-I холящихся на один отсчет.

Подобные методы кодирования звуковых данных с использованием специальных кодирующих устройств позволяют сократить объем потока информации почти до 20 % первоначального. Выбор метода кодирования при записи аудиоинформации зависит от набора программ сжатия - кодеков (кодирование-декодирование), поставляемых вместе с программным обеспечением звуковой карты или входящих в состав операционной системы.

Разрядность АЦП и ЦАП определяет разрядность представления цифрового сигнала (8, 16 или 18 бит). Подавляющее большинство звуковых карт оснащено 16-разрядными АЦП и ЦАП. Такие звуковые карты теоретически можно отнести к классу Hi-Fi, которые должны обеспечивать студийное качество звучания. Некоторые звуковые карты оснащаются 20- и даже 24-разрядными АЦП и ПАП, что существенно повышает качество записи/воспроизведения звука.

Full Duplex (полный дуплекс) - режим передачи данных по каналу, в соответствии с которым звуковая система может одновременно принимать (записывать) и передавать (воспроизводить) аудиоданные. Однако не все звуковые карты поддерживают этот режим в полном объеме, поскольку не обеспечивают высокое качество звука при интенсивном обмене данными. Такие карты можно использовать для работы с голосовыми данными в Internet, например, при проведении телеконференций, когда высокое качество звука не требуется.

С завоевыванием рынка компьютерами домашние кинотетры начали вытесняться и на сегодня уже почти забыты. Не заслуженно забыты...

Что же было хорошего в домашнем кинотеатре, кроме возможности воспроизводить ДВД диски? Ведь самый простенький ДВД-плеер может тоже самое. Какой смысл платить за какие то пять колонок, порой не взрачных и дополнительный ящик, именуемый непонятным словом сабвуфер?
Чтож... Начнем как обычно - с задни... Пардон - с конечной стороны, а именно с акустических систем.
Прежде всего необходимо пояснить что же это такое САБВУФЕР. Не будем изобретать словестный велосипед и обратимся к Википедии, которая гласит:
Сабвуфер (англ. subwoofer) - акустическая система, воспроизводящая звуки низких частот (примерно от 5 до 200 Гц).
Низкие звуковые частоты плохо локализуются, то есть человеку сложнее определить, откуда идёт звук. Получается, что в многополосной аудиосистеме можно сделать одну большую низкочастотную колонку на всю систему, а в остальных колонках держать лишь средне- и высокочастотные динамики. Это делает акустическую систему более компактной, уменьшает стоимость и позволяет поместить громоздкий и вибрирующий сабвуфер в место, где он не будет мешать (например, под стол). Кроме того, подбирая подходящее место для сабвуфера, можно попытаться погасить низкочастотные стоячие волны, неизбежно возникающие в небольшом замкнутом помещении.
Сабвуфер обычно применяется в системах, рассчитанных на просмотр современных насыщенных спецэффектами фильмов и прослушивание современной музыки (особенно электронной) - в них важна убедительная передача низких частот.
Частая проблема сабвуферных систем - плохая стыковка амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик сателлитов и сабвуфера. На стыке АЧХ может быть как провал, так и завышение уровня из-за несоответствия частотного диапазона или интерференции волн с разным фазовым сдвигом. Поэтому на некоторых сабвуферах существует возможность подстройки его верхней граничной частоты и фазы.
Тут необходимо небольшое пояснение - сателлитами называют акустические системы (колонки) используемые для воспроизведение средних и высоких частот.
Внешне комплект акустических систем 5.1 может выглядеть по разному. Это может быть пять полностью одинаковых сателлитов и один сабвуфер:

А может и отличаться внешним видом всех трех групп сателлитов - передние будут более габаритными, поскольку основной упор звуковой картины делается все таки на них, задние более компактыне, а центральная ас будет чем то промежуточным между передними и задними.

