EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1

Transkrypt

Paweł Turkowski, ZF AR w Krakowie
EDYTORY AUDIO
JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE
CZĘŚĆ 1. MOŻLIWOŚCI
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
EDYTORY AUDIO =
PROGRAMY DO ZAPISU, SYNTEZY i OBRÓBKI DŹWIĘKÓW
- Wymagania sprzętowe są minimalne - do prób wystarcza dowolny
komputer wyposażony w kartę muzyczną.
- Dostępne są darmowe wersje kilkunastu programów tego typu.
- Programy są niewielkie.
PODSTAWOWE MOŻLIWOŚCI TYPOWYCH EDYTORÓW AUDIO
(w zakresie częstotliwości akustycznych)
1) Synteza sygnałów w zakresie wystarczającym dla celów niemuzycznych
2) Rejestracja sygnału analogowego
Rejestrację dwukanałową można prowadzić przez wejście liniowe
karty dźwiękowej komputera lub wejście mikrofonowe. Zapis w
formie cyfrowej w szerokiej gamie formatów.
3) Edycja całych plików i fragmentów nagrań.
Zakres jest szerszy, a w sposób przeprowadzania wygodniejszy niż
jest to możliwe za pomocą układów analogowych
4) Analiza zarejestrowanego pliku sygnałowego U(t).
Analiza jest możliwa w stopniu odpowiadającym potrzebom retuszu
starych lub niedoskonałych nagrań audio. Szereg funkcji służących
analizie jest jednak także wygodnych przy niestandardowych zastosowaniach takich jak rejestracja sygnałów innego typu niż dźwiękowe.
Ad.1. SYNTEZA SYGNAŁÓW
Synteza jest możliwa poprzez określenie analitycznej postaci sygnału.
Możliwa jest także generacja sygnału szumowego.
Przykładowe widmo szumu białego wygenerowanego cyfrowo
Klasycznie szum biały, trzeba nagrać. Źródłem w zakresie m.cz. może być
wysokiej jakości szerokopasmowy wzmacniacz ze zwartym wejściem.
Synteza cyfrowa bardzo tę procedurę upraszcza.
Ad.2. REJESTRACJA SYGNAŁÓW
Zmierzona w zakresie trzech dekad charakterystyka amplitudowa
wejścia linowego wybranej karty dźwiękowej (C-Media CMI-9880)
Sygnałowi f=1kHz, 1Vrms odpowiada po zapisie 0,5446 (rms) w skali
umownej. Sprawdzenie liniowości wejścia karty dźwiękowej polega na
zarejestrowaniu sygnałów o amplitudzie zmniejszonej 10, 1000 oraz 1000
razy i zmierzeniu wartości rms po takim zapisie.
CO NALEŻY KONIECZNIE ZMIERZYĆ i ZANOTOWAĆ
1. Współczynnik, o który należy przeskalować oś „Y” po każdej
rejestracji, by 1V (lub 0,1V) odpowiadał „1” na skali aplitud.
2. Jaka jest najmniejsza częstotliwość, przy której pojawiają się fałszywe
częstotliwości w zapisie. Wyższe częstotliwości należy odfiltrować
analogowo w stopniu poprzedzającym kartę dźwiękową
Przykład fałszywego zapisu z częstotliwością próbkowania 192kHz. Źródło
sygnału - generator sinusoidalny f=25kHz, Uo=1V
Po wykonaniu pomiarów kontrolnych karta dźwiękowa wraz z
programem do rejestracji dźwięku może służyć do celów pomiarowych
jako dwukanałowy rejestrator sygnału o dynamice przekraczającej
60dB w zakresie co najmniej dwu dekad (0,1kHz-10kHz)
Ad.3. OBRÓBKA SYGNAŁÓW
Dostępne funkcje: kopiowane fragmentów, wklejanie, wycinanie,
zmiany skal. Dostępna jest szeroka gama filtrów cyfrowych, łącznie z
filtrami typu progowego („noise gate”) działającymi w sposób
niemożliwy do realizacji wersji klasycznej. Jest dostępna funkcja
cofnięcia operacji („undo”).
Szum wąskopasmowy otrzymany z szumu białego na drodze filtracji.
Cyfrowy filtr środkowoprzepustowy 1kHz-2kHz o nachyleniu 18dB/okt.
DLA PORÓWNANIA - FILTRACJA ANALOGOWA
Klasyczny pomiar charakterystyki szumowej aparatury wymaga użycia w
torze pomiarowym zestawu filtrów analogowych o znanej i stabilnej
charakterystyce częstotliwościowej. Najtrudniejszym do wykonania
elementem takich filtrów jest cewka indukcyjna. W zakresie m.cz. może
być ona symulowana układem aktywnym wykonanym z odpowiedniej
jakości elementów R, C oraz wzmacniaczy operacyjnych.
