Sistem de sunet de calculator. Sistem de sunet de sunet de computer PC. Studiul funcțiilor PC-ului sistemului de sunet

știți:

Sistem de sunet PC. Compoziția sistemului de sunet PC. Principiul funcționării și specificațiilor tehnice ale plăcilor de sunet. Direcții de îmbunătățire a sistemului de sunet. Principiul procesării informațiilor solide. Specificarea sistemelor de sunet.
Instrucțiuni metodice
Sistemul de sunet PC. - un complex de software și hardware care efectuează următoarele funcții:

Înregistrarea semnalelor audio din surse externe, cum ar fi un microfon sau un recorder de bandă, prin conversia semnalelor audio analogice de intrare în stocarea digitală și ulterioară pe hard disk;
redați datele audio înregistrate utilizând un sistem extern sau căști (căști);
redarea de CD-uri audio;
amestecarea (amestecarea) la înregistrarea sau redarea semnalelor din mai multe surse;
Înregistrarea simultană și redarea semnalelor de sunet (modul complet duplex);
prelucrarea semnalelor de sunet: editarea, combinarea sau separarea fragmentelor de semnal, filtrarea, schimbarea nivelului său;
prelucrarea semnalului de sunet în conformitate cu sunetul volumetric (tridimensional - 3D) al sunetului;
generarea folosind sintetizatorul instrumentelor muzicale, precum și vorbirea umană și alte sunete;
gestionarea activității instrumentelor muzicale externe prin intermediul unei interfețe speciale MIDI.

Sistemul de sunet PC este plăci de sunet din punct de vedere structural sau instalat în slotul plăcii de bază sau în celălalt subsistem al PC-ului instalat pe placa de bază sau pe cardul de extensie. Modulele funcționale ale sistemului de sunet separat pot fi efectuate ca panouri pentru copii instalate în conectorii potrivirii corespunzătoare a plăcii de sunet.

Figura 10 - Structura sistemului de sunet PC
Sistemul de sunet clasic, așa cum se arată în fig. 5.1, conține:

modul de înregistrare și înregistrare a sunetului;
modul de sintetizator;
modul de interfață;
mIXUL MODULUI;
sistem acustic.

Primele patru module sunt de obicei instalate pe placa de sunet. Mai mult decât atât, există carduri de sunet fără un modul de sintetizare sau un modul digital de înregistrare / redare a sunetului. Fiecare dintre module poate fi efectuat fie ca un cip separat, fie pentru a introduce un cip multifuncțional. Astfel, chipset-ul sistemului audio poate conține atât mai multe și un microcircuit.

Performanțele constructive ale sistemului de sunet PC suferă modificări semnificative; Există plăci de bază cu chipset instalate pe ele pentru procesarea sunetului.

Cu toate acestea, scopul și funcția modulelor sistemului de sunet modern (indiferent de designul său) nu se schimbă. Când luați în considerare modulele funcționale ale plăcii de sunet, este obișnuit să utilizați termenii "Sound System PC" sau "Harta sunetului
Întrebări pentru auto-control:

Sistem de sunet PC;
Compoziția sistemului de sunet al PC;
Principiul de funcționare și caracteristicile tehnice ale plăcilor de sunet;
Direcții de îmbunătățire a sistemului de sunet;
Principiul procesării informațiilor solide;
Specificarea sistemelor de sunet.

Subiect 6.2 Modul de interfață de procesare a informațiilor de sunet
Studentul trebuie:
au o prezentare:

despre sistemul de sunet PC

știți:

compoziția PC-ului subsistemului de sunet;
principiul funcționării modulului de înregistrare și redare;
principiul funcționării modulului de sinteză;
principiul funcționării modulului de interfață;
principiul funcționării modulului mixer;
organizarea sistemului acustic.

Compoziția PC-ului subsistemului de sunet. Modul de înregistrare și redare. Modul de sintetizator. Modul de interfață. MIXERUL MODULUI. Principiul funcționării și specificațiilor tehnice ale sistemelor acustice. Software. Formate de fișiere de sunet. Instrumente de recunoaștere a vorbirii.
Instrucțiuni metodice
Înregistrați și redați modulul de înregistrare a sistemului Efectuați conversia analog-digitală și digitală în modul de programare a datelor de sunet sau transmiterea acestora prin canale DMA (acces direct la memorie - canal de memorie directă).

Înregistrarea sunetului este economisirea informațiilor despre fluctuațiile presiunii sonore la momentul înregistrării. În prezent, semnalele analogice și digitale sunt utilizate pentru înregistrarea și transmiterea informațiilor despre sunet. Cu alte cuvinte, bipul poate fi reprezentat în formă analogică sau digitală.

La intrarea plăcii de sunet PC în majoritatea cazurilor, semnalul sonor este aplicat în formă analogică. Datorită faptului că PC-ul operează numai prin semnale digitale, semnalul analogic trebuie transformat în digital. În același timp, sistemul acustic instalat la ieșirea plăcii de sunet PC percepe numai semnale electrice analogice, astfel încât după procesarea semnalului utilizând PC-ul, este necesară conversia inversă a semnalului digital la cea analogică.

Conversia analog-digitală este o conversie a semnalului analogic în digital și constă din următorii pași principali: eșantionare, cuantificare și codificare.

^ Beepul pre-analogic intră într-un filtru analog care limitează banda de frecvență a semnalului.

Cuantificarea amplitudinii este măsurarea valorilor instantanee ale amplitudinii semnalului discret în timp și transformarea acestuia în timpul și amplitudinea discretă. Figura 11 prezintă procesul de cuantificare prin nivelul unui semnal analogic, iar valorile amplitudinii instantanee sunt codificate prin numere pe 3 biți.

^ Figura 11 - Schema de conversie a sunetului analog-digital
Codificarea este de a converti la codul digital al semnalului cuantificat. În acest caz, acuratețea măsurării în timpul cuantificării depinde de numărul de descărcări de categorii.

^ Figura 12 - Eșantionarea timpului și cuantificarea cu nivelul unei game analogice de cuantificare a amplitudinii numărătoarea inversă.
Conversia analog-digitală este efectuată de un dispozitiv electronic special - un convertor analogic-digital (ADC), în care numărul de semnal discret sunt convertiți într-o secvență de numere. Fluxul rezultat al datelor digitale, adică Semnalul include atât interferențe utile, cât și interferențe nedorite, pentru a filtra pe care datele digitale obținute sunt trecute printr-un filtru digital.

