skriptá Zvuková technika - Katedra rádioelektroniky FEI STU v ...
skriptá Zvuková technika - Katedra rádioelektroniky FEI STU v ...
skriptá Zvuková technika - Katedra rádioelektroniky FEI STU v ...
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
PredslovSkriptá sú určené pre všetkých záujemcov o problematiku zvukovej techniky, predovšetkýmpre študentov študijného programu inžinierskeho štúdia Rádioelektronika, ktorí v 2. ročníkunavštevujú predmet <strong>Zvuková</strong> <strong>technika</strong> na Ústave elektroniky a fotoniky <strong>FEI</strong> <strong>STU</strong>v Bratislave. Výučba tohto predmetu má dlhoročnú tradíciu, avšak doteraz neboli k nemuvydané žiadne učebné texty. Predmet nadväzuje na predmety: Číslicové spracovanie signálov,Záznam signálov a Aplikovaná elektroakustika. Predpokladá sa, že študenti majú vedomostio zázname zvuku, jeho analógových a digitálnych princípoch, ktoré získajú v prvých dvochuvedených predmetoch. Keďže náplňou tretieho predmetu Aplikovaná elektroakustika je ajproblematika mikrofónov, reproduktorov, reproduktorových ozvučníc a sústav, nadväzujúcipredmet <strong>Zvuková</strong> <strong>technika</strong> sa týmto témam venuje iba v nevyhnutnej miere, napr. smerovýmvlastnostiam mikrofónov, ktoré sa využívajú v stereofónii. Tieto <strong>skriptá</strong> prinášajú okremzákladných poznatkov aj komplexnejší pohľad do problematiky doplnený často hlbšouanalýzou a porovnaním.Publikácia je rozdelená do ôsmich kapitol, ktoré pokrývajú učebnú látku prednášanúpočas celého semestra. Prvá kapitola sa venuje mikrofónom, ich parametrom a smerovýmvlastnostiam, prístupom k snímaniu ľudského hlasu a rôznych hudobných nástrojov,stereofónnym metódam snímania zvuku a taktiež viackanálovým mikrofónovým systémoma viackanálovej reprodukcii zvuku. Druhá kapitola opisuje základné poznatky o elektrickýchprepojeniach medzi zariadeniami zvukovej techniky, nesymetrickom a symetrickom vedenísignálu, napájaní kondenzátorových mikrofónov a DI boxoch. V tretej kapitole sú uvedenézákladné informácie o mixážnom pulte, frekvenčnej korekcii, panoramatickom potenciometri,indikátoroch úrovne signálov a vizualizácii stereofónnych signálov pomocou goniometraa merača korelácie. Štvrtá kapitola sa zameriava na úpravu dynamického rozsahu zvukovýchsignálov pomocou kompresora, limitera, expandera a šumovej brány, ich statickýma dynamickým vlastnostiam a využitiu kompandera pri redukcii šumu. Piata kapitola zahŕňaproblematiku zvukových efektov využívajúcich časovo premenné filtre (wah, phasing)a časové oneskorenie (echo, flanger, vibrato, chorus) a venuje sa tiež systémom simuláciemiestnosti s umelým dozvukom. Šiesta kapitola sa zaoberá metódami analógovej syntézy(subtraktívna, harmonická, aditívna), hybridnej syntézy (tabuľková) a digitálnej syntézyzvuku (FM, granulárna). V siedmej kapitole sú opísané základné informácie o komunikačnomrozhraní MIDI, jeho technických parametroch, prenosovom protokole, rôznych typochprenášaných MIDI dát a o základných MIDI zariadeniach a MIDI systémoch. Náplňou ôsmejkapitoly sú základné metódy percepčného kódovania zvuku s využitím frekvenčnéhoa časového maskovania v psychoakustických kóderoch zvuku, s dôrazom na algoritmus MP3.Poďakovanie patrí obidvom lektorom prof. Ing. Václavovi Syrovému, CSc. a Ing. JiřímuSchimmelovi, PhD. za posúdenie rukopisu a predovšetkým za ich cenné odborné pripomienkya námety.AutorkaBratislava, november 20113
ObsahPREDSLOV........................................................................................................................................................... 31 SNÍMANIE A REPRODUKCIA ZVUKU ................................................................................................ 71.1 ÚVODNÉ POZNÁMKY............................................................................................................................. 71.2 MIKROFÓNY ......................................................................................................................................... 81.2.1 Parametre mikrofónov .................................................................................................................... 81.2.2 Smerové vlastnosti mikrofónov ..................................................................................................... 101.2.2.1 Smerová charakteristika z hľadiska konštrukcie mikrofónu................................................................ 101.2.2.2 Teoretické smerové charakteristiky..................................................................................................... 121.2.3 Efekt blízkosti ................................................................................................................................ 161.2.4 Mikrofóny s prepínateľnou smerovou charakteristikou ................................................................ 201.2.4.1 Mikrofóny s jednou membránou ......................................................................................................... 201.2.4.2 Mikrofóny s dvoma membránami ....................................................................................................... 201.2.5 Mikrofón s tlakovou zónou............................................................................................................ 211.3 STEREOFÓNIA ..................................................................................................................................... 241.3.1 Binaurálne počutie........................................................................................................................ 241.3.2 Stereofónna reprodukcia............................................................................................................... 251.3.2.1 Intenzitné efekty v stereofónii............................................................................................................. 251.3.2.2 Časové efekty v stereofónii ................................................................................................................. 