В любом случае будет присутствовать довольно большой ящик с единственным динамиком, который и именуется сабвуфером.
Что же дает такое большое количество колонок? Прежде всего следует заметить, что не такое оно уж и большое. Уже есть аудиокарты подерживающие систему 7.1, т.е. состояющую из восьми усилителей и акустических систем. Но поскольку разговор идет о системах 5.1, то именно эта ситема позволяет получить эффект сто процентного присутствия, поскольку звук идет со всех четырех сторон, а центральная акустическая система позволяет акцентировать, что все таки у этой звуковой картины есть перед.
В интернете иногда возникают споры, мол зачем столько колонок, мол у человека всего два уха и следовательно двух колонок будет волне достаточно. Более невежественного заявления найти довольно затруднительно. Есть, и довольно давно, наука, именуемая психоакустикой, которая вполне подробно, практически на пальцах объясняет почему человек при наличии всего двух ушей безошибочно определяет направление источника звука, не зависимо от того находится ли источник сзади или спереди.
Именно отталкиваясь от способностей человека определять направление звука и были созданы первые системы объемного звучания, именуемы КВАДРО. Далее формат переос в систему 5.1, причем на сегодня он имеет две разновидности.
Первый вариант делает упор на использование его в звуковом сопровождении к фильмам и как правило обозначается логотипом разработчика формата "Dolby Digital"
Dolby Digital EX
EX - это приставка, использующаяся для обозначения систем звука Dolby Digital c 5.1 каналами: двух фронтальных, центрального, низкочастотного, тылового объёмного звучания и двух боковых объёмного звучания.
Dolby Digital Surround-EX
Dolby Digital Surround-EX добавляет звуковой дорожке третий канал объёмного звука. Идея принадлежит звукорежиссёрам студии Skywalker Sound. Технология разработана совместно с Dolby Laboratories и Lucasfilm THX.
Dolby Digital Live
Dolby Digital Live (DDL) - технология кодирования многоканального (5.1) аудиосигнала в формат AC3 в реальном времени, предложенная компанией Dolby Technologies. Предназначена для передачи многоканального звука из игр и иных приложений на ресивер по интерфейсу S/PDIF(оптическому или коаксиальному).
Её использование позволяет избавиться от ограничений, из-за которых по цифровым интерфейсам могли передаваться только уже готовые (то есть хранящиеся закодированными в формат AC3 или DTS) многоканальные дорожки, обычно являющиеся звуковым сопровождением фильмов), а в играх возможности цифрового выхода ограничивались обычным стереозвуком. (Для полноценного 5.1 в играх в таких случаях требуется трёхпроводное аналоговое подключение, если оно, конечно, возможно.)
Принципиальным и неустранимым недостатком технологии DDL является некая потеря качества звука от сжатия его в AC3 формат(сравнимая с переходом от CD-Audio к mp3 с высоким битрейтом) что, однако совершенно некритично для основного предполагаемого её применения.
В настоящее время эта технология встречается преимущественно в материнских платах, оснащённых кодеками Realtek ALC882D, ALC888DD и ALC888H, а также с некоторыми кодеками C-Media. Такие платы можно найти по фразам «AC3 Encode» или собственно «Dolby Digital Live» в описаниях товара.
Также эта технология начинает внедряться в ноутбуки, где в условиях дефицита места для «лишних» аналоговых разъёмов сулит наибольшие преимущества - один разъём позволит получить полноценный 5.1 звук во всех приложениях при условии подключения ноутбука к ресиверу или набору активных колонок со встроенным декодером.
Из отдельных звуковых карт с поддержкой этой технологии стоит отметить Terratec Aureon 7.1, а в популярных звуковых картах семейства Creative X-Fi поддержка DDL отсутствует, но (по неофициальной информации) в будущем не исключено её введение задним числом при выходе новой версии драйверов.
На 2010 год из семейства Creative X-Fi можно выделить следующие модели с поддержкой этой технологии: CREATIVE X-Fi Titanium 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Pro 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Champion 7.1
Dolby Digital Plus
Детище компаний MIPS Technologies и Dolby Laboratories.
Особенности:
Многоканальный звук с независимыми каналами
Поддерживается до 7.1 каналов и возможность наличия нескольких аудио программ в одном потоке
Вывод потока Dolby Digital для совместимости со старыми устройствами
Максимальная скорость потока до 6 Mbps
Битрейт от 3 Mbps на HD DVD и до 1.7 Mbps на Blu-ray Disc
Поддерживается HDMI
В одном потоке может содержатся материал на разных языках
Новые возможности при кодировании для аудио профессионалов
Сохранение высокого качества на более эффективных для радиовещания скоростях передачи данных (200 Kbps для 5.1 каналов)
Dolby Digital Plus поддерживает больше 8 аудио каналов. Стандарты HD DVD и Blu-ray Disc сейчас ограничивают это число до 8.
Dolby TrueHD
Dolby TrueHD является форматом звука сжатого без потерь по алгоритму Meridian Lossless Packing (MLP). Характеристики звука, сжатого по стандарту:
до 14 каналов из потока, хотя чаще всего сегодня используются в фильмах на Blu-ray дисках: 6 (5.1) каналов и максимум 8 (7.1), а поддерживается воспроизведения со стороны AV-ресиверах - 8 каналов (7.1);
разрядность до 24 бит и частота дискретизации 192 кГц (что и для носителя Blu-ray - 18 Мбит/с), хотя для фильмов на Blu-ray распространено до 8 каналов с 24 бит и 96 кГц при сжатии до потока при сжатии 63 Мбит/с или - 6 каналов с 24 бит и 192 кГц при сжатого потока до 18 Мбит/с.

