Hangtechnika Zh

Országok listájaHungaryPécsi TudományegyetemPollack Mihály Műszaki KarMédiatechnológus asszisztensHangtecnikaHangtechnika Zh

HANG: A levegQ, vagy más közeg részecskéinek rezgése, amit valamilyen hangforrás idéz elQ, pl.: emberi beszéd, ének, hangszerek, természeti hangok, tárgyak kölcsönhatása, ... FQbb jellemzQi: hangerQ - a rezgQ közeg mozgási energiájával arányos, frekvencia - rezgésszám/másodperc, spektrum - a különféle erQsségq és frekvenciájú rezgések eloszlása egy hangmintában.
Az ember által hallható frekvenciatartomány: 20Hz-20kHz. Az emberi beszédtartomány alaphangjai kb. a 300Hz-3kHz-ig terjednek.
A hanghullám elektronikai reprezentációja egy, a hang ütemének megfelelQen változó feszültség vagy áram.
A hanghullám idQbeli viszonyát egy adott idQponthoz képest fázisnak nevezzük.
A fázist fokokban mérjük. A szinusz hullám egy teljes periódusának a fázisa 360°ð. Ha két hanghullám fáziskülönbsége 180°ð, akkor a két hullámnak azonosak a null-átmenetei, viszont ellentétes elQjelqek, ilyenkor mondjuk, hogy a két hullám ellenfázisban van.

Amit mi hangként érzékelünk az a mozgási energia egy fajtája, az akusztikai energia.
Az akusztikai energia valamilyen fizikai közegben (pl. levegQ) fellépQ nyomásváltozás, illetQleg annak továbbterjedése (hullám). Egy teljes periódus két részbQl áll: a periódus elsQ felében a levegQ molekulák összesqrqsödnek (magasabb nyomás), majd ezt követi egy ritkulási szakasz (alacsonyabb nyomás). Minél nagyobb mértékq a sqrqsödés, illetve ritkulás, annál nagyobb a hangnyomás és ezáltal az amplitúdó.
Az egységnyi idQ alatti levegQ nyomásváltozások számát a hullám frekvenciájának hívjuk, ennek mértékegysége a Hz (Hertz).
Azt az idQt, amely alatt egy teljes hullám lejátszódik, periódusidQnek hívjuk, ami a frekvencia reciproka.
A hang terjedési sebessége normál páratartalmú +20oC
hQmérsékletq levegQben 340 m/s. Ez többek közt függ a páratartalomtól és a légköri nyomástól is, viszont nem függ a frekvenciától. Az a távolság, amelyet egy adott frekvenciájú hanghullám egy periódus alatt tesz meg, hullámhossznak nevezzük. (hullámhossz = hang terjedési sebessége / frekvencia).
Jele: c; mértékegysége: m/s

Az ember számára hallható, érzékelhetQ hang, egyénenként kisebb-nagyobb mértékben eltérQ lehet, függ az ember fiziológiai, egészségi állapotától. Frekvenciatartománya: 20 Hz - 20 kHz, a közepes tartományban a legérzékenyebb a hallásunk. Intenzitása: a hallásküszöbtQl a fájdalomküszöbig.

Dinamikus miksi:

mqködési elv:
- A dinamikus mikrofonok úgy mqködnek, mint a dinamók; elektromos áramot indukálnak a mágneses tér és egy tekercs segítségével.
jellemzQi:
- nincs szükség külsQ áramforrásra
- robusztus
- nagy hangnyomásnak (hangerQnek) is kitehetQ
- kevésbé érzékeny a magas frekvenciákra
- olcsó

kondi miksi:

mqködési elv:
- A kondenzátor mikrofonokban a membrán úgy viselkedik, mint egy kondenzátor; két lemez között hangnyomás esetén elektromos mezQ jön létre
jellemzQi:
- szükségük van külsQ áramforrásra (48V) - "Fantom táp"
- nagyon érzékeny
- nagyobb kimeneti jelszint (elQerQsítQvel szerelik)
- széles frekvenciatartomány
- kisebb hangnyomást bír el

