Устройства записи и воспроизведения звука. Запись и воспроизведение звука и изображения

К статье ЗВУКА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ И ЗАПИСЬ Запись и воспроизведение звука - это область, в которой наука сочетается с искусством (звукорежиссера). Здесь есть две важные стороны: верность воспроизведения (как отсутствие нежелательных искажений) и пространственно-временная организация звучаний, поскольку задача воспроизведения звука электромеханическими средствами состоит не только в том, чтобы воссоздать звук, максимально приближенный к воспринимаемому в студии или концертном зале, но и в том, чтобы преобразовать его с учетом той акустической обстановки, в которой он будет прослушиваться. В графическом представлении простейшую форму имеют звуковых колебания чистых тонов типа создаваемых камертоном. Им соответствуют синусоидальные кривые. Но большинство реальных звучаний имеет неправильную форму, которая однозначно характеризует звучание, так же, как отпечатки пальцев - человека. Всякое звучание может быть разложено на чистые тона разных частот (рис.1). Эти тона состоят из основного тона и обертонов (гармоник). Основным тоном (с низшей частотой) определяется высота ноты. По обертонам мы различаем музыкальные инструменты, даже когда на них берется одна и та же нота. Обертоны особенно важны тем, что они создают тембр инструмента и определяют характер его звучания. Диапазон основных тонов большинства источников звука довольно узок, благодаря чему можно легко понимать речь и улавливать мотив, даже если у воспроизводящей аппаратуры ограниченная частотная полоса. Полнота же звучания обеспечивается лишь при наличии всех обертонов, а для их воспроизведения необходимо, чтобы не искажались соотношения между уровнями основного тона и обертонов, т.е. частотная характеристика воспроизводящей системы должна быть линейной во всем диапазоне слышимых частот. Именно такую характеристику (наряду с отсутствием искажений) и имеют в виду, когда говорят о высокой точности звуковоспроизведения (системы hi-fi). Громкость. Восприятие громкости звука зависит не только от его интенсивности, но и от многих других факторов, в число которых входят и субъективные, не поддающиеся количественной оценке. Важное значение имеет обстановка, окружающая слушателя, уровень внешнего шума, высота и гармоническая структура звучания, громкость предыдущего звучания, эффект "маскирования" (под впечатлением предыдущего звучания ухо становится менее чувствительным к другим звучаниям близкой частоты) и даже эстетическое отношение слушателя к музыкальному материалу. Нежелательные звуки (шумы) могут казаться более громкими, чем желательные той же интенсивности. Даже восприятие высоты звучания может зависеть от интенсивности звука. Восприятие различий в высоте музыкальных тонов определяется не абсолютной величиной частотных интервалов, а их отношением. Например, отношение двух частот, различающихся на октаву, в любой части звукоряда равно 2:1. Точно так же наша оценка изменений громкости определяется отношением (а не разностью) интенсивностей, так что изменения громкости воспринимаются как одинаковые, если одинаковы изменения логарифма интенсивности звука. Поэтому уровень громкости звука измеряется по логарифмической шкале (на практике - в децибелах). Уши человека способны воспринимать звук в колоссальном диапазоне мощности от порога слышимости (0 дБ) до порога болевого ощущения (120 дБ), соответствующего отношению интенсивностей 1012. Современное оборудование способно воспроизводить изменения громкости в пределах порядка 90 дБ. Но воспроизводить весь диапазон слышимости практически и не требуется. Большинство слушает музыку примерно на уровне негромкой речи, и вряд ли кому-нибудь было бы по себе в домашних условиях при нормальной громкости оркестра или рок-группы. Поэтому необходимо регулировать диапазон громкости, особенно при воспроизведении классической музыки. Это можно делать, постепенно понижая громкость перед крещендо (по партитуре) при сохранении нужного динамического диапазона. Для других музыкальных материалов, таких, как рок- и поп-музыка, широко применяются компрессоры, автоматически сужающие динамический диапазон усиливаемых сигналов. Но в дискотеках уровень звука нередко превышает 120 дБ, что может вызвать повреждение слуха и привести к полной глухоте. В этом отношении группа повышенного риска - поп-музыканты и звукооператоры. Особенно опасны наушники, так как они концентрируют звук. Большинство слушателей широковещательных программ предпочитают, чтобы все программы озвучивались примерно на одном и том же уровне громкости и им самим не нужно было регулировать громкость. Но громкость - субъективное восприятие. Некоторым громкая музыка способна досаждать больше, чем речь, хотя неразборчивая речь иногда сильнее раздражает, чем музыка той же громкости. Балансировка звука. В основе хорошего звуковоспроизведения лежит сбалансированность разных источников звука. Проще говоря, в случае одного источника звука суть хорошего звуковоспроизведения в том, чтобы сбалансировать прямой звук, приходящий к микрофону, с влиянием окружающей акустики и обеспечить правильный баланс между прозрачностью звучания и его полнотой, допускающий нужную степень подчеркивания в тех местах, где это требуется. Микрофонная техника. Первая задача звукорежиссера состоит в том, чтобы выбрать подходящее студийное помещение. Если приходится использовать неприспособленное помещение, то оно должно быть, как минимум, в 1,5 раза больше места, отводимого исполнителям. Следующий шаг - выработка общей схемы расположения микрофонов. При воспроизведении музыкальных программ это необходимо сделать, консультируясь с дирижером и исполнителями. Микрофонов должно быть как можно меньше, поскольку наложение их звуковых полей способно снизить прозрачность звука. Правда, во многих случаях нужный эффект достигается только при использовании большого числа микрофонов. Комбинации музыкальных инструментов редко бывают настолько сбалансированы, чтобы это отвечало требованиям прослушивания в домашних условиях. Акустика жилого помещения может оказаться далекой от идеала. Поэтому необходимо ознакомить руководителя оркестра с требованиями балансировки при воспроизведении с помощью микрофонов. Организация воспроизводимых звучаний определяется типом микрофона, его приближенностью к источнику и обработкой его выходного сигнала. Вопрос о близости расположения микрофона к источнику звука нужно решать, учитывая соотношение между прямым и побочными звуками (включая реверберацию) других, более мощных инструментов и качество звука. Большинство инструментов дают разные звучания на разных расстояниях и в разных направлениях. Чтобы получить резкую "атаку", которая требуется от поп-музыки, и обеспечить хорошее различение инструментов, приходится прибегать к многомикрофонной схеме. При этом предъявляются высокие требования к звукорежиссеру; он должен иметь музыкальную подготовку или хотя бы уметь читать партитуру. Бинауральный слух . Человек легко определяет направление на звука, поскольку звук обычно достигает одного уха раньше, чем другого. Мозг улавливает эту малую разницу во времени и небольшое различие в интенсивности звучания и по ним определяет направление на источник звука. Мы можем также определять, что звук пришел спереди, сзади, сверху или снизу. Это объясняется тем, что наши уши по-разному передают частотный состав звуков, приходящих в разных направлениях (а также тем, что слушатель редко держит голову абсолютно неподвижно и в вертикальном положении). Этим объясняется и то, что люди с глухотой на одно ухо сохраняют все-таки некоторую способность судить о направлении на источник звука. Бинауральный слух выработался у человека в качестве защитного механизма, но эта способность разделять звуки - важное условие понимания музыки. Если эту способность использовать при звукозаписи, то увеличивается впечатление верности и чистоты при воспроизведении. Стереофонический звук. Двухканальная стереофоническая система, рассчитанная на прослушивание через звуковые колонки, создает для бинаурального слуха раздельные звуковые потоки, которые несут информацию о направлении распространения первичного звука. В своей простейшей форме стереосистема состоит из двух микрофонов, расположенных рядом друг с другом и направленных под углом 45? к источнику звука. Сигналы микрофонов подаются на две звуковые колонки, разнесенные примерно на 2 м и одинаково удаленные от слушателя. Такая система создает "звуковую сцену" между колонками, на которой локализуются источники звука, расположенные перед микрофонами. Возможность локализации перед микрофонами источников звука, их разделения и отделения от реверберации намного повышает естественность и чистоту воспроизведения. Такой подход дает удовлетворительные результаты только тогда, когда источник звука внутренне хорошо сбалансирован и благоприятны акустические условия. На практике обычно приходится использовать более двух микрофонов и микшировать (объединять) их сигналы для улучшения музыкального баланса, увеличения акустического разделения и придания звучанию необходимой степени атаки. Типичный комплект аппаратуры для классического оркестра состоит из стереопары микрофонов (для создания общей звуковой картины оркестра) и нескольких местных микрофонов, установленных ближе к отдельным группам инструментов. Выходные сигналы местных микрофонов тщательно микшируются с сигналом стереопары так, чтобы обеспечивалось необходимое акцентирование каждой группы инструментов без нарушения общего баланса. Кроме того , их выходные сигналы панорамируются в кажущееся положение, которое при использовании основной пары микрофонов соответствовало бы их реальному расположению на сцене. (Панорамирование - это изменение углового направления на источник звука. Оно сочетается с регулировкой уровня посредством потенциометра.) Многомикрофонные схемы еще шире применяются в случае легкой, а тем более поп-музыки, где обычно обходятся без общих микрофонных систем. И действительно, нет смысла гоняться за нюансами, если результат может быть достигнут при использовании переносного оборудования со звуковыми колонками, разнесенными всего лишь на шаг. Кроме того, запись поп-музыки производится, как правило, не в натуральной форме. Каждая группа инструментов, а то и каждый музыкант обслуживается отдельным микрофоном. Все инструменты рок-ансамбля - электронные. Звук разных инструментов, в том числе и клавишных синтезаторов, можно записывать либо с помощью микрофонов, установленных перед соответствующими колонками, либо путем прямой подачи сигналов первичных микрофонов на студийный пульт микширования. Эти сигналы могут быть либо сразу микшированы, либо предварительно записаны на отдельных дорожках многодорожечного магнитофона. Добавляется искусственная реверберация, осуществляется частотная коррекция и т.д. В результате оказывается мало сходства со звуком, воспринимаемым в студии, даже если все записывалось одновременно. Выходной сигнал панорамируется и регулируется (потенциометром) для создания определенного впечатления о положении источника звука, которое может совершенно не соответствовать фактическому положению музыкантов в студии. Но, что интересно, даже если стереофонический звук не соответствует реальной ситуации, он дает эффект, намного превосходящий эффект монофонического звука. Квадрафония. Улучшенное приближение к реальности можно получить методом квадрафонии, при котором четыре канала подключаются к четырем колонкам, попарно размещенным впереди слушателей и позади них. В простейшем варианте квадрафоническую систему можно рассматривать как две стереофонические, включенные навстречу друг другу. Сложные системы с матрицированием могут воспроизводить четыре канала с одной дорожки фонограммы при сохранении совместимости с воспроизведением стереозаписи. Звуковое окружение. В телевидении важное значение имеет так называемая система звукового окружения. Стереофонический звуковой сигнал с левым (А) и правым (В) каналами матрицируется путем их суммирования (в фазе), что дает сигнал М (моносигнал), и вычитания (сложения в противофазе), что дает сигнал S (стереосигнал). Сигнал А + В соответствует средней точке источника звука и совместим с монофоническими системами воспроизведения, а сигнал А - В несет информацию направленности. Система звукового окружения формирует также разностную компоненту М - S, которая содержит "внесценический" звук, а также реверберацию, и передается на колонки, размещенные сзади слушателя. Система звукового окружения проще квадрафонической системы, но позволяет получить эффект погруженности в звуковую среду с помощью обычного стереосигнала. Стереозвук для телевидения. Стереофоническая запись звука применяется в видеокассетах и в телевещании (особенно спутниковом) для телевизоров, снабженных специальным декодером. Может показаться, что стереозвук не очень подходит для телевидения, поскольку, как отмечалось выше, для эффективной стереофонии требуются две колонки, расположенные на расстоянии примерно 2 м друг от друга. Кроме того, из-за малых размеров экрана взгляд телезрителя направлен в основном в его центр, так что требуется иллюстрация расстояния по глубине, а не по ширине. Тем не менее, когда мы смотрим телевизор, мы знаем, что видим лишь малый сегмент источника звука. Точно так же, как в реальной жизни, когда, глядя в определенном направлении, мы не можем выключить звуки нашего окружения, нет ничего неестественного в том, что звуковая картина выходит за пределы телевизионного экрана. Коррекция звука. Как это ни парадоксально, но в аппаратуре с высокой верностью воспроизведения обычно предусматриваются устройства для искажения звука. Они называются эквалайзерами и предназначены для выравнивания (путем устранения дефектов) амплитудно-частотной характеристики сигнала. Коррекцию частотной характеристики проводят также для внесения в нее искажений, обеспечивающих нужную пространственно-временную организацию звучаний. Примером может служить т.н. "фильтр присутствия", который изменяет кажущееся расстояние до источника звука. Наш слух связывает ощущение близости (присутствия) с преобладанием частот в полосе от 3 до 5 кГц, соответствующей шипящим звукам (сибилянтам). В музыке подъем характеристики в полосе от 3 до 5 кГц может создать эффект атаки, хотя и ценой огрубления звука. Другой тип частотного корректора, позволяющего создать эффект присутствия, - это параметрический эквалайзер. Такое устройство позволяет ввести на частотной характеристике подъем или провал, регулируемый в пределах 14 дБ. При этом частоту и ширину полосы можно изменять в пределах всего спектра звуковых частот. Такой вид регулирования частотной характеристики может выполняться весьма точно и использоваться, например, для коррекции акустического резонанса в студии или в зале либо для подавления грохота или шипения. Еще более сложный вид коррекции частотной характеристики осуществляется графическим эквалайзером. При таком способе весь звуковой спектр делится на узкие полосы с центральными частотами, разделенными с интервалами в октаву или треть октавы. Для каждой полосы имеется свой регулировочный движок, дающий увеличение или уменьшение примерно до 14 дБ. Название "графический" связано с тем, что при выполнении коррекции положение регулировочных движков на пульте приблизительно соответствует форме частотной характеристики. Графические эквалайзеры особенно подходят для компенсации акустического окрашивания резонансами в студии или зале для прослушивания. Колонки, дающие плоскую амплитудно-частотную характеристику в безэховой камере, в других условиях могут звучать совсем по-иному. Графические эквалайзеры позволяют улучшить озвучивание в таких случаях. Уровень звука. Звуковой материал почти любого вида - записываемый, усиливаемый или передаваемый по радио или телевидению - нуждается в регулировке громкости. Это нужно для того, чтобы 1) не выйти за пределы динамического диапазона системы;