Второй вариант - Waveform Audio File Format (WAVE, WAV, от англ. waveform - «в форме волны») - формат файла-контейнера для хранения записи оцифрованного аудиопотока, подвид RIFF. Этот контейнер как правило используется для хранения несжатого звука в импульсно-кодовой модуляции. Однако контейнер не налагает каких-либо ограничений на используемый алгоритм кодирования. Данный вариант позволяет в одном файле хранить сразу нескоьк не зависимых звуковых потоков с отсутствием проникновения одного потока в другой. Данный формат широко используется в компьютерной технике.

Какую систему лучше купить? Тут уже все зависит от суммы, которую Вы желаете потратить на эту затею и собственно предполагаемых условий эксплуатации. Например Вы живете в панельном доме с отличной слышимостью. Слишком большая громкость вашей акустики неизбежно вызовет жалобы соседей. В этом случае смысла гнаться за мощными аппаратами нет - вполне подойдет и приведенная на верхней фотографии система.
Если же есть возможность слушать мцзыку по громче, то тут уже нужно исходить из ценовой категории акустических систем.
Прежде всего нужно обратить внимание на корпус колонок. Если он пластмассовый, то хорошего звука от них ожидать весьма наивно. Дело в том, что динамическая головка конструктивно сделана так, что и передняя сторона дифузора и задняя отдают в атмосферу абсолютно одинаковое звуковое давление. И чем громче играет дианмик, создавая звуковую волну, направленную на слушателя, тем сложнее удержать эту же волну, но противоположную по фазе внутри корпуса акустической ситемы. Если корпус пластмассовый и довольно тонкий, то он уже сам начнет издавать звук, не справляясь со звуковым давлением внутри колонки. Особенно это будет заметно на частотах близких к резонансу пластмассы, из котрой сделана колонка.
Выявить эту проблему не сложно - достаточно постучать костяшками пальцев по боковине корпуса акустической системы. Звук получится звонкий и достаточно громкий. Акустические системы дающие тихий глухой звук при ударе по корпусу считаются хорошими и чем тише и глуше звук удара по колонке, тем у ее корпуса лучше звукопоглощение и ее корпус не будет давать дополнительных призвуков в звуковой сигнал.
Конструктивно акустические системы 5.1 могут быть либо активными, либо пассивными. В первом случае это означает, что в корпус одной из акустических систем (обычно сабвуфера, поскольку он самый большой) спрятан усилитель мощности. Отличить подобный сабвуфер от пассивного не трудно - у него на корпусе имеются ручки управления, часто индикация, а сзади целая группа различный разъемов и зажимов:

Однако комплектом активной акустической системы может называться и комплект пассивных колонок, дополненный отдельным блоком, в котором собственно и находится усилитель мощности:

Пассивные акустические системы 5.1 предназначены для работы с современными ресиверами, имеющими такое же количество выходов. Обычно такие системы значительно мощнее и качественней сделаны, чем активные, поскольку подразумевают уже среднюю и высокую ценовую категорию:

Оптимальное расположение акустических систем приведено на рисунке ниже:

Сабвуфер на рисунке не показан, поскольку его место нахождение не принципиально. Главное - чтобы он был.
Практически все активные акустические системы содержат усилители, выполненные на микросхемах и вполне подходят не искушенному, средне статистическому слушателю. Однако и тут есть разница в звучании, да и в качестве самой конструкции как таковой. Например первые модели активной акустики фирмы "microlab" отличались и качеством звучания и своей выносливостью. Как только Российский рынок этой торговой маркой был освоен начались проблемы с качеством - постоянно сгорающие сетевые трансформаторы, заметное снижение качества звука, отсутствие звуко поглощающих материалов внутри корпусов акустических систем и т.д. и т.п. Конечно же менеджеры утверждали, что у них стабильные цены на фоне дорожающих аналогов конкурентов, но вот за счет чего производилась экономия?
Более менее стабильными по качеству своей продукции пока остаются "SVEN", выпускающая как активную акустику, так и пассивную. Стараются держать марку и "Genius". Так же следует обратить внимание на новые торговые марки - пока идет освоение рынка продукция обычно надлежащего качества и именно той ценовой категории, которая обозначена.

Так же не стоит забывать об эконом классе, но это касается только тех, у кого руки растут из нужного места, поскольку речь идет о самодельных акустических системах и усилителях.
Бывшие в употреблении акустические системы можно купить прктически за копейки. Для небольших помещений вполне подойдут S-30:

Для тех, кто любит немного громче есть S-50.

Ну и конечно же не стоит забывать о легенде Советского звукостроения S-90:

Был еще один вариант популярной акустической системы - S-70. Уникальность данной АС заключается в том, что внутри каждой колонки стоял усилитель мощности, причем довольно не плохой для своего времени.

Основной недостаток этой системы заключается в том, что сегодня практически не возможно найти данные колонки с исправным усилителем. Однако, пару абзацев назад было упомянуто, что этот текст для тех у кого руки растут из нужного места, следовательно ни что не мешает демонтировать старую начинку данной колонки и используюя лишь источник питания монтировать в АС новый усилитель.
Так же не стои забывать об изделия Украинсткого радиостроения КЛИВЕР, среди которых тоже были вполне достойные экземпляры:

Конечно же использование данных комплектов требует не только место, для размещения, но и денег. Однако как бы не казалось это удовольствие дорогим далеко не каждый имеет представление об истинно дорогих акустических системах. Например система B&W Nautilus стоят 2600000 рублей за две штуки:

Но и это далеко не предел, поскольку Британская компания Hart Audio доказала, что нет предела совершенства выпустив акустическую систему Hart Audio D&W Aural Pleasure для меломанов, которая действительно вызывает «вау» эффект. Стоимость этого ЧУДА составляет 4700000 долларов США:

В качестве усилителя наиболее выгодно использовать ресиверы, поскольку довольно много моделей современных ресиверов подерживают звук 5.1. Однако далеко не все оснащены усилителем для сабвуфера и имеют только линейный выход под НЧ канал. Модельный ряд ресиверов озвучивать смысла не имеет - большинство ресиверов средней ценовой категории изготовлены в Китае и в качестве усилителей мощности используются микросхемы STK, на которых можно получить вполне хороший звук (не аудиофильский, конечно же, но гораздо лучший, чем на КТ805).
Необходимо сказать пару слов собственно об источниках. Поскольку начало разговора было о компьютерах, то закончить его вполне логично беседой об аудиокартах. Практически все материнские платы оборудованы интегрированными аудиокартами и подавляющее большинство пользователей вполне логиччно спрашивает: "А на фига что-то другое?".
Можно конечно развести на эту тему большу полемику, но наиболее наглядынм будет перефразировать вопрос: "Довольно много материнских плат оборудовани интегрированными видекартами, однако зачем в них всталяют видеокарты стоимость чуть ли не как сама материнская плата?"
Правильно. Интегрированная карта не способна обработать информацию с той скоростью, с котрой делает это устанавливаемая в слот видюха. Отсутствие мощной видекарты ограничивает возможности компьютера, наиболее заметное в инсталяции игр. Тоже самое касается и аудикарты. Самая популярная АС-97 разрабатывалась для того, чтобы издавать звуки, но ни как не музыку. К сожалению кривизна звука не так наглядна и не так режет ухо, как кривизна изображения, однако прослушав одну и туже композицию на разных типах аудиотракта можно составить впечатление.
Для большей наглядности приведу несколько комментариев, оставленных в интернетмагазинах:

Creative "SoundBlaster 5.1 VX" PCI OEM , стоимостью1600-1700 руб
Звук при воспроизведении музыки,фильмов, отличный. Использую с ресивером yamaha и системой 5.1 через оптический кабель. Все функции обработки звука работают
Звук отличный! Используется в комплекте: передние колонки Microlab solo 6, задние SVEN... В комнате 4х6м можно устраивать дискотеку.