Transformarea digitală în cazul general are loc în două etape, așa cum se arată în Figura 12. În prima etapă, de la fluxul de date digital utilizând un convertor digital-analog (DAC), numărul de semnal sunt separați de eșantionare frecvență. În cea de-a doua etapă, un semnal analogic continuu este generat din probele discrete prin netezire (interpolare) utilizând un filtru de frecvență joasă, care suprimă componentele periodice ale spectrului semnalului discret.

Pentru a reduce numărul de date digitale necesare pentru a reprezenta un semnal sonor cu o calitate dată, utilizați comprimarea (compresia), care constă în reducerea numărului de eșantioane și nivele de cuantificare sau a numărului de biți pe număr.

^ Figura 13 - Schema de conversie digitală
Astfel de metode de codificare a datelor audio utilizând dispozitive de codare speciale vă permit să reduceți cantitatea de flux de informații la aproape 20% din cea inițială. Selectarea metodei de codare la înregistrarea informațiilor audio depinde de setul de programe de compresie - codecs (decodare de codare) furnizate împreună cu software-ul plăcii de sunet sau o parte a sistemului de operare.

Efectuarea funcțiilor transformărilor semnalului analogic și digital, modulul de înregistrare și reproducerea sunetului digital conține ADC, DAC și unitatea de control, care sunt de obicei integrate într-un cip, numit și codec. Principalele caracteristici ale acestui modul sunt: \u200b\u200bfrecvența de eșantionare; Tipul și descărcarea ADC și DAC; metoda de codare a datelor audio; Abilitatea de a lucra în modul duplex complet.

Frecvența de eșantionare determină frecvența maximă a semnalului înregistrat sau redat. Pentru a înregistra și a reproduce discursul uman, 6 este de 8 kHz; Muzică cu calitate scăzută - 20 - 25 kHz; Pentru a asigura sunet de înaltă calitate (unitate audio), frecvența de discretizare ar trebui să fie de cel puțin 44 kHz. Aproape toate plăcile de sunet acceptă înregistrarea și redarea unui semnal de sunet stereo cu o frecvență de eșantionare de 44,1 sau 48 kHz.

^ Descărcarea ADC și a DAC determină descărcarea reprezentării semnalului digital (8, 16 sau 18 biți).

Full Duplex (Full Duplex) - Mod de transmisie de date pe un canal, conform căruia sistemul de sunet poate primi simultan (scrie) și transmite (reproduce) date audio. Cu toate acestea, nu toate cardurile de sunet acceptă acest mod în întregime, deoarece acestea nu oferă o calitate ridicată a sunetului cu schimb de date intensive. Astfel de carduri pot fi utilizate pentru a lucra cu date vocale pe Internet, de exemplu, atunci când conduceți teleconferințe, atunci când este necesară o calitate ridicată a sunetului.

Modul de sintetizator.

Sinteza eficientă a sistemului de sunet vă permite să generați aproape orice sunete, inclusiv sunetul unor instrumente muzicale reale. Principiul sintetizatorului este ilustrat în Figura 14.

Sinteza este procesul de recreare a structurii tonului muzical (note). Un semnal sonor al oricărui instrument muzical are mai multe faze de timp. În figura 15 și arată fazele semnalului sonor care apare atunci când este apăsată tasta de pian. Pentru fiecare instrument muzical, vederea semnalului va fi specifică, dar se pot distinge trei faze: atacul, sprijinul și atenuarea. Combinația dintre aceste faze se numește un plic de amplitudine, forma care depinde de tipul de instrument muzical. Durata atacului pentru diferite instrumente muzicale variază de la unități la câteva zeci sau chiar până la sute de milisecunde. În fază, numită suport, amplitudinea semnalului aproape nu se schimbă, iar înălțimea tonului muzical este formată în timpul suportului. Ultima fază, atenuare, corespunde unui complot cu o scădere destul de rapidă a amplitudinii semnalului.

În sintetizatoarele moderne, sunetul este creat după cum urmează. Un dispozitiv digital care utilizează una dintre metodele de sinteză generează un așa-numit semnal de excitație cu o înălțime de sunet dată (notă), care trebuie să aibă caracteristici spectrale, cât mai aproape de caracteristicile instrumentului muzical imitat în faza de susținere, așa cum se arată în figura 15, b. Apoi, semnalul de excitație este alimentat de filtru, simulând răspunsul la frecvența amplitudine a instrumentului muzical real. Un plic de amplitudine din același instrument este aplicat la o altă intrare de filtru. Apoi, setul de semnale este procesat pentru a obține efecte speciale de sunet, de exemplu, Echo (reverb), performanță corală (HO-RUS). Apoi, o conversie digitalog și filtrarea semnalului sunt realizate utilizând un filtru de frecvență joasă (FNH).

Figura 15 - Principiul acțiunii unui sintetizator modern: A - Faze de semnal sonor; 6 - Schema de sintetizare
Principalele caracteristici ale modulului de sintetizare:

metoda de sinteză a sunetului;
capacitate de memorie;
capacitatea de procesare a semnalului hardware pentru a crea efecte sonore;
pOLIPHONY - Numărul maxim de elemente de sunet reproductibil simultan.

Metoda de sinteză a sunetului utilizat în sistemul de sunet PC determină nu numai calitatea sunetului, ci și compoziția sistemului. În practică, sintetizatoare generând sunet utilizând următoarele metode sunt instalate pe cardurile de sunet.

Sinteza de sinteză a modulației de frecvență (sinteza FM - Sinteza FM) implică utilizarea pentru generarea unui instrument muzical pentru a genera două generatoare complexe de formă. Generatorul purtătorului generează semnalul principal de tonuri, semnalul modulat de frecvență a armonicii suplimentare, a oprepturilor care determină timbrul instrumentului de sunet. Generatorul plicurilor gestionează amplitudinea semnalului rezultat. Generatorul FM oferă o calitate acceptabilă a sunetului, are un cost redus, dar nu implementează efecte sonore. În acest sens, cardurile audio utilizând această metodă nu sunt recomandate în conformitate cu standardul RS99.