A/D átalakító (analóg-digitális átalakító) Ennek az eszköznek a segítségével alakulnak át az analóg bemeneti jelek számjegyekké (diszkrét értékekké) a digitalizálás során. A digitalizálás másodpercenkénti száma a mintavételezési frekvenciától függ. Az A/D átalakító felbontása határozza meg, hogy hány fokozaton megy át a digitalizált jel e folyamat során. Az audiójelek esetében szokásos érték 8 , 16 , 24 bit

Digit jelátalakítás lépései :

1. sávhatárolás :

 INCLUDEPICTURE "http://docs.google.com/File?id=dhjxn83n_450d7fd54hd_b" \* MERGEFORMATINET 

A mintát az analóg hangjelbQl a azonos idQközönként kell venni. 3 bites rendszer esetén az analóg jel feszültségét 23 azaz 8 részre bontjuk

16 bit esetén 216 azaz 65536 részre bontjuk 1 mp alatt.
Ezek lesznek a kvantálási lépcsQk

Minél többfelé osztjuk az analóg jel feszültségét, annál pontosabban tudjuk rekonstruálni az A/D átalakítás során.

II.lépés:

A mintavételi tétel - Nyquist és Shanon információelméleti munkái bebizonyították, hogy a mintavétellel nyert diszkrét mintákból álló impulzussorozat információtartalma megegyezik az eredeti, idQben folytonos analóg jel információtartalmával.
Ez az elv azonban csak bizonyos feltétel teljesülése mellett érvényes, amelyet Shanon  féle (1948) mintavételezési tételnek nevezünk, mely:
A mintavételezés során nyert jelsorozatból akkor lehet az eredeti jelet információveszteség nélkül visszaállítani, ha a mintavételezési frekvencia fm értéke legalább kétszerese az eredeti analóg jelben elQforduló legnagyobb frekvencia értékének fmax
f m = vagy > 2 f max

III.Lépés:

Kvantálás

A mintavétel során, idQben diszkrét amplitúdó minták még végtelen sok értéket vehetnek fel, tehát még analóg jel. Az A/D átalakító a még analóg jelet a kimenetén meghatározott számú bináris adattá alakítja át.
 INCLUDEPICTURE "http://docs.google.com/File?id=dhjxn83n_451hswd6kch_b" \* MERGEFORMATINET 

Az amplitúdóminták bináris kódszavakhoz való hozzárendelését nevezzük kvantálásnak.
A mintavétel során, az amplitúdó minták végtelen sok értéket vehetnek fel. Az A/D átalakító a még analóg jelet a kimenetén meghatározott számú bináris adattá alakítja át.

Minél több a kvantumlépcsQ, annál hosszabbak a kódszavak, annál pontosabb lesz az analóg jel rekonstrukciója.

IV lépés kódolás:

Az A/D kimenetén az amplitúdó abszolút értékének bináris jelsorozatát kapjuk és nincs információnk arról, hogy negatív vagy p
Zf~ Œ è þ .
@
Ú
Ü
Ö
Ø
¨

ª


0
F
H
æ
è
6 8 "bšÀ&(¨Æ Ž ª ò ô ^`°²èì8ÆÜäü$,0PTnpnp ¤¼Àðòv-z-”-Y![!x!z!‹!!õíõíõíõíõíéíéíéíõíéíÝíÝíõíéíõíéíõíõíõéíõíõíéíõíéõéõéõéíõíõíõíõíéíéõéõéõéíéíéíéõíéíéíéh/ Ø
ª

H
HJö( ô `²êì.0RTpp¢¤¾ÀóóóóóëßßßßßßßëëëëëÓÓÓëëë

&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/
&
F ¤\$gd/ A kódolás alatt értjük, hogy a kimenQ jelet polaritás-információval látják el, amelyre a digitális technikában a kettes komplemens kódot alkalmazzák.