Тема 4. Устройства записи и воспроизведения звука

I . Основные сведения об электроакустике .

Электроакустика занимается методами и устройствами преобразования звуковых (акустических) колебаний в электрические и обратно.

Акустические колебания возникают в упругих средах под действием механических колебании какого-либо тела (например, струны, диффузора, громкоговорителя и др.).

Человеческое ухо воспринимает частоты от 16 Г и до 20000 Гц.

Одними из характеристик звуковых колебаний являются:

- громкость - звуковое ощущение, определяемое силой звука и его частотой;

- высота тона - звуки человеческой речи лежат в диа­пазоне частот от 8О до 1200 Гц;

Для воспроизведения грамзаписи используют электриче­ские звукосниматели, которые преобразуют механические колебания иглы в переменный электрический ток соответс­твующей частоты.

Грамзапись воспроизводится с помощью электропроигрывающих устройств (ЭПУ).

III. Магнитный принцип записи и воспроизведения звука.

Первое упоминание о попытке осуществить магнитную запись относится к 1888 г., когда было предложено устрой­ство для записи звука на насыщенную железными опилками хлопковую нить при ее перемотке с одной катушки на другую.

Через 10 лет датский физик В. Паульсен осуществил запись звука на стальную струну. Качество записи было невы­соким, а продолжительность звучания составляла 55 секунд.

И только спустя 30 лет с появлением магнитной ленты в 1928 г. (придумали наносить порошковый слой окиси железа, который хорошо намагничивается, вначале на бумагу, а затем и на эластичную ленту) и магнитных головок с малым воздушным зазором в 1932 г. удалось получить довольно ка­чественную магнитную запись звука.

Магнитный принцип записи основан на свойстве ферромаг­нетиков сохранять (запоминать) намагниченность в течение длительного времени.

Рис. 3. Схема магнитной записи

Мимо воздушного зазора в магнитной записывающей голов­ки протягивают с некоторой постоянной скоростью эластичную ленту 1, покрытую ферромагнитным слоем, частички которого могут рассматриваться как отдельные элементарные магнитики. Но обмотке 4 пропускают ток сигнала, форма ко­торого повторяет форму акустического сигнала. В магнитопроводе 3 и воздушном зазоре D появляется переменное маг­нитное поле, в котором происходит намагничивание элемента­рных магнитиков. Так в изменяющейся по длине ленты намаг­ниченности закрепляется акустический сигнал, т. е. записы­вается, звук.