Sinteza mesei de undă - Sunete de sinteză WT (sinteza masa de undă - Sinteza WT) se realizează prin utilizarea eșantioanelor pre-digitizate de instrumente muzicale reale și alte sunete stocate într-un ROM special realizat sub forma unui cip de memorie sau integrat în WT Generator de memorie cip. Sintetizatorul WT oferă o generație de sunet de înaltă calitate. Această metodă de sinteză este implementată în cardurile audio moderne.

^ Cantitatea de memorie de pe cartelele de sunet cu sintetizatorul WT poate crește datorită instalării elementelor de memorie suplimentare (ROM) pentru depozitarea băncilor cu unelte.

Efectele sonore sunt formate utilizând un efect de procesor special, care poate fi fie un element independent (microcircuit), fie integrat în sintetizatorul WT. Pentru majoritatea covârșitoare a cardurilor cu sinteza WT, efectele reverbului și a corului au devenit standard. Sinteza sunetului bazată pe modelare fizică asigură utilizarea modelelor matematice de formare a sunetului de instrumente muzicale reale pentru generarea formei digitale și pentru o conversie ulterioară la un semnal sonor cu un DAC. Cardurile de sunet utilizând metoda de modelare fizică nu au fost încă răspândite, deoarece există un PC puternic pentru funcționarea lor.

Modul de interfață. Oferă schimb de date între sistemul de sunet și alte dispozitive externe și interne.

Interfața PCI oferă o lățime de bandă largă (de exemplu, versiunea 2.1 este mai mare de 260 Mbps), ceea ce vă permite să transmiteți fluxuri de date audio în paralel. Utilizarea busului PCI vă permite să îmbunătățiți calitatea sunetului, furnizarea raportului de semnal la zgomot de peste 90 dB. În plus, magistrala PCI asigură posibilitatea prelucrării datelor de cooperare a sunetului, atunci când sarcinile de prelucrare și transmisie de date sunt distribuite între sistemul de sunet și CPU.

Midi (interfață digitală de instrumente muzicale - interfață de instrumente muzicale digitale) este guvernată de un standard special care conține specificații pe interfața hardware: tipuri de canale, cabluri, porturi, cu care dispozitivele MIDI sunt conectate unul la altul, precum și o descriere a procedurii Pentru schimbul de date - Protocolul de schimb de informații între dispozitivele MIDI. În special, utilizarea comenzilor MIDI pot fi controlate de echipamente de iluminat, echipamente video în procesul de efectuare a unui grup muzical pe scenă. Dispozitivele cu interfață MIDI sunt conectate secvențial prin formarea unui tip de rețea MIDI care include un controler - un dispozitiv de comandă, care poate fi utilizat ca PC și un sintetizator cheie muzical, precum și dispozitive conduse (receptoare), transmiterea informațiilor către controler pentru cererea sa. Lungimea totală a lanțului MIDI nu este limitată, dar lungimea maximă a cablului între două dispozitive MIDI nu trebuie să depășească 15 metri.

Conectarea unui PC la rețeaua MIDI este efectuată utilizând un adaptor special MIDI, care are trei porturi MIDI: transmisie de date de intrare, ieșire și transmisie, precum și două conexiuni pentru conectarea joystick-urilor.

^ Cardul audio include o interfață pentru conectarea unităților CD-ROM.

MIXERUL MODULUI

Modulul mixerului de sunet efectuează:

comutarea (conexiune / deconectare) a surselor și a semnalelor de sunet, precum și a reglementării nivelului acestora;
amestecarea (amestecarea) mai multor semnale audio și ajustați nivelul rezultatului.

Principalele caracteristici ale modulului mixer includ:

numărul de semnale mixte de pe canalul de redare;
controlul nivelului semnalului în fiecare canal mixt;
reglarea nivelului semnalului total;
amplificator de putere de ieșire;
prezența conectorilor pentru conectarea exterioară și internă
receptoare / surse de semnale sonore.

Sursele și receptorul semnalului de sunet sunt conectate la modulul mixer prin conectori externi sau interni. Conectorii externi ai sistemului de sunet sunt de obicei localizați pe panoul din spate al carcasei unității de sistem: Joystick / MIDI - pentru a conecta un joystick sau un adaptor MIDI; Micin - pentru conectarea microfonului; Linein - intrare liniară pentru a conecta orice surse de semnale sonore; Lineout - ieșire liniară pentru a conecta orice semnale de sunet; Speaker - Pentru a conecta căști (căști) sau sistem de difuzoare pasiv.

Mixerul de gestionare a software-ului se efectuează fie prin instrumente Windows, fie prin utilizarea unui program de mixer furnizat cu un software de placă de sunet.

Compatibilitatea sistemului audio cu unul dintre standardele de carduri de sunet înseamnă că sistemul audio va furniza semnale de sunet de înaltă calitate. Problemele de compatibilitate sunt deosebit de importante pentru aplicațiile DOS. Fiecare dintre ele conține o listă de carduri audio, pentru a lucra cu care este orientată aplicația DOS.

Standardul Blaster Sound acceptă aplicații sub formă de jocuri pentru DOS, în care suportul de sunet este programat cu orientarea hărților sunetului de blaster de sunet.

^ Standardul Microsoft Windows Sound System (WSS) include un pachet de plăci de sunet și un pachet software concentrat în principal pe o aplicație de afaceri.

Sistem acustic (AC) Convertește imediat un semnal electric de sunet în oscilații acustice și este ultima legătură a căii de reproducere a sunetului. AC, de regulă, include mai multe difuzoare audio, fiecare dintre acestea poate avea unul sau mai multe difuzoare. Numărul de difuzoare din difuzoare depinde de numărul de componente care alcătuiesc bipul și formarea canalelor audio separate.

De regulă, principiul de funcționare și dispozitivul intern al coloanelor de sunet de uz casnic și utilizat în mijloace tehnice de informatizare în compoziția sistemului acustic PC-ului nu variază practic.