ASUS "Xonar DS" 7.1 PCI Retail, стоимостью 1700-1850 руб
Отношение сигнал шум 107 Дб. В наушниках вообще ни каких посторонних шумов при полной громкости.
Чистый звук по сравнению с интегрированными звуковыми картами
Единственно что в ней порадовало это качество звука который сразу стал отличаться даже на не дорогой акустике microlab solo.
Потрясающий звук (причём с родными драйверами и родным операционником)! Удобные настройки.
Первые ощущения после встроенной звуковки. Высокие частоты лучше стали прослушиваться, вокал на порядок выше звучит. В песнях стали слышны некоторые мелочи которые до этого были неуловимы на слух

ASUS Xonar DX 7.1 PCI-Ex1, стоимостью 2600-2700 руб.
Звук просто потрясающий (слушаю в Sennheiser HD380Pro). X-FI нервно курит в сторонке (про интегрированные вообще молчу).
Звук просто прекрасный. Немного повозился с настройкой звука, что бы раскрылась карточка на все 100%. Теперь очень доволен как звучит вся аудио система. Использую Solo 7c + пассивный саб SVEN на 70 ватт.
Отменный звук как через колонки,так и через наушники!!!
Хороший плотный звук. Глубокие басы, ровная подробная середина, высокие в меру воздушные. Наличие ASIO. Не удобное ПО приходится переключать всё в ручную, но это компенсируется качеством звука!
Звук стал намного глубже, четче, объемнее. Теперь даже не знаю как раньше жил на встроенном звуке.
Даже не сильно качественные колонки с этой звуковушкой выдают просто офигенский, невероятный звук.
Как владелец этой аудиокарты полностью подерживаю все выше сказанное. Разумеется были и отрицательные отзывы, но практически все из них связаны с установкой драйверов. Я сам попался на удочку, когда после включения карта попросила драйвера и я их дал с установочного диска. После установки звук не появился, не появился и после перезагрузки. Оказывается я не дочитал, положившись на свою гениальностью, что нужно устанавливать ВЕСЬ пакет утилит. Только после этого карта заработала и менять ее на что-то я не собираюсь в ближайшие несколько лет.

Более дорогие аудикарты трогать не будем - это уже, так сказать, домашнее задание, если кому интересно. Общее же впечатление можно сформулировать весьма коротким предложением - после опробывания аудикарт ни кто не станет возвращаться к интегрированным.
Осталось немного обсудить помещение, где будет эксплуатироваться аудиосистема. Конечно же делать капитальный ремонт в комнате, где установлен аудиокмплекс ни кто не призывает. Однако дать несколько рекомендаций все таки надо.
Самым паршивым местом для аудиосистем являются серванты. Раставленные на стеклянных полках рюмки, фужеры, вазы, статуэтки уже при мощностях более пяти ватт в сумме со всех каналов начинают потихоньку позвякивать, побрякивать и подделенчивать. Поэтому следует приложить максимум усилий, чтобы избавится от склада стеклотары в помещении, где будет прослушиваться музыка.
Так же негативно сказываются на звуке голые стены. Многократно переотражаясь возникает вероятность возникновения стоячей волны, которая может испортить звук даже самой хорошей акустической системы. Поэтому рекомендуется не брезговать украшением стены в виде ковров. Ковер имеет неоднородную структуру и довольно хорошо поглощает звук.
Еще одной неприятностью может послужить сильноточные потребители. Как правило у китайских соединительных кабелей довольно плохая экранировка, поэтому кабель от аудиокарты до усилителя (активной акустической системы) должен быть минимальной длины и поблизости не должно быть розеток, в которые включаются маслянные обогреватели, чайники и другие потребители мощность которых превышает 1000 Вт.
Статья подготовлена для сайта

Напечатать