GnuPG - UVOD

Kućno kino - Osnovne osobitosti zvuka i zvučnog signala

 Pojmovi

 
 Prema početku  |  1  |  2  |  3  |  Prema kraju

Što je zvuk, točno?

Zvuk je oblik energije koja se manifestira kao fluktuacije tlaka u mediju kroz koji putuje. Najrasprostranjeniji medij kojeg rabi čovjek je zrak, ali zvuk se rasprostire i kroz vodu, ciglu, staklo, drvo i sve što ima gustoću. Niža temperatura niža brzina zvuka. Veća gustoća zraka (ili bilo kojeg medija) omogućava veće brzine zvuka. Tipično, zvuk se povezuje sa propagacijom kroz zrak i brzina rasprostiranja u uobičajenim uvjetima iznosi oko 340 m/s. Svjetlo se rasprostire daleko brže, oko 300'000'000 m/s. Stoga je lako izračunati koliko daleko je za vrijeme oluje 'puknulo' ako se uoči bljesak jer 'grom uvijek stiže nakon munje'. Jedino mjesto gdje se zvuk ne može postojati u vakuumu ili okoliš pri temperaturi apsolutne nule (-273°C). Dakle, svi oni SF filmovi s fotonskim torpedima i blistavim eksplozijama (bez kisika) uz ogromnu buku, čista su izmišljotina, ne može se dogoditi u svemiru. Odsustvo medija sprječava rasprostiranje zvuka. Najveći štos je kad pogođeni svemirski brod 'pada' :-).

Zvuk je slijed valova u kojem se izmjenjuje kompresija i razrjeđivanje molekula medija. Kompresija se događa kada se izvor zvuka tjera molekule okolnog zraka na hrpu i tako povećava tlak zraka, a razrjeđivanje se događa kad se molekule zraka širi da popune veći prostor i uzrokuju pad tlaka zraka. Četiri mjerljiva parametra opisuju zvuk: amplituda, frekvencija, valna duljina i faza. Amplituda opisuje veličinu promjene tlaka u zraku. Amplituda se može mjeriti kako je prikazano na slici 2.1.

 Amplitude signala
Slika 2.1 Amplitude signala.

Prema oznakama na slici 2.1 primjenjuju se slijedeća poimanja amplitude:

Pod amplitudom snage podrazumijeva se i pojam da je to sinusni električni signal konstantne amplitude, koji pojačalo može reproducirati u trajanju od oko 15 minuta bez novonastalih izobličenja signala i za taj iznos obično se kaže da je to NAZIVNA SNAGA (RMS snaga).

Uz poimanje signala usko je vezan i pojam frekvencije.

Opis sinusnog signala obrađen je u poglavlju 1.3. Faza unutar zvučnog sadržaja opisuje odnos između dva ili više sinusnih valnih oblika koji tvore konačni valni oblik zvučnog sadržaja. Na slici 2.2 prikazan je mogući fazni razmak između dva sinusna signala iste amplitude. Analogno opisu u poglavlju 1.3, naredna slika opisuje što rade dva međusobno razmaknuta vektora tijekom vremena.

 Fazni pomak
Slika 2.2 Fazni pomak između dva signala.

U grafičkom prikazu na slici 2.2 crvena krivulja koristi se kao referenca te je plava krivulja u odnosu na nju zaostaje za 90°. Odnosno, vektori prikazanih signala okreću se istom brzinom ali su međusobno razmaknuti za 90°. Ako se koriste izvori kojima su valni oblici iste amplitude i frekvencije, a fazna razlika je 0°, rezultat će biti isti valni oblik s dvostruko većom amplitudom. Ako su izvori vala iste amplitude i frekvencije ali je fazna razlika 180°, rezultat će biti amplituda veličine nula, ili tišina. Bilo koji drugi odnos faza će rezultirati u modificiranju valnog oblika s fazom koja je između faza njih dva. Gotovo svi zvukovi, osim sinusnih valova su kompleksni valni oblici, sadrže više signala različite amplitude i frekvencije.

Većina zvukova se sastoji od signala koje opisuju naredne četiri grupe frekvencija:

Teorija zvučnih valova bavi se i njihovim načinom kroz zrak ili kroz neki materijal. U tom smislu rasprostiranje zvučnih valova razmatra se u nekoliko kategorija:

S obzirom na navedeno, u neobrađenoj prostoriji može se očekivati niz problema glede njene prihvatljive akustičnosti. Vrlo su različiti načini i materijali kako neku prostoriju učiniti akustički podobnom. Nije isto dizajnirati prostoriju za kućno kino i pravo kazalište. Osim toga kazalište potpuno popunjeno posjetiteljima ima kvalitetnije akustičke osobitosti u odnosu na poluprazno kazalište. Čovjek je dobar akustički apsorber.