Practic, AC pentru PC constă din două coloane de sunet care oferă o redare a semnalului stereo. De obicei, fiecare coloană din AC pentru PC are un difuzor, cu toate acestea, două sunt utilizate în modele scumpe: pentru frecvențe ridicate și joase. În același timp, modelele moderne de sisteme acustice fac posibilă reproducerea sunetului în aproape o gamă de frecvențe de auz, datorită utilizării designului special al coloanei sau difuzoarelor.

Pentru a reproduce frecvențele scăzute și ultra-joase cu înaltă calitate în UA, în plus față de două difuzoare, se utilizează cea de-a treia unitate de sunet - subwoofer, instalat sub desktop. O astfel de AC cu trei componente pentru PC constă din două așa-numitele difuzoare prin satelit care reproducă frecvențe medii și înalte (de la aproximativ 150 Hz la 20 kHz) și un subwoofer, care reproduce frecvența sub 150 Hz.

O caracteristică distinctivă a AC pentru PC este posibilitatea prezenței propriului amplificator de putere încorporat. Vorbitorul cu amplificatorul încorporat este numit activ. Amplificatorul de curent alternativ nu are.

Principalul avantaj al difuzorului activ este conectarea la ieșirea liniară a plăcii de sunet. Puterea AC activă se efectuează fie din baterii (baterii), fie dintr-o rețea electrică printr-un adaptor special realizat sub formă de unitate externă separată sau un modul de alimentare instalat în corpul uneia dintre coloane.

Puterea de ieșire a sistemelor acustice pentru PC poate varia într-o gamă largă și depinde de caracteristicile tehnice ale amplificatorului și ale difuzoarelor. Dacă sistemul este proiectat pentru a suna jocuri pe calculator, o putere suficientă este de 15-20 W pe coloană pentru camera de dimensiuni medii. Dacă aveți nevoie să vă asigurați audibilitate bună în timpul unei prelegeri sau prezentări într-o audiență mare, este posibil să utilizați un UA, având o putere de până la 30 W pe canal. Cu o creștere a puterii UA, creșterea dimensiunilor sale globale și creșterea costurilor.

^ Principalele caracteristici ale AC: o bandă de frecvențe reproductibile, sensibilitate, coeficient armonic, putere.

Banda de frecvență (frecvencyreponse) este o dependență de amplitudine-frecvență a presiunii sonore sau dependența presiunii sonore (forța de sunet) de frecvența tensiunii alternante, însumând până la bobina difuzorului. Banda de frecvență percepută de EH umană se varsă de la 20 la 20.000 Hz. Coloanele, de regulă, au o gamă limitată în intervalul de frecvență joasă de 40 - 60 Hz. Rezolvarea problemei de reproducere a frecvențelor joase permite utilizarea unui subwoofer.

Sensibilitatea coloanei audio (sensibilitate) este caracterizată prin presiune sonoră, pe care o creează la o distanță la o distanță când semnalul electric este furnizat cu o putere de 1 W. În conformitate cu cerințele standardelor, sensibilitatea este definită ca presiunea medie a sunetului într-o anumită bandă de frecvență.

Cu cât este mai mare valoarea acestei caracteristici, cu atât difuzoarele transmite mai bine intervalul dinamic al programului de muzică. Diferența dintre "liniște" și cele mai "voce" sunete ale fonogramelor moderne 90 - 95 dB și multe altele. Difuzoarele cu sensibilitate ridicată sunt bine reproduse ca sunete liniștite și puternice.

Coeficientul armonic (distorsionarea armonică totală - THD) estimează distorsiunile neliniare asociate cu apariția unor noi componente spectrale în semnalul de ieșire. Coeficientul armonic este normalizat în mai multe benzi de frecvență. De exemplu, pentru Hi-Fi de înaltă calitate AC, acest coeficient nu trebuie să depășească: 1,5% în intervalul de frecvență 250 - 1000 Hz; 1,5% în gama de frecvențe 1000 - 2000 Hz și 1,0% în intervalul de frecvență de 2000 - 6.300 Hz. Cu cât este mai mică valoarea coeficientului armonic, cu atât mai bine au.

Puterea electrică (manipularea energiei), care este rezistentă la AC este una dintre caracteristicile principale. Cu toate acestea, nu există o relație directă între puterea și calitatea redării sonore. Presiunea maximă a sunetului depinde de sensibilitate, iar puterea cenușii determină în principal fiabilitatea acestuia.

Adesea, ambalajul PC-ului pentru PC indică puterea de vârf a unui sistem acustic, care nu reflectă întotdeauna puterea reală a sistemului, deoarece poate depăși un nominal de 10 ori. Datorită diferenței semnificative în procesele fizice care apar în timpul încercărilor AC, valorile capacităților electrice pot diferi de mai multe ori. Pentru a compara capacitatea diferitelor suporturi, este necesar să se știe ce putere indică producătorul de produse și ce fel de metode de testare este definită.

Unele modele de coloane Microsoft sunt conectate la o placă de sunet, dar la portul USB. În acest caz, sunetul vine pe difuzoarele în formă digitală, iar decodarea acestuia produce un mic chipset instalat în coloane.
Întrebări pentru auto-control:

Compoziția PC-ului subsistemului de sunet;
Înregistrarea și modulul de redare;
Modul de sintetizator;
Modul de interfață;
MIXUL MODULUI;
Principiul funcționării și specificațiilor tehnice ale sistemelor acustice. Software;
Formate de fișiere de sunet;
Instrumente de recunoaștere a vorbirii.

Lucrări practice 8. Sistem de sunet PC
Studentul trebuie:
au o prezentare:

despre sistemul de sunet PC

știți:

principii de prelucrare a informațiilor solide;
compoziția PC-ului subsistemului de sunet;
caracteristicile principale ale plăcilor de circuit de sunet

a fi capabil să:

conectați și configurați subsistemele sonore ale PC-ului;
Înregistrați fișiere audio.

Secțiunea 7. Imprimarea dispozitivelor de ieșire a informațiilor
Subiect 7.1 Imprimantă
Studentul trebuie:
au o prezentare:

despre dispozitive de imprimare Informații

știți:

principiul funcționării dispozitivelor de ieșire a dispozitivului pentru imprimarea unei imprimante de matrice. Principalele componente și caracteristici ale operațiunilor, caracteristicilor tehnice;
principiul funcționării informațiilor de ieșire a dispozitivului pe imprimarea imprimantei tipărirea principalelor noduri și caracteristicile de funcționare, specificațiile;
principiul funcționării concluziilor informațiilor pentru tipărirea unei imprimante laser componentele principale și caracteristicile de funcționare, specificațiile.