Воспроизведение записи происходит в обратном порядке:

Рис.4 Схема воспроизведения звука

Структурная схема монофонического магнитофона:

Магнитная лента МЛ перематывается с одной катушки K1 на другую K2 лентопротяжным механизмом с постоянной скоростью. Первая головка на пути ленты - стирающая ГС. В режиме запи­си на ее обмотку от генератора стирания и подмагничивания ГСП поступает переменный ток частотой 25-80 кГц. При этой магнитная лента попадает в довольно сильное магнитное поле стирающей головки ГС и существующая на ней запись разрушается, а лента размагничивается.

В записывающую головку ГЗ поступает усиленный усилителем записи УЗ ток сигнала микрофона и происходит запись этого сигнала на магнитную ленту.

Считывание записи происходит воспроизводящей головкой ГВ.

Образовавшийся в ее обмотке сигнал усиливается усилителей воспроизведения УВ и преобразуется в звук громкоговорителей.

IV . Магнитофоны.

Аппараты, предназначенные для записи и воспроизведения звука магнитным способом – магнитофоны - широко применяют в науке, технике, быту.

Магнитофоны различают:

По назначению - профессиональные и бытовые;

По типу исполнения - стационарные и переносные;

По системе питания - сетевые, батарейные и универсальные;

По системе записи и воспроизведения - моно - и стереофонические;

По числу дорожек записи - одно-, двух-, трех-, четырех-, многодорожечные;

В зависимости от конструкции устройства для размещения носителя записи - катушечные и кассетные.

Качество магнитофонов определяется их механическими и электроакустическими параметрами.

Основные механические параметры магнитофонов:

Скорость движения ленты - регламентируется стандар­том и составляет 19,05; 9,53; 4,76 и 2,38 см/с;

Неравномерность движения ленты служит причиной иска­жений звука и оценивается детонацией (отношение амплитуды колебаний скорости движения ленты к ее среднему значению, выраженное в %).

Детонация бытовых магнитофонов 0,1-0,8%.

Основные электрические параметры :

Напряжение питания (3);

Частотная характеристика (диапазон воспроизводимых частот) (Ги);

Выходная мощность (Вт).

Магнитофоны должны обеспечивать:

I. Запись:

От микрофона;

Звукоснимателя;

Радио- и телевизионного приемника;

Другого магнитофона.

Сигналы от этих устройств подаются на входные гнез­да магнитофонов, обозначенные соответствующими символа­ми, либо на универсальный разъем входа звукового сигнала.

II. Воспроизведение записи через:

Линейный выход (электрическое воспроизведение);

Внутренний громкоговоритель при наличии его в ма­гнитофоне (акустическое воспроизведение);

Выносные акустические системы.

- головные телефоны (наушники)

Современный стационарный кассетный магнитофон обычно включает в себя:

Систему шумопонижения;

Цифровой счетчик ленты, электронное управление лентопротяжным механизмом;

Индикатор уровня записи и воспроизведения (светоди­одный иди люминисцентный) ;

Ручную регулировку уровня записи;

Переключатель типов ленты.

Преимущества магнитного принципа записи:

Возможность воспроизведения звука сразу же после записи;

Возможность стирания записи и на этот же участок нанести новую;

Возможность наложения записей одна на другую; многократное использование магнитной ленты;

Магнитная фонограмма отличается малым шумом при воспроизведении.

К некоторым недостаткам магнитного способа записи можно отнести: - трудности контроля и монтажа фонограммы в связи с тем, что она невидима глазом;

Трудности размножения копий (необходимость переза­писи для каждой копии).

V . Оптико-механическая (лазерная) запись и воспроизведение звука.

Последние достижения лазерной техники, микроэлектроники , микрооптики, цифровой обработки сигналов позволили создать принципиально новую систему записи - "Компакт-диск" (СД) - с бесконтактным считыванием"информации с помощью лазерного луча и цифровой ее обработкой. Эта система обладает несра­вненно более высокими параметрами воспроизведения звука, чем традиционная аналоговая (см. табл.):

Основное параметры проигрывателей

Техническая характеристика

Проигрыватель

лазерный

аналоговый

Номинальный диапазон воспроизводимых частот, Гц

Число проигрываний без заметного ухудшения качества

не ограничено

Длительность звучания диска, мин.

Записываемый сигнал звуковой частоты с помощью аналого-цифро­вого преобразователя преобразуется в последовательность нулей и единиц. Этот сигнал претерпевает затем целый ряд дополнительных преобразований и записывается на цифровой магнитофон. Полученная на ленте, называемой мастер-лентой, сигналограмма является инфо­рмационным подлинником будущего СД-носителя в системе оптической записи.

Оптическая запись осуществляется на поверхность диска с помо­щью луча миниатюрного полупроводникового лазера, который за доли микросекунды испаряет материал, формируя микроминиатюрный кратер - углубление диаметром примерно 0,6 мкм (диаметр человеческого волоса примерно 50 мкм). В отсутствие луча поверхность диска ос­тается неизменной. Таким образом, запись импульсов производится в виде точек или их отсутствия к в целой представляет собой пос­ледовательность расположенных по спирали своеобразных следов - питов. Спираль начинается от центра внутри диска и запись идет к краю его с шагом между двумя соседними дорожками в 1,6 мкм, а вся фонограмма занимает кольцо с внутренним диаметром 56 мм и внешним 116 мм. Затем поверхность диска металлизируют и он прев­ращается в мастер-диск, с которого снимают никелевую копию и после обработки используют в качестве матрацы при тиражировании партии компакт-дисков.

Считывание (воспроизведение) точек с диска производится с по­мощью маломощного полупроводникового лазера. Считывающий луч от­ражается от нетронутой поверхности диска и рассеивается при по - падании в точку. Отраженный от поверхности диска луч направляет­ся на фотодиод, который воспринимает сигнал или не воспринимает его, если луч рассеивается, попав в точку. Двоичный сигнал, сни­маемый с выхода фотодиода, обрабатывается и преобразуется в зву­ковой.

В настоящее время созданы стационарные, переносные и автомобильные, автономные и встраиваемые в радиокомплексы, профессиональные и полупрофессиональные модели. Проигрыватель компакт-ди­сков обеспечивает максимально возможное качество звучания даже в бытовых условиях.

СД-проигрыватель должен иметь:

Индикацию текущего времени воспроизведения диска;

Ускоренный поиск требуемого фрагмента;

Возможность программирования порядка воспроизведения.

Большинство современных музыкальных центров комплектуется встроенными лазерными проигрывателями. Интерес представляют ап­параты, совмещенные с кассетными магнитофонами и позволяющие делать высококачественную перезапись. Для дискотек, звукозаписывающих студий, радиозалов разработаны звуковые лазерные проигрыватели с "многозарядными" кассетами на 10-120 дисков. Такие аппараты могут быть запрограммированы на неделю непрерывной работы с автомати­ческой сменой дисков.

VI . Использование звуковых технических средств в учебном

процессе

Звуковые технические средства обучения (грампластинки, магнитные записи) также как и средства статической про­екции, все шире применяются в учебном воспитательном процессе. Эти средства развивают у учащихся устойчивость внимания, слуховую память, воображение, формируют навыки наблюдения за словом, воспитывают эстетический вкус.

Звуковые технические средства начали применяться главным образом при изучении иностранных языков. Возмож­ность записи речи обучающегося и анализа ошибок, сравне­ние ее с образцовой речью позволила усовершенствовать методику преподавания иностранного языка.

Сейчас звуковые технические средства довольно широко используются на уроках русского языка , литературе, исто­рии.

На занятиях по литературе звукотехника позволяет демонстрировать образцы художественного чтения, фрагменты драматических произведений в исполнении мастеров театра, кино, эстрады. Наибольший педагогический эффект достига­ется тогда, когда звуковые технические средства используются в комплексе с визуальными техническими средствами (диафильмами, диапозитивами, репродукциями).

При изучении истории звуковые средства позволяют вос­производить записи речей и выступлений политических дея­телей, крупных ученых и др.

Анализируя фонд звуковых пособий для урока, можно вы­делить следующие основные их типы:

1. Записи программных художественных произведений.

2. Записи музыкальных произведений.

3. Документальные звукозаписи.