Filtry RC
Filtry RLC
Filtry aktywne
SZEREG DOSTĘPNYCH W EDYTORACH AUDIO CZYNNOŚCI
EDYCYJNYCH JEST KLASYCZNIE NIEWYKONALNYCH
Przykład. Tworzenie skoku sygnału za pomocą funkcji zmiany
amplitudy. Zmianę amplitudy można wykonać dokładnie w miejscu
przejścia przez „0”.
Skok amplitudy sygnału sinusoidalnego 800Hz o 30%
Ad.4. ANALIZA SYGNAŁÓW ZAREJESTROWANYCH
Wygodne funkcje: przeglądanie pliku sygnałowego poprzez zaznaczanie
fragmentów nagrania za pomocą myszy i ich powiększanie lub przez
deklarację przedziału czasowego, który chcemy obejrzeć. Ma to
znaczenie przy analizie dużych plików (szukanie „igły w stogu siana”)
Przeszukiwanie pliku wspomaga funkcja wyszukiwania wartości UMAX .
Ważnym narzędziem jest obliczanie wartości skutecznej Urms
Niektóre edytory oferują poprawnie działające analizatory widma
Analiza widmowa dla dysonansu c# 277Hz, c 262Hz
CZĘŚĆ 2.
KOMPUTER Z PROGRAMEM AUDIO
JAKO REJESTRATOR MAGNETOMETRU
w ZAKRESIE VLF (3-30kHz)
CO MOŻNA PRÓBOWAĆ ZMIERZYĆ w ZAKRESIE VLF?
Lecz radio jak wiecie,
Bardzo trzeszczy w lecie...
(Jan Brzechwa)
Ponieważ edytory audio działają poprawnie jako rejestratory w zakresie
dekady 1kHz-10kHz można je użyć przy próbach rejestracji pól
elektromagnetycznych generowanych podczas pojedynczych bliskich
wyładowań atmosferycznych (atmosferyki).
1. CZY ATMOSFERYKI MOŻNA REJESTROWAĆ w LAB.?
Typowe tło indukcji magnetycznej 50Hz w ZF AR to 100nT.
Czy komputer nie będzie źródłem zakłóceń?
2. CZY DA SIĘ JE ODRÓŻNIĆ OD ZAKŁÓCEŃ IMPULSOWYCH?
Ad.2. ODRÓŻNIENIE ATMOSFERYK OD ZAKŁÓCEŃ IMPULSOWYCH
Układ pomiarowy do rozwiązania problemu 2 poprzez rejestrację obok
wartości indukcji magnetycznej także ścieżki dźwiękowej
Ad. 1 CZY MOŻLIWA JEST REJESTRACJA IMPULSÓW VLF W LAB.?
Rejestrator audio umożliwia staranne sprawdzenie szumu własnego
magnetometru VLF (odłączona antena i zwarte wejście przedwzmacniacza)
Widmo szumu i zakłóceń VLF. Magnetometr z dołączoną anteną.
Pomiar indukcji pola BNS wykonany bez wyładowań atmosferycznych.
Wniosek. Po usunięciu f<1kHz za pomocą górnoprzepustowego filtru
cyfrowego pomiar pól VLF w laboratorium jest możliwy od poziomu 1nT.
POMIAR WŁAŚCIWY - POLOWANIE NA BURZĘ.
KRAKÓW. 6.06.2007, 18.55 czasu lokalnego
Przypadek zarejestrowanego impulsu pola magnetycznego wyładowania
atmosferycznego oraz odpowiadającego mu sygnału akustycznego
(skala czasu w sekundach)
WSTĘPNE WNIOSKI
1. Programy audio są dobrym narzędziem do testu sprzętu VLF
2. Pomiar atmosferyk jest możliwy w pomieszczeniu laboratoryjnym z
typowym tłem 50Hz na poziomie 100nT dla odległości rzędu 10km.
3. Zarejestrowane przez nas wyładowanie atmosferyczne zostało
przeoczone przez polski system lokalizacji piorunów PERUN
(PERUN to system dziewięciu stacji obserwacyjnych w Polsce:
Warszawa, Włodawa, Sandomierz, Częstochowa, Kalisz, Gorzów
Wielkopolski, Toruń, Olsztyn, Białystok)
4. Przy użyciu dwu magnetometrów w układzie prostopadłym możliwy
byłby pomiar kierunku do źródła impulsu na podstawie stosunku
amplitud (stosowane w austriackim systemie ALDIS). Dodatkowy kanał
rejestrujący składową pionową pola elektrycznego umożliwiłby
określanie polaryzacji wyładowania (wyładowanie ujemne/dodatnie)
5. Warto wypracowywać procedury dotyczące pomiaru, zapisu i analizy
LITERATURA:
Edytory audio, PC World Komputer onLine 28.01.2007
Paweł Bodzak, System detekcji i lokalizacji wyładowań
atmosferycznych, Gazeta Obserwatora IMGW nr 5, 2004, s.1-5

EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1

Transkrypt

Podobne dokumenty

dobry handlowiec

Sieć Internet w samokształceniu nauczycieli

Instalacja wod-kan , coi wentylacji - Szpital dob

wyklad 1 prawdopodobienstwo

czytaj - Daniel Korzan