261.3.3 Stereofónne mikrofónové systémy .................................................................................................271.3.3.1 Metóda jednotlivých mikrofónov ........................................................................................................ 271.3.3.2 Koincidenčný stereofónny systém XY................................................................................................ 281.3.3.3 Koincidenčný stereofónny systém MS................................................................................................ 291.3.3.4 Stereofónny systém oddelených mikrofónov AB................................................................................ 311.3.3.5 Takmer koincidenčné stereofónne systémy......................................................................................... 341.3.3.6 Zmiešané stereofónne konfigurácie mikrofónov ................................................................................. 351.3.3.7 Koincidenčné mikrofóny s tlakovou zónou......................................................................................... 361.4 SNÍMANIE ZVUKU HUDOBNÝCH NÁSTROJOV A ĽUDSKÉHO HLASU ....................................................... 361.4.1 Snímanie ľudského hlasu............................................................................................................... 361.4.2 Snímanie zvuku hudobných nástrojov ........................................................................................... 391.4.2.1 Plechové dychové nástroje .................................................................................................................. 391.4.2.2 Drevené dychové nástroje ................................................................................................................... 391.4.2.3 Sláčikové nástroje ............................................................................................................................... 401.4.2.4 Akustický klavír .................................................................................................................................. 401.4.2.5 Bicie nástroje....................................................................................................................................... 421.4.3 Pseudostereofónia......................................................................................................................... 431.5 VIACKANÁLOVÉ ZVUKOVÉ SYSTÉMY.................................................................................................. 451.5.1 Viackanálová reprodukcia zvuku ..................................................................................................451.5.1.1 Digitálne zvukové formáty pre filmy .................................................................................................. 521.5.1.2 Usporiadanie posluchového priestoru pri reprodukcii surroundového zvuku...................................... 561.5.2 Viackanálové mikrofónové systémy............................................................................................... 572 ELEKTRICKÉ PREPOJENIA................................................................................................................ 642.1 NESYMETRICKÉ VEDENIE SIGNÁLU ..................................................................................................... 642.2 SYMETRICKÉ VEDENIE SIGNÁLU.......................................................................................................... 652.3 NAPÁJANIE ......................................................................................................................................... 682.3.1 Fantómové napájanie.................................................................................................................... 682.3.2 Napájanie A-B............................................................................................................................... 702.4 DI BOX................................................................................................................................................ 702.4.1 Pasívny DI box.............................................................................................................................. 712.4.2 Aktívny DI box............................................................................................................................... 722.5 MIKROFÓNOVÝ ROZBOČOVAČ ............................................................................................................ 734
3 MIXÁŽNY PULT...................................................................................................................................... 743.1 FREKVENČNÝ KOREKTOR.................................................................................................................... 753.1.1 Grafický ekvalizér ......................................................................................................................... 803.1.2 Ekvalizér s laditeľnou frekvenciou................................................................................................ 803.1.3 Parametrický ekvalizér.................................................................................................................. 803.2 FADER ................................................................................................................................................ 823.3 POMOCNÝ VÝ<strong>STU</strong>P „PRE FADER“ ........................................................................................................ 823.4 PANORAMATICKÝ POTENCIOMETER.................................................................................................... 833.5 SKUPINOVÉ VÝ<strong>STU</strong>PY.......................................................................................................................... 843.6 AUDIO GONIOMETER A MERAČ <strong>STU</strong>PŇA KORELÁCIE............................................................................ 853.7 INDIKÁTORY ÚROVNE ZVUKOVÝCH SIGNÁLOV ................................................................................... 884 RIADENIE DYNAMICKÉHO ROZSAHU ZVUKOVÝCH SIGNÁLOV .......................................... 