4. Тематические звуковые пособия – это, прежде всего, специальные учебные радиопередачи, согласованные со шко­льными программами и посвященные отдельным изучаемым те­мам, а также познавательные и научно-популярные радиопе­редачи, которые могут быть использованы на уроках и во внеклассной работе .

5. Звукозаписи для организации самостоятельной дея­тельности учащихся на уроке - это записанные на магнит­ную ленту диктанты и различные задания для самостоятель­ной работы учащихся. Обычно такие записи готовит сам учитель. Такие звукозаписи приучают школьников работать в нужном темпе, концентрируют внимание на выполнение работы , дисциплинируют их.

"Человеческое слово могуче. Но речь живая, слово звучащее гораздо сильнее, чем слово печатное. Оно бога­то интонациями, оно согрето чувством, оно делается более убедительным". Эти слова А. В. Луначарского в значительной степени относятся к звукозаписям и радиопередачам. Выра­зительное слово, музыкальное оформление, использование шумовых эффектов делают звуковые пособия эффективным средством эмоционального воздействия на учащихся.

Схема работы учителя на уроке с применением звукоза­писей проста:

подготовка к восприятию звукового материала

¯

прослушивание звукозаписей

¯

последующая работа .

Однако она вмещает большое разнообразие методических приемов в зависимости от цели использования звукозаписи на уроке.

Приемы использования магнитофона на уроках.

1. Магнитофон при объяснении нового материала.

В этом случав используется записи программных художественных произведений, документальные звукозаписи, тематические звуковые пособия, которые могут сочетаться с демонстрацией экспериментов, кинофрагментов, слайдов, диапозитивов.

Во многих случаях использование звукозаписи помогает учителю создать нужный эмоциональный фон урока (музыкальные произ­ведения), а процесс постановки проблемной задачи живым и ярким.

После прослушивания звукозаписи полезно задать учащимся вопроси, организовать самостоятельную работу.

2. Магнитофон при опросе учащихся.

С помощью магнитофона целесообразно проводить фронтальный опрос, который обычно проводится в виде диктантов.

3 сочетании с проекционной аппаратурой можно эффективно проводить кратковременные самостоятельные работы.

Представляет интерес и индивидуальный опрос учащихся при помощи магнитофона. Заключается он в том, что вызванный для ответа ученик записывает свой ответ на магнитную ленту. Ценность такого опроса состоит в том, что в течение урока можно опросить гораздо больше учащихся, а также в том, что отвечаю­щий может сам регулировать время обдумывания задания, пользу­ясь кнопкой остановки ленты.

Контрольные вопросы

1. Что такое звук? Какими параметрами характеризуются звуковые колебания?

2. Каков частотный диапазон звуковых колебаний?

3. Перечислите принципы записи звука.

4. Расскажите о физических основах лазерного способа записи и воспроизведения звука и о его достоинствах перед другими.

5. В чем суть магнитного принципа записи?

6. Какое устройство называют магнитофоном? Его функции, основные параметры.

7. Начертите функциональную схему магнитофона и объясните принцип ее действия.

8. Ассортимент магнитофонов.

9. Перечислите входные гнезда магнитофона, нарисуйте их условные обозначения.

10. Перечислите выходные гнезда магнитофона, их условные обозначения.

11. Назовите преимущества магнитного принципа записи.

12. Перечислите и охарактеризуйте методические приемы использования на уроках основных звуковых средств обучения.

1. С помощью технического паспорта ознакомьтесь:

1. с основными параметрами магнитофона;

2. функциональными кнопками;

3. входными и выходными гнездами;

4. определите, с каких устройств можно записывать звуковой сигнал на магнитную ленту с помощью данного магнитофона.

5. ознакомьтесь с функциональными и сервисными кнопками лазерного СД - плеера.

II. Осуществите запись на кассету:

С тюнера;

С проигрывателя для компакт-дисков.

Существуют две технологии записи и воспроизведения звука: аналоговая и цифровая. Известные всем бытовые магнитофоны и проигрыватели долгоиграющих пластинок ориентированы на аналоговую технологию. Запись и воспроизведение звука в компьютере и проигрывателях CD (лазерных дисков) основаны на цифровой технологии.

Звук по природе своей является набором волн, вызванных колебанием физических устройств (струн, мембран). Для того чтобы ввести звук в компьютер, его надо преобразовать в цифровой вид, т.е. представить в виде последовательности цифр (или нулей и единиц в двоичной системе исчисления). Для преобразования аналоговых данных в цифровые используется аналого-цифровой преобразователь (ADC - Analog-to-Digital Converter). Для воспроизведения звука необходим цифро-аналоговый преобразователь (DAC - Digital-to-Analog Converter).

При преобразовании звука в цифровой вид ADC измеряет поступающий сигнал с регулярными интервалами и присваивает цифровые значения уровню звука. Частота измерений называется скоростью выборки . Количество бит, используемых для кодирования данных, называется разрешающей способностью . Например, при записи звука разрешающая способность может быть 4, 8 или 16 бит, а скорость выборки может составлять 11 кГц, 22 кГц, 44 кГц. Чем выше скорость выборки и больше разрешающая способность, тем более качественный звук будет записываться и воспроизводиться.

Для ввода и воспроизведения звука в компьютере нужна аудио плата (карта). Обычно при покупке аудиоплаты пользователю предлагается полный набор аудио устройств компьютера: наушники и колонки, микрофон.

Звук в компьютер можно ввести с микрофона или с любого аудиоустройства, например, с магнитофона. Предварительно эти устройства нужно подключить к аудиоплате. На задней панели аудиоплаты имеется вход "Mic" для подключения микрофона, вход "Line In" для подключения аудиоустройств. Возможно, для подключения придется использовать переходники, поскольку размеры штекеров у бытовых приборов могут отличаться от стандартных размеров входов на плате. Но если вы приобрели микрофон, специально предназначенный для подключения к компьютеру, то проблем с разъемами обычно не возникает. Для того чтобы записать звук с микрофона, можно воспользоваться либо стандартными средствами Windows, либо программным обеспечением, которое поступает пользователю вместе с аудиоплатой.

Фонограф Windows"95

Этот инструмент можно вызвать с помощью кнопки "Пуск", выбрав позицию меню "Программы", и далее позицию "Стандартные". В появившемся меню следующего уровня выбирается позиция "Мультимедиа", и далее - позиция "Фонограф".

На панели инструмента имеется несколько кнопок для управления записью и воспроизведением звука, которые по изображению напоминают соответствующие кнопки на бытовом магнитофоне:

• воспроизведение,
• остановка (записи или воспроизведения),
• перейти в начало,
• перейти в конец.

Меню инструмента содержит позиции "Файл", "Правка", "Эффекты", "Справка".

Набор операций в позиции "Файл" позволяет создать новый звуковой файл, открыть уже существующий, сохранить файл, возможно, под новым именем, узнать свойства звукового файла, закончить работу с инструментом.

С помощью операций, связанных с позицией меню "Правка", можно выполнить некоторые операции редактирования: скопировать файл, вставить файл, удалить часть данных, смешать звук с другим звуковым файлом.

Звуковой файл можно изменить, добавив некоторые эффекты: увеличить или уменьшить громкость, увеличить или уменьшить скорость звучания, добавить эффект "эхо".

В окне инструмента имеются также таблички, в которых указываются длительность звучания файла в секундах, и длительность звучания до выполнения операции остановки.

Операция записи звука выполняется весьма просто: "нажимается" кнопка "Запись" (на ней изображен красный кружок), и в микрофон произносится фраза. Для завершения записи нажимается кнопка "Стоп" (на кнопке изображен черный квадрат).

Для того чтобы прослушать записанный файл, нужно перейти в начало записи, нажав кнопку "В начало", затем нажать кнопку "Воспроизведение".

Если в начале и в конце записи оказались ненужные, например, пустые фрагменты, их можно вырезать с помощью операций "удалить часть файла до текущей позиции" или "удалить часть файла после текущей позиции".

Файлы, записанные с помощью фонографа, имеют расширение .wav . Характеристики файла можно узнать с помощью позиции "Свойства" (появляющейся при раскрытии меню "Файл"). В предъявляемой таблице указываются: длительность звучания, объем данных в байтах, скорость выборки и разрешающая способность, установленные при записи файла.

Настройка устройств при записи звука в фонографе

Прежде чем начать записывать звук c помощью фонографа, обычно приходится выполнять предварительные установки и настройки параметров устройств мультимедиа. Для этого после раскрытия позиции системного меню "Мультимедиа" нужно выбрать позицию "Регулятор уровня" (до позиции меню "Мультимедиа" добираемся с помощью кнопки "Пуск", выбрав позицию "Программы" и далее позицию "Стандартные").