Caracteristicile generale ale dispozitivelor de ieșire a imprimării. Clasificarea dispozitivelor de imprimare. Imprimante tip de șoc: principiu de funcționare, noduri mecanice, caracteristici de lucru, specificații, reguli de operare. Modele moderne de bază.

^ Imprimante cu jet de cerneală: principiul operațiunii, componentelor mecanice, caracteristicile de lucru, specificațiile, regulile de funcționare. Modele moderne de bază.

Imprimante laser: principiu de funcționare, componente mecanice, caracteristici de lucru, specificații, reguli de operare. Modele moderne de bază.
Instrucțiuni metodice
Imprimante - Dispozitive de ieșire de date de la un computer care convertește codurile de informație ASCII în simbolurile grafice corespunzătoare acestora și fixează aceste caractere pe hârtie.

Clasificarea imprimantelor poate fi efectuată printr-o varietate de caracteristici:

metoda de formare a simbolurilor (alinierea și semnarea sintetizării);
cromă (alb-negru și colorată);
metoda care formează șiruri de caractere (seriale și paralele);
metoda de imprimare (Sillar, Line și Pagină)
viteze de imprimare;
rezoluţie.

Imprimantele funcționează de obicei în două moduri: text și grafică.

Când lucrați modul text. Imprimanta preia din computer codurile de caractere care trebuie tipărite de la semnele imprimantei în sine. Mulți producători își dau imprimantele cu o mulțime de fonturi încorporate. Aceste fonturi sunt scrise în imprimanta ROM și citesc doar de acolo.

Pentru a imprima informații despre text, există moduri de imprimare care oferă diverse calități:

proiect de tipărire (proiect);
calitate tipografică de imprimare (NLQ - Calitate aproape de scrisoare);
imprimarea calității aproape de tipografica (calitatea literalor LQ);
mod de înaltă calitate (calitatea SQL - Super Letter).

ÎN modul grafic. Imprimanta este trimisă la codurile care definesc secvențele și locația punctelor imaginii.

Prin metoda aplicării imaginilor pe hârtie, imprimantele sunt împărțite în imprimante de acțiune de șoc, jet de cerneală, fotoelectronic și termic.

Sistemul audio al PC-ului sub forma unei plăci de sunet a apărut în 1989, extind semnificativ posibilitățile PC-ului ca mijloc tehnic de informatizare.

Sistemul de sunet PC.- un complex de software și hardware care efectuează următoarele funcții:

· Înregistrarea semnalelor de sunet din surse externe, de exemplu, microfon sau înregistrator de bandă, prin conversia semnalelor audio analogice de intrare în stocarea digitală și ulterioară pe hard disk;

· Redați datele audio înregistrate utilizând un sistem de difuzoare extern sau căști (căști);

· PLAY CD-uri audio;

· Amestecarea (amestecarea) la înregistrarea sau redarea semnalelor din mai multe surse;

· Înregistrarea simultană și redarea semnalelor audio (mod Duplex complet);

· Prelucrarea semnalului sonor: editarea, combinarea sau separarea fragmentelor de semnal, filtrarea, schimbarea nivelului său;

· Tratamentul semnalului sonor în conformitate cu algoritmii volumetric (tridimensional - 3D-sunet)sunet;

· Generația utilizând sintetizatorul instrumentelor muzicale, precum și vorbirea umană și alte sunete;

· Gestionarea instrumentelor muzicale externe electronice printr-o interfață specială MIDI.

Sistemul de sunet PC este cartele de sunet structural sau instalat în slotul plăcii de bază sau pe celălalt subsistem al PC-ului integrat pe placa de bază sau pe cardul de expansiune, precum și dispozitivele de înregistrare și de redare (sistemul acustic). Modulele funcționale ale sistemului de sunet separat pot fi efectuate ca panouri pentru copii instalate în conectorii potrivirii corespunzătoare a plăcii de sunet.

Sistemul de sunet clasic, așa cum se arată în fig. 4.23, conține:

Modul de înregistrare și înregistrare a sunetului;

Modul de sintetizator;

Modul de interfață;

MIXUL MODULUI;

Sistem acustic.

Smochin. 4.23. Structura sistemului de sunet PC.

Performanțele constructive ale sistemului de sunet PC suferă modificări semnificative; Există plăci de bază cu chipset instalate pe ele pentru procesarea sunetului.

Sistemul audio al PC-ului sub forma unei plăci de sunet a apărut în 1989, extind semnificativ posibilitățile PC-ului ca mijloc tehnic de informatizare.

Sistemul de sunet PC -complexul de software și hardware care efectuează următoarele funcții:

Înregistrarea semnalelor audio din surse externe, cum ar fi un microfon sau un recorder de bandă, prin conversia semnalelor audio analogice de intrare în stocarea digitală și ulterioară pe hard disk;

redați datele audio înregistrate utilizând un sistem extern sau căști (căști);

redarea de CD-uri audio;

amestecarea (amestecarea) la înregistrarea sau redarea semnalelor din mai multe surse;

Înregistrarea simultană și redarea semnalelor audio (mod DEPLIN Duplex);

prelucrarea semnalelor de sunet: editarea, combinarea sau separarea fragmentelor de semnal, filtrarea, schimbarea nivelului său;

prelucrarea semnalului de sunet în conformitate cu algoritmii volumetric (tridimensional - 3 D.- Sunet.) sunet;

generarea folosind sintetizatorul instrumentelor muzicale, precum și vorbirea umană și alte sunete;

gestionarea activității instrumentelor muzicale externe prin intermediul unei interfețe speciale MIDI.

Sistemul de sunet clasic, așa cum se arată în fig. 5.1, conține:

Modul de înregistrare și înregistrare a sunetului;

modul de sintetizator;

modul de interfață;

mIXUL MODULUI;

sistem acustic.

Performanțele constructive ale sistemului de sunet PC suferă modificări semnificative; Există plăci de bază cu chipset instalate pe ele pentru procesarea sunetului.