904.1 KOMPRESOR A LIMITER....................................................................................................................... 944.2 EXPANDER A ŠUMOVÁ BRÁNA .......................................................................................................... 1014.3 KOMBINOVANÝ DYNAMICKÝ PROCESOR........................................................................................... 1034.4 KOMPANDER..................................................................................................................................... 1045 ZVUKOVÉ EFEKTY ............................................................................................................................. 1075.1 EFEKTY VYUŽÍVAJÚCE ČASOVO PREMENNÉ FILTRE........................................................................... 1075.2 EFEKTY VYUŽÍVAJÚCE ČASOVÉ ONESKORENIE.................................................................................. 1085.3 SIMULÁCIA MIESTNOSTI.................................................................................................................... 1115.4 VLOŽENIE EFEKTOVÉHO ZARIADENIA DO ZVUKOVÉHO REŤAZCA...................................................... 1226 SYNTÉZA ZVUKU................................................................................................................................. 1236.1 ČASOVÁ OBÁLKA HUDOBNÉHO SIGNÁLU .......................................................................................... 1236.2 ANALÓGOVÁ SYNTÉZA ..................................................................................................................... 1246.3 HYBRIDNÁ SYNTÉZA......................................................................................................................... 1316.3.1 Tabuľková syntéza....................................................................................................................... 1316.3.2 Digitálne riadený oscilátor ......................................................................................................... 1346.4 DIGITÁLNA SYNTÉZA ........................................................................................................................ 1346.4.1 FM syntéza .................................................................................................................................. 1356.4.2 Granulárna syntéza..................................................................................................................... 1407 KOMUNIKAČNÉ ROZHRANIE MIDI............................................................................................... 1437.1 TECHNICKÁ ŠPECIFIKÁCIA ROZHRANIA MIDI ................................................................................... 1447.2 MIDI DÁTA....................................................................................................................................... 1467.2.1 Kanálové MIDI správy................................................................................................................ 1467.2.1.1 MIDI správy „Nota zapnutá“ a „Nota vypnutá“................................................................................ 1467.2.1.2 MIDI správa „Individuálna tlaková citlivosť“................................................................................... 1487.2.1.3 MIDI správa „Zmena kontroléra“...................................................................................................... 1487.2.1.4 MIDI správa „Zmena programu“ ...................................................................................................... 1537.2.1.5 MIDI správa „Spoločná tlaková citlivosť“ ........................................................................................ 1537.2.1.6 MIDI správa „Ohýbanie tónu“ .......................................................................................................... 1537.2.2 Systémové MIDI správy............................................................................................................... 1537.2.2.1 Spoločné systémové MIDI správy..................................................................................................... 1547.2.2.2 Systémové MIDI správy reálneho času............................................................................................. 1557.2.2.3 Zvláštne systémové MIDI správy...................................................................................................... 1567.3 MIDI ZARIADENIA............................................................................................................................ 1577.4 MIDI SYSTÉMY................................................................................................................................. 1588 KÓDOVANIE ZVUKU .......................................................................................................................... 1628.1 STRATOVÉ A BEZSTRATOVÉ KÓDOVANIE .......................................................................................... 1628.2 PERCEPČNÉ KÓDOVANIE ZVUKU: MPEG – PRÍKLAD STRATOVÉHO KÓDOVANIA .............................. 1638.2.1 MPEG-1 vrstva 3 (MP3) ............................................................................................................. 1668.2.1.1 Banka filtrov...................................................................................................................................... 1688.2.1.2 Modifikovaná diskrétna kosínusová transformácia (MDCT) ............................................................ 1718.2.1.3 Prepínanie okien................................................................................................................................ 1735
8.2.2 Ďalšie formáty MPEG................................................................................................................. 1748.3 INÉ FORMÁTY REDUKCIE DÁT ........................................................................................................... 175LITERATÚRA.................................................................................................................................................. 1766