Если пользователь собирается выполнять операцию записи звука, нужно раскрыть позицию меню "Параметры" и выбрать позицию "Свойства". В появившемся окне "Настройка уровня" нужно установить режим "Запись", при этом в нижней части окна появится список устройств, с которых можно будет вводить звук в компьютер.

Допустим, что мы будем вводить звук с микрофона. Тогда нужно проследить, чтобы в соответствующей позиции окна "Отображать регулятор громкости" была проставлена "галочка". После нажатия кнопки "ОК" вид панели для регулирования громкости изменится, поскольку панель будет настроена на выполнение операции записи звука с соответствующих устройств.

Громкость для всех устройств регулируется с помощью ползунков, очень напоминающих по виду ползунки регуляторов на бытовых аудиоприборах. Ползунок "Баланс" выполняет балансировку звука между двумя динамиками. Ползунок "Громкость" управляет уровнем громкости. Для установки нужного уровня можно регулировать общий уровень записи и уровень записи в колонке "Микрофон". Например, оба ползунка можно установить в верхнее положение. Для того чтобы не было случайных помех от других устройств, можно для всех устройств, кроме микрофона, в окне "Выбрать" убрать "галочку". Аналогично, в случае записи, например, с компакт диска, нужно отключить позицию "Выбрать" для других устройств.

Универсальный проигрыватель Windows"95

Для прослушивания звуковых файлов в наборе стандартных мультимедиа устройств имеется инструмент "Универсальный проигрыватель" (напомним, что он вызывается с помощью кнопки "Пуск", через позиции "Программы", "Стандартные", "Мультимедиа"). После вызова этого инструмента на экране появляется панель для управления воспроизведением звука.

Вначале пользователь должен выбрать устройство, инициировав в главном меню инструмента позицию "Устройство":

• Видео
• Секвенсер MIDI
• Аудио компакт-диск

С помощью этой же позиции можно установить нужную громкость звучания инструмента: в появившемся окне регулировки громкости с помощью позиции "Параметры" нужно раскрыть окно "Свойства", установить режим воспроизведения, отметить "галочкой" нужное устройство в списке, и, возвратившись в окно для регулировки громкости, установить с помощью ползунка нужный уровень звука у выбранного устройства.

Проигрыватель лазерных дисков Windows"95

Компакт-диски, известные также под названием CD/DA (Compact Disk/Digital Audio), появились в 1980 году, когда фирмы Phillips и Sony ввели стандарт для цифрового аудио под названием "Красная книга". Звук на компакт-дисках помещается на нескольких дорожках, причем одна дорожка обычно содержит одну песню. В соответствии со стандартом "Красной книги" компакт диск может иметь до 99 дорожек, что составляет 74 минуты звучания. Каждая дорожка делится на сектора, рассчитанные на 1/75 секунды звучания, и состоящие из 2352 байтов цифровой информации. Компакт-диск имеет также дополнительные зоны, содержащие так называемый перекрестный чередующийся код Рида-Соломона (CIRC), который управляет защитой данных. Если компакт-диск поцарапан или загрязнен, CIRC позволяет создать музыку. Если восстановить звуковую информацию не удается, то музыка не звучит.

Устройство CD-ROM компьютера может проигрывать обычные музыкальные компакт-диски, причем воспроизведение музыки идет в фоновом режиме, позволяя параллельно выполнять на компьютере любую другую работу. Для прослушивания компакт-диском можно использовать инструмент Windows "Лазерный проигрыватель" из набора стандартных мультимедиа устройств. На панели инструмента имеется набор кнопок для управления проигрываем музыки. Инструмент можно настроить на непрерывное проигрывание, проигрывание дорожек в произвольном порядке или в режиме ознакомления.

Если одновременно активизировать инструменты "Лазерный проигрыватель" и "Фонограф", то можно записать музыкальный фрагмент с компакт диска в WAVE-файл. При этом нужно не забыть предварительно настроить уровень звучания инструмента "Лазерный проигрыватель" с помощью инструмента "Регулятор уровня". Сам "Регулятор уровня" нужно перевести в состояние "Запись" (эта процедура описана выше в разделе "Настройка устройств при записи звука"). Следует также иметь в виду, что полученные таким образом WAVE-файлы могут быть большими по размеру. Чтобы уменьшить размер звуковых файлов нужно в фонографе (Файл-Свойства) установить для записи формат звукового файла, соответствующий пониженному качеству звука.

Инструменты для работы со звуком в Windows Millennium

Некоторые инструменты для работы со звуком в операционной среде Windows Me практически не претерпели изменений: звукозапись и регулятор громкости остались в старой редакции. Несколько иначе теперь до них нужно добираться по кнопке "Пуск": выбираются позиции меню "Программы" – "Стандартные" – "Развлечения". Запись и прослушивание записанных файлов выполняется так же, как описано в предыдущих разделах.

Так, например, если вы собираетесь записывать звук с внешнего устройства (микрофона, компакт-диска, подключенного через линейный вход магнитофона или радиоприемника), то нужно вначале настроить параметры устройств мультимедиа. В инструменте "Регулятор уровня" нужно раскрыть позицию меню "Параметры" и выбрать позицию "Свойства". В появившемся окне "Настройка уровня" нужно установить режим "Запись", при этом в появившемся в нижней части окна списке нужно поставить "галочку" в позиции, соответствующей устройству.

В более поздних версиях Windows появился инструмент Проигрыватель Windows Media с весьма развитыми сервисами. С помощью этого проигрывателя можно принимать радиостанции, ведущие вещание через Интернет, воспроизводить и копировать компакт-диски, искать посвященные музыке страницы в Интернете и создавать списки мультимедийных материалов, имеющихся на компьютере. В русифицированной версии есть подробная справка по этому инструменту с описанием всех заложенных возможностей. Мы же рассмотрим те из них, которые нам пригодятся для озвучивания мультимедиа проектов.

Следует заметить, что проигрыватель Windows Media ориентирован на широкий набор форматов медиа файлов, включая как старые форматы Windows .wav, .avi, так и современные форматы с возможностями сжатия данных и передачи их в Интернете.

В частности, разработан формат, используемый технологиями Microsoft Windows Media (или продуктами сторонних фирм, построенными на базе лицензированной технологии Windows Media) для создания, хранения, редактирования, рассылки, потоковой передачи и воспроизведения мультимедийного содержимого, имеющего временную структуру. Файл Windows Media может содержать аудио-, видеоданные или сценарий. Файл обычно имеет расширение имени.asf или.wma. Файлы Windows Media оптимизированы для потоковой передачи и при этом обеспечивают динамическую настройку звука при загрузке и воспроизведении проигрывателем Windows Media.

Проигрыватель поддерживает набор стандартов сжатия звука и видео MPEG, введенных объединенным техническим комитетом ISO/IEC по информационным технологиям. Стандарт MPEG имеет несколько вариантов, предназначенных для использования в различных ситуациях. Поддерживается также формат MP3, который обеспечивает гораздо более сильное сжатие звуковых данных, чем требовалось раньше для записи цифрового качества. Минута музыки или несколько минут речи, преобразованные в формат MP3, займут на диске около одного мегабайта – почти в десять раз меньше, чем в старом формате WAV. С введением стандарта MP3 стала реальностью передача через Интернет музыки с цифровым качеством.

Мы рассмотрим те возможности проигрывателя, которые нам пригодятся для озвучивания мультимедиа проектов. В первую очередь - возможность копирования музыкальный произведений с компакт-диска в файл. Таким образом можно создать музыкальное сопровождение для презентации или для Web-страницы в Интернете.

Копировать музыку с компакт-диска на жесткий диск очень просто, а во время копирования можно даже слушать этот диск (если позволяют свойства аппаратуры). На качество копии влияют такие параметры, как качество самого компакт-диска и скорость дисковода для компакт-дисков. Во время копирования могут иметь место незначительные дефекты звучания – слабый скрип и потрескивание. Это обычное явление, связанное со спецификой метода считывания дисководом информации с диска. Проигрыватель Windows Media пытается исправить эти дефекты, но они могут все же остаться.

В начале копирования нужно убедиться, что установлен режим цифрового копирования, в противном случае компьютер будет выполнять аналоговое копирование. Чтобы проверить, установлен ли флажок "Цифровое копирование", нужно выбрать в меню "Сервис" команду "Параметры" и затем перейдите на вкладку "Компакт-диск".