2. Înregistrați și redați modulul

Modulul de înregistrare și redare al sistemului audio efectuează conversia analog-digitală și digitală în modul de transmisie a software-ului sau transmisia la canalele DMA (Direct. Memorie. Acces. - Accesul la memorie directă canal).

Sunetul este cunoscut faptul că valurile longitudinale distribuind liber în aer sau alt mediu, astfel încât semnalul sonorului să sune continuu în timp și în spațiu.

Dacă atunci când înregistrați sunete, utilizați un microfon care convertește semnalul electric continuu în timp în timp, semnalul electric este obținut în formă analogică. Deoarece amplitudinea valului de sunet determină volumul sunetului și frecvența acestuia este înălțimea tonului audio, semnalul electric trebuie să fie proporțional cu înălțimea sunetului, iar frecvența sa trebuie să se potrivească cu frecvența oscilațiilor presiune sonoră.

Conversie analog-digitalăeste conversia unui semnal analogic în digital și constă din următoarele etape principale: eșantionare, cuantificare și codificare. Diagrama conversiei analogice-digitale a beepului este prezentată în fig. 5.2.

Beepul pre-analogic intră într-un filtru analog care limitează banda de frecvență a semnalului.

Eșantionarea semnalului este de a selecta un eșantion de semnal analogic cu o frecvență dată și este determinată de viteza de eșantionare. Mai mult, frecvența de discretizare trebuie să fie de cel puțin două ori cea mai mare frecvență armonică (componentă de frecvență) a semnalului audio sursă. Deoarece o persoană este capabilă să audă sunete în intervalul de frecvență de la 20 Hz până la 20 kHz, frecvența maximă de eșantionare a semnalului sonor sursă trebuie să fie de cel puțin 40 kHz, adică, numărul sunt obligați să efectueze 40.000 de ori pe secundă. În acest sens, în majoritatea sistemelor de sunet modern, frecvența maximă de eșantionare a semnalului sonor este de 44,1 sau 48 kHz.

Cuantificarea amplitudinii este măsurarea valorilor instantanee ale amplitudinii semnalului discret în timp și transformarea acestuia în timpul și amplitudinea discretă. În fig. 5.3 prezintă procesul de cuantificare de către un nivel al semnalului analogic, iar valorile amplitudinii instantanee sunt codificate prin numere pe 3 biți.

Codificarea este de a converti la codul digital al semnalului cuantificat. În acest caz, acuratețea măsurării în timpul cuantificării depinde de numărul de descărcări de categorii. Dacă valorile amplitudinelor sunt înregistrate utilizând numere binare și setați lungimea cuvântului de cod N.descărcări, numărul de valori posibile ale cuvintelor de cod va fi egal 2 N. . Pot exista nivelurile de cuantificare a amplitudinii numărătoarea inversă. De exemplu, dacă valoarea amplitudinii de numărătoare inversă este reprezentată de un cuvânt de cod de 16 biți, numărul maxim de gradări de amplitudine (niveluri de cuantificare) va fi de 2 16 \u003d 65 536. Pentru o vedere pe 8 biți, respectiv, obținem 2 8 \u003d 256 de absolviri de amplitudine.

Conversia analog-digitală este efectuată de un dispozitiv electronic special - analog-digital convertittelem.(ADC), în care numărul de semnal discret sunt convertiți într-o secvență de numere. Fluxul rezultat al datelor digitale, adică Semnalul include atât interferențe utile, cât și interferențe nedorite, pentru a filtra pe care datele digitale obținute sunt trecute printr-un filtru digital.

Transformarea DIGIDÎn general, apare în două etape, așa cum se arată în fig. 5.4. În prima etapă, dintr-un flux de date digital cu un convertor digital-to-analogic (DAC), numărul de semnal sunt izolați de frecvența de eșantionare. În cea de-a doua etapă, un semnal analogic continuu este generat din probele discrete prin netezire (interpolare) utilizând un filtru de frecvență joasă, care suprimă componentele periodice ale spectrului semnalului discret.

Pentru a scrie și a stoca semnalul audio în formă digitală necesită o cantitate mare de spațiu pe disc. De exemplu, un semnal de sunet stereo cu o durată de 60 s, digitizat cu o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz cu o cuantificare pe 16 biți pentru depozitare necesită aproximativ 10 MB pe hard disk.

Pentru a reduce cantitatea de date digitale necesare pentru a reprezenta un semnal sonor cu o calitate dată, utilizarea compresiei (compresie), care constă în scădere (numărul de eșantioane și nivele de cuantificare sau numărul de biți, I. sfânt într-o singură numărătoare inversă.

Astfel de metode de codificare a datelor audio utilizând dispozitive de codare speciale vă permit să reduceți cantitatea de flux de informații la aproape 20% din cea inițială. Selectarea metodei de codare la înregistrarea informațiilor audio depinde de setul de programe de compresie - codecs (decodare de codare) furnizate împreună cu software-ul plăcii de sunet sau o parte a sistemului de operare.

Descărcarea ADC și a DAC determină descărcarea reprezentării semnalului digital (8, 16 sau 18 biți). Majoritatea covârșitoare a cardurilor de sunet sunt echipate cu ADC-uri și DAC de 16 biți. Astfel de hărți de sunet sunt atribuite teoretic clasei Hi-Fi, care trebuie să ofere o calitate a sunetului studioului. Unele carduri de sunet sunt echipate cu ADC-uri și tari de 24 de biți, care îmbunătățesc semnificativ calitatea înregistrării / jocului.

DEPLIN Duplex (Full Duplex) - Mod de transmisie de date pe un canal, conform căruia sistemul de sunet poate primi simultan (scrie) și transmite (reproduce) date audio. Cu toate acestea, nu toate cardurile de sunet acceptă acest mod în întregime, deoarece acestea nu oferă o calitate ridicată a sunetului cu schimb de date intensive. Astfel de carduri pot fi utilizate pentru a lucra cu date vocale pe Internet, de exemplu, atunci când conduceți teleconferințe, atunci când este necesară o calitate ridicată a sunetului.

Regula 2. Înainte de a porni dispozitivul în rețea, consultați ce este scris pe peretele din spate al dispozitivului.