Az analóg jel digitalizálásának lépései:

Mintavételezés
Kvantálás
Kódolás
Cd:

(Compact Disc-Digital Audio) Digitális zenei (hang, audió) CD. A Philips és Sony közös fejlesztése 1982 októberében fejezQdött be. A CD-DA volt az elsQ digitálisan felvett és lejátszott kiváló minQségq hanglemez. A vonatkozó szabvány Vörös Könyvként (Red Book) vált ismertté. A hanginformáció 1/75 másodperces blokkokban tárolódik. Az analóg hangból másodpercenként 44100 darab 16 bites mintát vesznek két csatornán (bal és jobb). A blokk mérete ennek alapján kiszámítható: 44100*2*2/75=2352 byte. A CD-lemezen legfeljebb 99 sáv (dal) lehet 74 perc idQtartamban. A hang CD átviteli sebessége 172 kbyte/sec. A többszörös sebességq CD-ROM-lejátszók automatikusan lelassulnak CD-DA-lemez olvasásakor.

MIntvaételi tétel:

Shannon és a Nyquist tétel matematikai eszközökkel bizonyítja, hogy amennyiben egy idQvel változó jelbQl állandó frekvenciával mintát veszünk, és a mintavételezés frekvenciája legalább kétszerese a mintavételezett jel legnagyobb frekvenciájának, akkor az így kapott diszkrét jelekbQl egy alul áteresztQ szqrQ segítségével az eredeti jelalak rekonstruálható. Matematikailag az is bebizonyítható, hogy a minimálisan szükséges mintavételi frekvencia növelésével nem javítható számottevQen az eredeti analóg jel visszaállításának minQsége. Mivel nem létezik ideális alul áteresztQ szqrQ, így a gyakorlatban egy picit megnövelik az elméletileg elegendQ mintavételezési frekvenciát.

Decibell:
A dB mindig két mennyiség arányát adja meg.
A dB-t logaritmikusan használjuk, az ember logaritmikus hallása miatt van és sokkal könnyebb kezelni (leírni vagy mérni) a nagy arányokat. A dB (deciBel) a Bel 1/10-ed része (azért van nagybetqvel írva a B, mert az egység a nevét Alexander Graham Bell-rQl kapta).
A Bel-t akusztikus, elektromos vagy más teljesítmény arány definiálására találták ki.
A név A. G. Bell nevébQl származik, jele B. Az akusztikában és a híradástechnikában mennyiségek összehasonlítására használt logaritmikus egység. Két teljesítmény jellegq mennyiség belben kifejezett viszonya, a hányadosuk 10-es alapú logaritmusa, nem teljesítmény jellegqeknél (pl. hangnyomás) a logaritmus kétszerese. A gyakorlatban a deciBelt használják. 1 dB=0,1 B.
Az emberi fül a hangerQsséget nem lineárisan, hanem logaritmikusan érzékeli, vagyis a hallható hangerQváltozás valójában hatványozott hangnyomás változással jár. A 0 dB-es érték az 1 kHz frekvenciájú hangnyomás, amelyet éppen hogy meg lehet hallani. A 130 dB a tqrQképesség határa.





Dinamika tartomány:

(dynamic range) A leghangosabb (még nem torzított) jel aránya a leghalkabb (észlelhetQ) jelhez, decibelben (dB) kifejezve. A dinamikatartomány a maximális jel/zaj-viszony egyik megadási módja. Az emberi hallás dinamikatartománya kb. 120 dB (az éppen hallhatótól a kellemetlenül hangosig).

mIntavételi freki:

sample frequency) A mintavételezésnél másodpercenként megállapított értékek számát jelöli. Az audió jelek esetében ez a szám másodpercenként néhány 10000. Az értékeket frekvenciaként is meg lehet adni: a másodpercenkénti 44100 érték 44,1 kHz mintavételi frekvenciának felel meg. A hangkártyáknál szokásos értékek: 44,1, 22,05 és 11,025 kHz. A zenei CD-nél a mintavételi frekvencia 44,1 kHz. Minél alacsonyabb a letapogatási arány, annál rosszabb a lejátszott digitális audió jelek hangminQsége.
A mintavételi tétel alapján az analóg jelbQl a maximális összetevQ frekvencia kétszeresével kell mintát venni ahhoz, hogy az eredeti jel visszanyerése hibamentes legyen.