Последовательность шагов при копировании записей с аудио компакт-диска:

• Вызовите проигрыватель Windows Media.
• Вставьте компакт-диск в дисковод – проигрыватель начнет автоматически воспроизводить музыку. Остановите воспроизведение кнопкой "Остановить".
• Нажмите в левой части панели инструмента кнопку "Компакт-диск". Появится список, в котором выбраны все записи, если только вы раньше не копировали записи с этого компакт-диска. Если какие-то записи копировать не нужно, снимите стоящие рядом с ними флажки.
• Установите режим цифрового копирования и требуемое качество звука (которое влияет на размер получаемого файла), выбрав в меню "Сервис" команду "Параметры" и затем перейдя на вкладку "Компакт-диск".
• На этой же вкладке "Компакт-диск" с помощью кнопки "Изменить" задайте папку, в которую будут копироваться звуковые файлы.
• Нажмите кнопку "Копировать музыку".

Копирование будет сопровождаться показом объема скопированной информации (в процентах) в позиции копируемой записи, сообщениями "Ожидание обработки" или "Выполнено копирование в библиотеку" для записей, которые, соответственно, ожидают своей очереди или скопированы в файл. Все выбранные записи будут скопированы в заданную папку в виде отдельных файлов в формате.wma.

MIDI-файлы

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - это еще один способ представления звука в компьютере. В отличие от WAVE-файлов, которые хранят цифровое представление звуковых волн, MIDI-файлы хранят только описание звука, представленного как сумма звучания нескольких стандартизованных музыкальных инструментов. Данные в MIDI-файлах представляют собой последовательность записей, содержащих номера нот, их длительность, номера инструментов, а также команды, управляющие звучанием этих музыкальных инструментов.

Аудиокарты, поддерживающие MIDI-формат, имеют встроенные синтезаторы нескольких десятков музыкальных инструментов. Некоторые карты предоставляют возможность создавать собственные инструменты. Качество воспроизведения файлов MIDI зависит от звуковой платы, установленной в компьютере: на разных компьютерах MIDI-файлы могут звучать по разному.

Как правило, звуковые карты обеспечивают Общий MIDI-стандарт:

• 128 инструментов,
• 47 барабанных звуков.

Звуковые карты с MIDI-синтезатором отличаются по количеству воспроизводимых инструментов и качеству звучания инструментов, по возможностям совмещения нескольких инструментов, по количеству нот, хранящихся в памяти, по размерам волновых таблиц.

Для создания MIDI-файлов используется специальное программное обеспечение. Программная среда, имитирующая на компьютере музыкальные инструменты, показывает на экране устройство, внешне похожее на магнитофон с несколькими дорожками. Такие магнитофоны обычно используются в профессиональных студиях записи. Данное устройство хранит музыкальный фрагмент, например, партию скрипки, виолончели или тромбона. При воспроизведении дорожек записанная на них информация собирается вместе в единую последовательность для создания необходимого звука.

В плане практического применения отличия звуковых форматов MIDI и Wave состоят в следующем:

• файлы MIDI значительно меньше по объему, чем файлы Wave при той же длительности звучания музыкального фрагмента;
• мелодии в формате MIDI явно относятся к жанру "электронной музыки", в формате Wave записываются "живой" голос и звучание "живых" инструментов;
• мелодии, записанные в виде MIDI-файла, можно изменять путем несложного редактирования записи на нотном стане, в то время как мелодию в файле Wave изменять гораздо сложнее;
• файлы Wave часто используются в приложениях (при их звуковом оформлении) в виде непродолжительных "аудио-эффектов", файлы MIDI могут использоваться в качестве длительного фонового музыкального сопровождения.

Музыка в Интернет

Поскольку музыка является очень популярным видом искусства, она широко представлена в Интернете. Существует большое число специализированных серверов, посвященных музыкантам, современным композиторам, отдельным музыкальным направлениям. В Интернет можное найти много архивов с музыкальными произведениями.

Http://www.silver.ru). Для прослушивания радиостанции на компьютере пользователя должна быть установлена программа RealAudio Player. Программа проверяет скорость соединения с узлом Интернета, где находятся файлы RealAudio. Затем программа рассчитывает время задержки, после которого начинает воспроизведение еще не полностью полученного файла. Особенностью этих форматов является то, что сам файл с записью не может быть сохранен при получении с сервера, что обеспечивает его защиту от незаконного копирования.

Подготовленные для Интернета музыкальные файлы должны отвечать определенным требованиям. В частности, здесь критичным является объем файлов. В этом отношении Midi-файлы отвечают жестким требованиям к размерам - они очень компактны, а потому многие разработчики Интернет-страниц используют их для музыкального оформления. В Интернете есть немало архивов с Midi-музыкой. И даже сформировались целые сообщества любителей такой электронной музыки.

"Живой" звук в Интернете записывается в специальных сжатых форматах, например, в формате MP3. Имеются программы для записи звука в сжатом формате или для преобразования обычного формата Wave в формат MP3. Эти программы (распространяемые свободно, условно свободные или платные) можно найти в Интернет на сайтах с программным обеспечением для создания и прослушивания музыки. Один из таких сайтов расположен по адресу

Как происходит магнитная запись и воспроизведение звука?
В бытовых магнитофонах используется способ продольной записи, при котором направление записи совпадает с направлением движения носителя записи. При магнитной записи длина волны зависит от скорости движения носителя записи. Связь между длиной волны записи, частотой сигналограммы f и поступательной скоростью носителя записи V выражается отношением, = V/f. Если в этой формуле скорость носителя записи выразить в микрометрах в секунду, частоту записи в герцах, то длина волны записи будет выражена в микрометрах.
Теперь в самых общих чертах представим процесс магнитной записи, основанный на способности некоторых материалов намагничиваться, проходя через внешнее магнитное поле, и сохранять свое намагниченное состояние, называемое остаточным намагничиванием, после выхода из этого поля.
Процесс записи звука представляет собой фиксацию его в форме некоторого следа на носителе записи. Этот след называется дорожкой записи, а носитель записи, на котором уже образовалась дорожка записи звука,- фонограммой. При магнитной записи звука изменяется остаточное намагничивание носителя записи, соответствующее уровню записываемых звуковых колебаний.
В магнитофоне – устройстве, предназначенном для магнитной записи и воспроизведения звука, записываемые звуковые колебания, преобразованные в электрический ток звуковой частоты, усиливаются усилителем записи (УЗ) и поступают в специальное устройство, называемое магнитной головкой записи (ГЗ). В сердечнике и около рабочего зазора ГЗ возникает магнитное поле, пропорциональное току, протекающему через обмотку головки. Напряженность и направление магнитного поля при записи изменяются в такт со звуковыми колебаниями. Поэтому различные участки носителя записимагнитной ленты, равномерно движущейся перед рабочим зазором ГЗ, будут намагничиваться поразному.
При воспроизведении фонограмма с той же скоростью носителя записи перемещается перед рабочим зазором другой головки, называемой магнитной головкой воспроизведения (ГВ). Так как на разных участках фонограммы остаточная намагниченность имеет различное значение, около рабочего зазора ГВ образуется переменное магнитное поле, которое изменяет магнитный поток в сердечнике ГВ. В результате в обмотке ГВ индуцируется электродвижущая сила (э.д.с.), соответствующая изменениям магнитного потока. Это э.д.с. после усиления теперь уже усилителем воспроизведения (УВ) и усилителем мощности (УМ) подводится к громкоговорителю и преобразуется им в звук, являющийся копией записанного.

Как происходит стирание фонограммы?
Когда производится новая запись, старую фонограмму нужно стереть. Для этого по ходу носителя записи перед ГЗ помещают еще одну головку- магнитную головку стирания (ГС). Она питается током ультразвуковой частоты от специального высокочастотного генератора. Около рабочего зазора ГС образуется сильное магнитное поле высокой частоты, спадающее до нуля при удалении от рабочего зазора по ходу движения ленты, которое сначала намагничивает её рабочий слой до насыщения, а затем размагничивает его.