Verificați tensiunea la ieșirea Autotransformerului la inactiv înainte de a conecta dispozitivul la acesta.

Verificați valoarea dispozitivului de tensiune de alimentare în procesul de fabricare a copiilor.

După ce ați terminat de lucru, scoateți ștecherul Autotransformer din rețea. Nu lăsați autotransformatorul sub tensiune!

Regula 3. Este foarte important să luați în considerare cerințele pentru instalarea copiatorului. Instalați dispozitivul este necesar pe o suprafață orizontală plană. Abaterea de la poziția orizontală conduce la redistribuirea tonerului și a transportatorului în cartușul aparatelor către pantă. În consecință, agitarea lor este împiedicată și uniformitatea arborelui magnetic al tonerului este deranjată.

Lucrări de laborator. Studiul principiului de funcționare a dispozitivelor de procesare a sunetului

scopul de a lucra

Examinați schema structurală a sistemului de sunet al PC-ului, care alcătuiește sistemul de sunet.

7.2 Proceduri:

1) Împărțiți-vă cu schema structurală a sistemului de sunet PC.

2) Studiați componentele principale (module) ale sistemului de sunet.

3) Fiți familiarizați cu principiul modulului de sinteză.

4) Fiți familiarizați cu principiul funcționării modulului de interfață.

5) Fiți familiarizați cu principiul modulului mixerului.

1) subiectul, obiectivul, locul de muncă;

2) formularea și descrierea sarcinii individuale;

7.4 Întrebări de control

1) Denumiți modulele principale ale sistemului de sunet clasic.

2) Care este esența sintezei.

3) Apelați faza audio.

4) Ce metode de sinteză de sunet știi?

5) Listează interfețele moderne ale dispozitivului audio.

Instrucțiuni metodice.

Structura sistemului de sunet PC

Sistemul de sunet clasic, așa cum se arată în Figura 23, conține:

1. Modul de redare înregistrare și sunet;

2. modulul de sinteză;

3. modul de interfață;

4. MIXER MODULOR;

5. Sistem acustic.

Figura 23 - Structura sistemului de sunet PC

Modul de sintetizator.

Sinteza eficientă a sistemului de sunet vă permite să generați aproape orice sunete, inclusiv sunetul unor instrumente muzicale reale. Principiul sintetizatorului este ilustrat în Figura 24.

Sinteza este procesul de recreare a structurii tonului muzical (note). Un semnal sonor al oricărui instrument muzical are mai multe faze de timp. Figura 24, darsunt afișate fazele semnalului de sunet atunci când apăsăm ml de ml de pian Vichy. Pentru fiecare instrument muzical, vederea semnalului va fi specifică, dar se pot distinge trei faze: atacul, sprijinul și atenuarea. Se numește combinația acestor faze amplitudinea pliculuiforma de care depinde de tipul instrumentului muzical. Durata atacului pentru diferite instrumente muzicale variază de la unități la câteva zeci sau chiar până la sute de milisecunde. În fază, numită suport, amplitudinea semnalului aproape nu se schimbă, iar înălțimea tonului muzical este formată în timpul suportului. Ultima fază, atenuare, corespunde unui complot cu o scădere destul de rapidă a amplitudinii semnalului.

În sintetizatoarele moderne, sunetul este creat după cum urmează. Un dispozitiv digital care utilizează una dintre metodele de sinteză generează așa-numitul semnal de excitație cu o înălțime de sunet dată (notă), care trebuie să aibă caracteristici spectrale, cât mai aproape posibil de caracteristicile instrumentului muzical imitat din faza de susținere, așa cum se arată așa cum se arată În figura 24, b.Apoi, semnalul de excitație este alimentat de filtru, simulând răspunsul la frecvența amplitudine a instrumentului muzical real. Un plic de amplitudine din același instrument este aplicat la o altă intrare de filtru. Apoi, totalitatea semnalelor este procesată pentru a obține efecte speciale de sunet, de exemplu, Echo (reverb), performanță corală. Apoi, o transformare pe bază de digitală și filtre ale semnalului se efectuează utilizând un filtru de frecvență joasă (FNH).

Principalele caracteristici ale modulului de sintetizare:

Metoda de sinteză a sunetului;

Capacitate de memorie;

Capacitatea de procesare a semnalului hardware pentru a crea efecte sonore;

POLIPHONY - Numărul maxim de elemente de sunet reproductibil simultan.

Metoda de sinteză a sunetului,utilizat în sistemul de sunet PC, definește nu numai calitatea sunetului, ci și compoziția sistemului. În practică, sintetizatoare generând sunet utilizând următoarele metode sunt instalate pe cardurile de sunet.

Figura 24 - Principiul funcționării unui sintetizator modern: A - Faze de semnal sonor; B - Schema de sintetizare

Metoda de sinteză bazată pe modularea frecvenței ( Sinteza modulului de frecvență -Sinteza FM) implică utilizarea unei voce a unui instrument muzical cel puțin două generatoare solide de formă complexă. Generatorul purtătorului generează semnalul principal de tonuri, semnalul modulat de frecvență a armonicii suplimentare, a oprepturilor care determină timbrul instrumentului de sunet. Generatorul plicului controlează amplitudinea semnalului rezultat Generatorul FM asigură o calitate acceptabilă a sunetului, are un cost redus, dar nu implementează efecte sonore. În acest sens, cardurile audio utilizând această metodă nu sunt recomandate în conformitate cu standardul RS99.

Sinteza sunetului bazată pe masa de undă Sinteza mesei de undă -WT-Synthesis) se realizează prin utilizarea eșantioanelor pre-digitizate ale sunetului unor instrumente muzicale reale și a altor sunete stocate într-un ROM special, realizate sub formă de cip de memorie sau integrate în microcircuitul de memorie al generatorului WT. Sintetizatorul WT oferă o generație de sunet de înaltă calitate. Această metodă de sinteză este implementată în cardurile audio moderne.

Capacitate de memoriepe cardurile de sunet cu sintetizatorul WT, acesta poate crește datorită instalării elementelor suplimentare de memorie (ROM) pentru stocarea băncilor cu unelte.

