Характеристики студийных звуковых сигналов

Введение

МУЛЬТИМЕДИА (англ. multi – много и media – средство), технология, которая соединяет несколько видов связанной между собой информации (текст, звук, свет, фото, рисунок, анимация, видео и др.) в единый блок, а также носитель такой информации.

Мультимедиа-технологии широко используются сегодня в следующих сферах:

– интерактивное обучение (в т.ч. дистанционное) – электрон. учебники;

– системы проверки знаний;

– мультимедийные презентации (flash-презентации);

– рекламные ролики, клипы на телевидении, радио, ММ биллбордах;

– мультимедийные справочные панели и киоски;

– ММ компьютерные программы, игры;

По каждому из перечисленных разделов можно читать отдельный курс, свою отдельную дисциплину. В нашем курсе лекций рассматриваются аппаратные средства создания звукового сопровождения мультимедиа. Это средства формирования и контроля ЗС, а также средства обработки, записи и передачи ЗС.

1.  Характеристики звукового поля

Характеристики звука очень важно знать для того, чтобы создавать аппаратуру с нужными характеристикими – амплитудными, частотными, шумовыми и т.д. Аппаратура должна по возможности не ухудшать свойства ЗС. Т.е. актуальна задача «согласования» характеристик аппаратуры со свойствами звука.

Звуком называются малые механические колебания в твердых, жидких и газообразных средах, частоты которых находятся в диапазоне 20–20000 Гц. Частоты ниже 20 Гц называются инфразвуковыми, а выше 20000 Гц – ультразвуковыми.

Пространство, в котором происходит распространение звуковых волн, называется звуковым полем. Звуковые волны имеют продольный характер, т.е. силы, создающие упругие деформации в среде при распространении звуковой волны, нормальны к фронту волны.

Звук характеризуется звуковым давлением ().

Звуковое давление – это разность между мгновенным значением давления возмущенной среды, и средним давлением в отсутствии звукового поля:

.

Звуковое давление – величина скалярная. В области сжатия давление положительно, в области разрежения – отрицательно. Измеряется звуковое давление в Паскалях (Па). Один паскаль в 105 раз меньше нормального атмосферного давления (Па).

Переносимая звуковой волной энергия характеризуется интенсивностью (I). Интенсивность (или сила) звука – это среднее количество звуковой энергии, проходящей за единицу времени через единичную площадку, расположенную нормально к направлению распространения звуковой волны. Т. е. это мощность, переносимая звуковой волной через единичную площадку. Интенсивность связана со звуковым давлением формулой:

.

 – плотность воздуха в невозмущенном состоянии (1,3 кг/м3), с – скорость звука (340 м/с в нормальных условиях).

Единица измерения интенсивности – Вт/м2 (аналог плотности потока мощности).

Давление, плотность звуковой энергии и силу звука удобно определять в уровнях, выраженных в децибелах.

, .

 – уровень звукового давления (SPL – Sound Pressure Level);

 – уровень мощности звука (PWL – Power Level).

За опорную величину 0 дБ SPL принимается звуковое давление  Па, то есть звук, соответствующий порогу слухового ощущения. А уровень мощности акустического сигнала, соответствующий этому порогу, измеряют в дБ PWL по отношению к опорной величине 10-12 Вт/ м2.

При использовании этой единицы уровень громовых раскатов оценивается примерно в 120 дБ, шум самолета или музыка на рок-фестивале отвечает уровню 110 дБ, шум проходящего поезда — 100 дБ, звуки шумной улицы — 80 дБ. ............