Почему ток высокочастотного подмагничивания улучшает качество записи?
Когда около рабочего зазора ГЗ движется предварительно размагниченная лента и по обмотке ГЗ протекает только ток звуковой частоты (ток записи), зависимость намагниченности рабочего слоя от напряженности магнитного поля около рабочего зазора магнитной головки имеет нелинейный характер. На рис. 1 (кривая I) показана получаемая в таких случаях зависимость между остаточной намагниченностью рабочего слоя Jr от действующего на него напряженности магнитного поля Н. Результат записи подводимого к обмотке ГЗ синусоидального сигнала проиллюстрирован на рис. 1 эпюрой остаточной намагниченности Jr, имеющей искажения.
Когда же по обмотке ГЗ протекают одновременно синусоидальные токи записываемого сигнала и высокочастотного подмагничивания и ток подмагничивания имеет надлежащие значение, характеристика остаточной намагниченности рабочего слоя приобретает вид кривой II. При этом характеристика намагничивания имеет практически прямолинейный участок, используемый при записи звука, с крутизной, значительно превышающий крутизну соответствующего начального участка кривой намагниченности рабочего слоя при отсутствии тока подмагничивания. В результате не только уменьшаются искажения записываемого сигнала, но и увеличивается отдача магнитной фонограммы (э.д.с. ГВ). Следовательно, при записи звука с высокочастотным подмагничиванием запись низкочастотных колебаний осуществляется на прямолинейном участке динамической характеристики, полученной в результате воздействия высокочастотного подмагничивания на ферромагнитный материал рабочего слоя; сами же высокочастотные колебания при существующих скоростях движения магнитной ленты практически не регистрируются.

Обязательно ли колебания тока подмагничивания должны быть синусоидальными?
Нет, не обязательно. Вырабатываемые высокочастотным генератором колебания могут, например, иметь форму треугольных и прямоугольных импульсов, но обязательно должны быть симметричными, ибо асимметрия высокочастотного тока подмагничивания всего в 1 % вызывает увеличение шума фонограммы примерно на 4 дБ. Поскольку асимметрия формы сигнала создается только четными гармониками основного колебания, всегда надо стремиться к построению высокочастотного генератора по двухтактной схеме и принять меры к симметрии катушки генератора.

Как в кассетных стереофонических магнитофонах обеспечивается совместимость с монофоническими фонограммами?
В стереофонических кассетных магнитофонах совместимость с монофоническими фонограммами обеспечивается за счет синфазности стереофонических каналов магнитофона от магнитной головки до громкоговорителя. Тогда для принятого расположения дорожек записи (рис.2), где дорожка монофонической записи перекрывает обе стереофонические дорожки, записанные в одном направлении монофонические фонограммы возможно прослушивать на стереофоническом магнитофоне, а стереофонические – но монофоническом, конечно, и в том и в другом случае только в монофоническом воспроизведении.

От чего зависит время звучания кассетного магнитофона?
При использовании магнитофонной кассеты, габаритные размеры которой ограничены и регламентируются стандартом, время звучания магнитофона зависит от количества ленты в кассете. В свою очередь, количество ленты зависит от её толщины. В настоящее время получили распространение кассеты с общим временем звучания 60, 90 и 120 минут, в которых используется магнитная лента толщиной соответственно 18, 12 и 9 мкм.

Можно ли ленту с рабочим слоем из двуокиси хрома использовать в магнитофонах, рассчитанных на работу с лентой, рабочий слой которой из гаммаокисла железа?
Хромдиоксидная лента требует больших токов подмагничивания и стирания, а также увеличенного тока записи и измененной коррекции АЧХ в высокочастотной части рабочего диапазона по сравнению с лентой с рабочим слоем из гаммаокисла железа. Чтобы магнитофон мог работать с лентами, рабочие слои которых выполнены из разных магнитных порошков, в схему вводят переключатель, изменяющий при переходе с одной ленты на другую токи записи, подмагничивания и стирания, а также изменяющий коррекцию АЧХ. В некоторых простых магнитофонах такой переключатель изменяет только токи подмагничивания и стирания, что не позволяет использовать все положительные свойства хромдиоксидной ленты. В магнитофонах, не имеющих такого переключателя, пользоваться хромоксидной лентой нецелесообразно.

Влияет ли скорость движения магнитной ленты на качество записи (воспроизведения)?
Да, влияет. Чтобы объяснить это, надо вспомнить, что длина волны записи прямо пропорциональна поступательной скорости V носителя записи ленты и обратно пропорциональна частоте записи f (см. с. 4). Следует также напомнить, что э.д.с. головки воспроизведение зависит от длины волны записанных колебаний и уменьшается по мере приближения длины волны к эффективной ширине рабочего зазора головки, а когда длина волны записи станет равна ширине рабочего зазора – э.д.с. головки воспроизведения будет равна нулю. Это явление носит название “щелевых потерь” и описывается так называемой “щелевой функцией”.
Практически установлено, что минимальная длина волны эффективно воспроизводимых колебаний должна быть в два раза больше эффективной ширины рабочего зазора ГВ. Поясним это примером. Допустим, мы имеем магнитофон со скоростью движения ленты 9,53см/с, в котором установлена ГВ с геометрической шириной рабочего зазора 3мкм. Так как эффективная ширина рабочего зазора l обычно на 20-25% больше геометрической ширины, то l=3*1,25=3,75мкм. Заменяя длину волны записи удвоенной эффективности шириной рабочего зазора, определим верхнюю частоту рабочего диапазона f=V / 2l =95 300 / 7,5 =12 707Гц. Такой примерно верхний предел рабочего диапазона частот (12 500Гц) установлен нормативными документами. При тех же условиях на скорости 19,05 см/с возможна запись и воспроизведение частот до 25 400Гц, а на скорости 4,76см/с – до 6347Гц. Надо учитывать и то обстоятельство, что по мере улучшения качественных показателей лент и магнитных головок рабочий диапазон записываемых и воспроизводимых частот непрерывно расширяется.

Что должен показывать индикатор уровня сигнала?
В бытовой аппаратуре магнитной записи звука с помощью встроенного индикатора осуществляется постоянный контроль за уровнем сигнала, подаваемого на запись. Так как большинство магнитофонов имеют универсальный усилитель, индикатор уровня сигнала включают на его выходе. При раздельных усилителях записи и воспроизведения и раздельных головках встроенные индикаторы позволяют контролировать как сигнал, подаваемый на запись, так и уже записанный сигнал, осуществляя тем самым контроль сквозного канала. При этих условиях индикатор должен показывать средние значения контролируемых сигналов, причем максимально допустимый сигнал должен соответствовать номинальному уровню записи.
Следует, однако, отметить, что транзисторные устройства (особенно при низком напряжении питания) и магнитная лента чувствительны к превышению номинального уровня сигнала. Так, превышение номинального уровня записи и сигнала в УЗ приводит к увеличению нелинейных искажений. Это заставляет к индикатору средних значений добавлять еще и пиковый индикатор, реагирующий на кратковременные превышения уровня сигнала.

Какие основные параметры характеризуют работу индикатора уровня сигнала?
Таких параметров два: время интеграции и время обратного хода. За время интеграции принимают длительность одиночного радиоимпульса, при котором сектора электронного индикатора устанавливаются в номинальное положение или указатель стрелочного прибора доходит до 80% шкалы, показывая уровень на 2 дБ ниже значения на непрерывном гармоническом сигнале той же частоты и амплитуды.
В соответствии с ГОСТ 24863-81 время интеграции стрелочного индикатора средних значений может быть от 60 до 350 мс. Для магнитофонов высшей и I групп сложности предпочтительно применение индикатора средних значений с временем интеграции 150-250 мс. Использование такого индикатора предполагает применение и индикатора перегрузки (пикового индикатора) с временем интеграции не более 10 мс или квазипикового индикатора с временем интеграции до 20 мс.
За время обратного хода принимают длительность возврата в первоначальное положение секторов или стрелки индикатора при снятии сигнала.
По тому же ГОСТу время обратного хода указателя индикатора средних значений должно быть 1-2,5 с, причем для магнитофонов высшего и I классов предпочтение должно быть отдано индикатору с временем обратного хода 150-250 мс. Для индикатора квазипиковых значений уровня сигнала время обратного хода может быть 1-5 с.

Почему для стрелочного индикатора в качестве номинального значения показаний принято отклонение стрелки на 80% (-2 дБ) от уровня сигнала (0 дБ)?
Работа стрелочного прибора характеризуется параметром, называемым временем установления. Он показывает, за какой отрезок времени стрелка прибора преодолевает свою инертность и достигает отклонения, соответствующего определенной части уровня сигнала. Иначе говоря, время установления определяет запаздывание, с которым сигнал отображается на индикаторе. Это время должно быть в пределах 100-200 мс и установлено исходя из субъективного восприятия движения стрелки. Оно учитывает требование к отклонению стрелки на 80% (– 2 дБ) от номинального значение сигнала.