Efecte sonoreformulați cu un efect de procesor special, care poate fi fie un element independent (cip), fie integrat în sintetizatorul WT. Pentru majoritatea covârșitoare a cardurilor cu sinteza WT, efectele reverbului și a corului au devenit standard.

Sinteza sunetului bazată pe modelare fizică asigură utilizarea modelelor matematice de formare a sunetului de instrumente muzicale reale pentru generarea formei digitale și pentru o conversie ulterioară la un semnal sonor cu un DAC. Cardurile de sunet utilizând metoda de modelare fizică nu au fost încă răspândite, deoarece există un PC puternic pentru funcționarea lor.

Modul de interfață.

Modulul de interfață oferă schimb de date între sistemul de sunet și alte dispozitive externe și interne.

Interfața ISA.În 1998, interfața PCI a fost deplasată în cardurile audio.

Interfața PCI.oferă o lățime de bandă largă (de exemplu, versiunea 2.1 este mai mare de 260 Mbps), care vă permite să transmiteți fluxuri de date audio în paralel. Utilizarea busului PCI vă permite să îmbunătățiți calitatea sunetului, furnizarea raportului de semnal la zgomot de peste 90 dB. În plus, magistrala PCI asigură posibilitatea prelucrării datelor de cooperare a sunetului, atunci când sarcinile de prelucrare și transmisie de date sunt distribuite între sistemul de sunet și CPU.

Midi (interfață digitală a instrumentului muzical- interfața digitală a instrumentelor muzicale) este guvernată de un standard special care conține specificații pe interfața hardware: tipuri de canale, cabluri, porturi, cu care dispozitivele MIDI sunt conectate unul la altul, precum și o descriere a schimbului de date de informații - Protocolul de schimb de informații între dispozitivele MIDI. În special, utilizarea comenzilor MIDI pot fi controlate de echipamente de iluminat, echipamente video în procesul de efectuare a unui grup muzical pe scenă. Dispozitivele cu interfață MIDI sunt conectate în serie prin formarea unui tip de rețea MIDI, care include un controler - un dispozitiv de comandă, care poate fi utilizat ca PC și un sintetizator cheie muzical, precum și dispozitive conduse (receptoare), transmiterea informațiilor către controlerul prin solicitarea sa. Lungimea totală a lanțului MIDI nu este limitată, dar lungimea maximă a cablului între două dispozitive MIDI nu trebuie să depășească 15 metri.

Cardul audio include o interfață pentru conectarea unităților CD-ROM.

7.5.4 MIXER MODUL

Modulul mixerului de sunet efectuează:

Comutarea (conexiune / deconectare) a surselor și a semnalelor de sunet, precum și a reglementării nivelului acestora;

Amestecarea (amestecarea) mai multor semnale audio și ajustați nivelul rezultatului.

Principalele caracteristici ale modulului mixer includ:

Numărul de semnale mixte de pe canalul de redare;

Ajustarea nivelului de semnal în fiecare semnal de amestecare;

Reglarea nivelului semnalului total;

Amplificator de putere de ieșire;

Prezența conectorilor pentru a conecta receptoarele / sursele de semnale sonore externe și interne.

Sursele și receptorul semnalului de sunet sunt conectate la modulul mixer prin conectori externi sau interni. Conectorii externi ai sistemului de sunet sunt de obicei localizați pe panoul din spate al carcasei unității de sistem: Joystick / Midi.- să conectați un joystick sau un adaptor MIDI; Microfon incorporat.- pentru conectarea microfonului; Linia in.- intrare liniară pentru a conecta orice surse de semnale sonore; Ieșire linie.- ieșire liniară pentru a conecta orice receptoare audio; Vorbitorpentru a conecta căști (căști) sau sistem acustic pasiv.

Gestionarea software-ului mixerului se efectuează fie prin Windows utilizând un program de mixer furnizat cu software de placă de sunet.

Blaster standard de sunet.suport aplicații sub formă de jocuri pentru DOS, în care suportul de sunet este programat cu orientarea plăcii de sunet de blaster de sunet.

Sistem standard de sunet Windows (WSS)microsoft include o placă de sunet și un pachet software axat în principal pe o aplicație de afaceri.

Exemple de sarcini individuale

Modelul 1 - Cartelă de sunet SB PCI CMI 8738

Figura 25 - Aspect Sonic Card SB PCI CMI 8738

Descriere: Card de sunet cu abilitatea de a reda audio în format 5.1

Tipul echipamentului: placa de sunet multimedia

CHIP: C-MEDIA 8738

Inputuri analogice: 2

Ieșiri analogice: 3

Conectori: Externe: intrare linia, intrarea microfonului, ieșirea la difuzoarele din față, accesați difuzoarele din spate, accesul la centru / subwoofer; Intern: intrare de linie, intrare CD

Abilitatea de a conecta 4 coloane: Da

Suport Dolby Digital 5.1: Da

EAX: Suportul EAX 1.0 și 2.0

Interfață: PCI.

Abilitatea de a conecta 6 coloane: Da

Modelul 2 - SB PCI Terratec Auron 5.1 PCI PCI SOUND

Figura 26 - Aspect SP PCI TERRATEC AURON 5.1 PCI

Descriere: Card de sunet cu 6 canale.

Sunet 3D: EAX 1.0, EAX 2.0, SENSARA, Aureal A3D 1.0, Mediu FX, Multi Drive, Zoom FX, I3DL2, DirectSound 3D

CHIP: C-MEDIA CMI8738 / PCI-6CH-MX

DAC: 16 biți / 48 khz

ADC: 16 biți / 48 khz

Numărul de coloane: 5.1

Inputuri analogice: 1x conector minijack de la 1x, Minijack de intrare microfon, conectori interni: AUX, CD-IN.

Ieșiri analogice: ieșiri audio Minijack pentru conectarea a 5.1 acustică (față-out, spate, sub / senter-out).

S / PDIF: 16 \u200b\u200bbiți / 48 khz

Intrări / ieșire digitale: ieșire optică (toslink), autentificare optică (toslink).

Frecvența discretizării: 44.1, 48 kHz

Cerințe de sistem (minim): Intel Pentiumiii, AMD K6-III 500 MHz 64 MB de memorie

Interfață: PCI 2.1, 2.2