Analóg:

Az analóg jel nagyságát folyamatosan és megszakítás nélkül változtatja, 0 és
maximum értéke között végtelen sok részre bontható
Az analóg jeleknek folytonos
az amplitúdó menetük

Ezek idQben és értékben
folytonos jelek

digitális jelek:

digitális jeleknek csak két (0, 1)
állapotuk lehet
A digitális jelek analóg jelekbQl, bináris mintákká alakított jelsorozatok
Ezek idQben és értékben nem folytonos jelek ún.DISZKRÉT MINTÁK
Minden mintához bináris kód tartozik

A hQmérséklet és tápfeszültség ingadozásra érzéketlen;
Érzéketlenebb az átviteli csatorna zajai iránt;
Nagy jelátviteli sebesség;
TetszQleges számú minQségromlás nélküli másolási lehetQség;
Nagyobb jel-zaj viszony és dinamikatartomány;
Nincs jeltorzulás


 INCLUDEPICTURE "http://docs.google.com/File?id=dhjxn83n_452djjdsxgs_b" \* MERGEFORMATINET 

Hasonló témájú dokumentumok

ZH anyaga, info

- 2009-04-21 18:05:45

2010.dec. zh

- 2010-12-08 19:10:21

ZH dolgozat 2007 dec 4 B csoport 4. feladat megoldás

- 2009-12-09 23:39:07

ZH dolgozat 2008 nov 25 A csoport

- 2009-12-09 23:42:13

ZH dolgozat 2007 dec 3 A csoport 4. feladat megoldás

- 2009-12-09 22:46:23

ZH dolgozat 2007 dec 4 B csoport

- 2009-12-09 23:37:45

ZH dolgozat 2003 dec 4 A csoport

- 2009-12-09 22:42:10

A mások által feltöltött dokumentumokat értékelheted. Ha úgy ítéled meg, hogy a vizsgára való felkészülés szempontjából hasznos volt egy dokumentum, akkor adj rá sokcsillagos értékelést.
Ha hibákat tartalmaz, vagy egyéb probléma van vele, akkor keveset.
A dokumentumok sorrendje az értékelések alapján adódik. Ami fentebb van a listában, azt hasznosabbnak ítélték társaid. Az új dokumentumok pedig (értékelések hiányában) szintén a lista tetején kezdenek.

Hozzászólások

Ha észrevételed van egy dokumentummal kapcsolatban (például hibát találtál benne), akkor a Hozzászólások részben jelezheted. Az olyan jellegű kérdéseket mint pl.: A 2. feladat 4. sorából milyen átalakítással jutottunk az 5. sorban szereplő képlethez? - szintén ide érdemes írni

Egy tipp az oldalhoz! - Csakúgy mint amikor könyvtárakat/mappákat hozol létre a számítógépeden, egy tantárgyon belül is hasonló analógiával tetszőleges kategóriák és alkategóriák hozhatóak létre. Próbálj mindig a legmegfelelőbb kategóriába tölteni, hogy átlátható legyen a feltöltött dokumentumok szerkezete.

1 eloadas 17 2.óra 3. óra 3.óra állampolgári ismeretek általános kémia architekturak asdf b1 c nyelv cad rajz citrátkör csoport dia előadás elte ttk épületfizika erdeiné török zsuzsa filozófia tételek fmea gazdasági gazdasági matematika genetika gótika iii gyakorlat 1 információs társadalom jános java kép kérdések kriszti laskai gábor linguistics mágia makroökonómia máté eörs matek minőségügy móricz őskor programozás reakció szerves kémia szociológia tétel tételek tőkeelmélet ttk tudomány tulajdonjog