Что означает выражение “взвешенное напряжение шумов”?
Взвешенным напряжением шумов называют эффективное значение выходного напряжения, измеренного на линейном выходе магнитофона при отсутствии полезного сигнала с фильтром субъективного восприятия (кривая А, рекомендуемая МЭК). Взвешиваюший фильтр с АЧХ вида А имеет минимальное ослабление (0 дБ) на частоте 1000 Гц; на частоте 20 Гц ослабление достигает – 50,5 дБ, а на частоте 20 000 Гц – 9,3 дБ.

Какие еще требования предъявляют к индикатору уровня сигнала?
Помимо динамических характеристик важным требованием, предъявляемым к индикатору уровня сигнала, является равномерность его АЧХ во всем рабочем диапазоне частот.
Немаловажное значение имеет и шкала прибора. Дело в том, что современные магнитофоны имеют достаточно большой динамический диапазон записываемых сигналов не менее 40 дБ) и этот диапазон должна отображать шкала индикатора. Для этого она должна иметь логарифмический масштаб и быть проградуирована в децибелах. Только при этом условии будут индуцироваться как слабые, так и сильные сигналы. Так как шкала индикатора показывает и превышение номинального уровня сигнала, то общи динамический диапазон, отображаемый шкалой индикатора, составляет около 43-46дБ.
Еще одно требование заключается в отображении кратковременных пиков сигнала с большими амплитудами, т.е. индикатор должен точно следовать за всеми быстрыми изменениями сигнала. Для этого необходимо дополнить индикатор средних значений квазипиковым индикатором либо использовать электроннооптический индикатор, например люминесцентный.
В современных магнитофонах применяют индикаторы не только для контроля сигнала, подаваемого на запись, но и для контроля сигнала в канале воспроизведения. В последнем случае на индикатор должны влиять разница в чувствительности лент, смена головки записи и изменение подмагничивания, Здесь также важны индикация кратковременных пиков с большой амплитудой и изменение показаний индикатора при переходе потока короткого замыкания с 320 на 250 нВб/м при изменении скорости движения ленты в катушечном магнитофоне.
И, наконец, последнее требование. Так как в некоторых кассетных магнитофонах предусмотрена возможность использования лент с рабочим слоем из гаммаокисла железа и двуокиси хрома, то переключатель, изменяющий токи записи и подмагничивания при переходе с одной ленты на другую, должен изменять и показания индикатора, ибо при записи на хромдиоксидную ленту допустим более высокий уровень сигнала и он не должен отображаться как перегрузка (перемодуляция).

Источник Бердский электромеханический техникум: http://www.mini-soft.ru/bemt/osn_mag.php

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа 8. Тема: Запись и воспроизведение звуков. Цель: Научиться работать со звуком: записывать воспроизводить. Для записи воспроизведения и редактирования звуковых файлов в Windows используется программа Звукозапись. Для работы данной программы требу

Лабораторная работа 8.

Тема: Запись и воспроизведение звуков.

Цель : Научиться работать со звуком: записывать, воспроизводить.

Для записи, воспроизведения и редактирования звуковых файлов в Windows используется программа Звукозапись. Для работы данной программы требуется наличие звуковой платы и подключенных к ней динамиков. Для записи живого звука требуется также микрофон.

• Нажмите кнопку Пуск на Панели задач . На экране появится главное меню Win dows .
• Программы -> Стандартные -> Развлечения -> Звукозапись. На экране появится рабочее окно программы Звукозапись с созданным звуковым файлом, имя которого, предлагаемое по умолчанию, - Звук - отображается в заголовке окна

Под полосой меню окна программы в центре расположено темное поле с зеленой горизонтальной линией, в котором в процессе записи звука будет отображаться амплитудный график. Слева от данного поля будет указываться текущее Положение или позиция в секундах, считая от начала записи, а справа - Длина звукозаписи также в секундах. Ниже расположен ползунковый регулятор, позволяющий переместиться в любую точку записи.

Под ползунковым регулятором располагаются кнопки управления записью и воспроизведением, такие же, как и в кассетном магнитофоне.

Если у вас есть звуковая плата и микрофон, то вы можете сделать звукозапись с микрофона, с устройства чтения компакт-дисков или с устройства, подключенного к линейному входу звуковой платы, например, с магнитофона или радиоприемника. Но сначала следует настроить уровень записи для каждого из устройств.

У правого края Панели задач находится значок регулятора громкости для Windows 98/2000/ ME и для Windows XP .

Дважды щелкните мышью на значке регулятора громкости у правого крал Панели задач. На экране появится окно программы Регулятор громкости.

В окне данной программы для каждого устройства воспроизведения: устройства чтения компакт-дисков, устройства, подключенного к линейному входу звуковой платы, и др. предусмотрен собственной регулятор громкости, и вы можете изменять громкость звучания для каждого устройства независимо.

Но в данный момент нам нужны регуляторы уровней записи.

• Выберите в окне программы команду меню Параметры -> Свойства. На экране появится диалог Свойства:

• В открывающемся списке Микшер данного диалога указан тип вашей звуковой платы. Если у вас установлено несколько звуковых адаптеров, то в этом списке вы можете выбрать ту плату, которая будет использоваться для записи.

При уставленном переключателе Воспроизведение в поле списка флажки установлены для тех устройств, регуляторы громкости которых отображаются в окне программы Регулятор громкости. Вы можете добавить новый регулятор громкости, установив нужный флажок, или удалить любой из регуляторов громкости, сбросив его флажок.

• Установите переключатель Запись . Теперь в окне программы будут отображаться регуляторы уровня записи для устройств, флажки которых установлены и поле списка Отображать регуляторы громкости.
• Убедитесь, что в поле списка Отображать регуляторы громкости установлены флажки Микрофон, Линейный вход, Аудиокомпакт - диск и другие, если вы предполагаете выполнять запись также с других устройств.
• Закройте диалог Свойства нажатием кнопки ОК. Вы возвратитесь к окну той программы, из которой был вызван этот диалог, но теперь окно программы будет иметь название Уровень записи и в нем будут отображаться регуляторы уровней записи для каждого из устройств, выбранных на предыдущем шаге.

• Установите все регуляторы уровней в крайнее верхнее положение. Если для какого-либо устройства уровень записи окажется слишком высок, вы сможете в процессе записи уменьшить уровень.
• Расположите окна программ Уровень записи и Звукозапись на экране так, чтобы они не перекрывали друг друга.

Теперь можно сделать звукозапись. Посмотрим в качестве примера, как выполнить запись с микрофона.

Вы можете также записать звуковой файл с музыкального компакт-диска. В Windows 98/2000 для этого достаточно вставить компакт-диск в дисковод CD - ROM , выбрать запись и включить проигрывание в программе Лазерный проигрыватель (CD Player ), после чего нажать кнопку - Запись в окне программы Звукозапись . Запись с компакт-диска будет возможна только в том случае, если привод CD - ROM правильно соединен со звуковой платой специальным шнуром внутри компьютера, что, как показывает практика, бывает далеко не всегда. Но если вы можете прослушивать аудиокомпакт - диски через динамики, то можете и записывать их.

Чтобы сделать запись с радиоприемника, телевизора или магнитофона, следует предварительно подключить одно из этих устройств к гнезду линейного входа на звуковой плате. О том, как выполнить такое подключение, вы можете прочитать в инструкции по звуковой плате.

Созданную звукозапись можно прослушать.

Для регулировки уровня воспроизведения воспользуйтесь регулятором громкости, значок которого, напомним, находится у правого края Панели задач

С помощью кнопок - Переход в начало и - Переход в конец в окне программы Звукозапись вы можете перемещаться соответственно к началу или к концу записи.

• Чтобы сохранить звукозапись в файле на диске, выберите команду меню Файл -> Сохранить.
• В появившемся диалоге Сохранение файла (Save as) укажите диск, папку, имя файла и нажмите кнопку Сохранить (Save). Запись будет сохранена в дисковом файле с расширением.wav. Вы можете использовать данный файл для звукового оформления.

Кроме описанных возможностей записи и воспроизведения звука, программа Звукозапись позволяет вставлять звук одной записи в другую, смешивать разные записи, записывать звук в существующий файл, изменять скорость и уровень воспроизведения, добавлять эхо и реверсировать звук, изменять качество и формат звукозаписи.

Задание. Создайте звуковой файл. Запишите в него рассказанный вами анекдот.