Postoje dva načina gledanja na propagaciju zvučnih valova:

Zvuk ima osobitosti kao što ih ima svjetlo ili X-zrake, odnosno ima mjerljive parametre. Prema slici 2.1 povezuje ih slijedeća jednadžba (valna jednadžba):

 valna jednadžba

Navedena jednadžba omogućava da se izračuna nekoliko kritičnih podataka koji se odnose na prostoriju u kojoj je kućno kino i percepciju slušatelja.

Kako je glazba skup zvučnih valova različite amplitude i frekvencije, jasno je da njihov ukupni zbir ne daje ni približno pravilan oblik kako je prikazano na slici 2.1 već bi valni oblik izgledao prema primjeru na skupu narednih slika.

 Digitalni glazbeni signal
Slika*** 2.3 Signal glazbene datoteke - Ravel: Bolero, The New York Philharmonic. ( +/- )

Iz primjera se vidi da je dinamički raspon amplituda popriličan, te da se ni približno ne radi o kontinuiranom signalu iste amplitude i frekvencije, već da je to bogatstvo šarolikih signala. Dinamički raspon iznosi:

Navedene vrijednosti odnose se na referentu vrijednost: 0 dB = FS Square Wave. Dakle riječ je o mjerama za digitalni zapis i sa slike 2.4d mogu se očitati pojedine točke uzorkovanja, a na osnovu navedenog RMS raspona jasno je da se radi o 24 bit-nom uzorkovanju (sample depth), frekvenciji uzorkovanja od 44.1 kHz (sampling rate), uz stupanj mp3 kompresije od 320 kbps (bit rate). Prosječna RMS vrijednost ukazuje da pojačalo za reprodukciju ne mora imati ogromnu RMS konstantnu snagu, ali da mora omogućiti što veći dinamički raspon.

Pa pretpostavimo da se za reprodukciju koristi pojačalo deklarirane (nazivne) snage 200 W koju može razviti na potrošaču od 4 Ω ili 8 Ω. Napon napajanja izlaznih tranzistora pojačala je ±62 V, što daje maksimalnu amplitudu od 60 V prema poziciji ' 1 ' na slici 2.1, RMS vrijednost napona od 42 V (efektivna vrijednost) prema poziciji ' 3 ' na slici 2.1, te raspon između dvije vršne amplitude od 120 V prema poziciji ' 2 ' na slici 2.1. Ovu posljednju mjeru rado će prikazati većina proizvođača drugorazredne opreme ali bez napomene o kojoj se amplitudi radi. Prema Ohmovom zakonu (P=U 2 /R) RMS snaga na potrošaču od 4 Ω iznosi 440 W, pri čemu se navedenih 200 W odnosi na RMS snagu po kriteriju opterećenja u trajanju od 15 minuta sa signalom konstantne amplitude i frekvencije 1 kHz, bez povećanja izobličenja signala. Snaga amplitude signala prema navedenim parametrima iznosi 900 W. Raspon između dvije amplitude daje još upečatljiviju vrijednost - 3600 W, dušu dalo za razmetanje glede prodaje drugorazredne opreme.

Prema konstrukciji i osobitostima koje se prvenstveno odnose na izobličavanje signala, pojačala snage se mogu svrstati u nekoliko kategorija.

Dakle, prilikom kupovine uređaja, podrazumno je da će predpojačalo raditi u klasi ' A ', a ogromnim pojačanjem s jakim negativnim povratnim vezama izobličenja pojačala snage u klasi ' AB ' gotovo su zanemariva. Ono o čemu treba voditi računa je što veći raspoloživi dinamički raspon pojačala snage. Izobličenje treba da je manje od 0.05%, a dinamika oko 90 dB. Glede postizavanja veće dinamike treba voditi računa o vlastitom šumu pojačala. Za kvalitetnu reprodukciju razina šuma treba da je barem za 20 dB manja od najtišeg signala glazbe. Uzimajuću u obzir sve navedeno zadovoljavajuća snaga pojačala za kućnu uporabu je oko 150 W po kanalu.



 Prema početku  |  1  |  2  |  3  |  Prema kraju

 kino početak
 Kućno kino  Informatička abeceda
 
Citiranje ove stranice:
Radić, Drago. " Informatička abeceda " Split-Hrvatska.
{Datum pristupa}. <http://www.informatika.buzdo.com/pojmovi/>.
Copyright © by Drago Radić. Sva prava pridržana. | Odgovornost