Контроль и диагностика усилителя-сабвуфера

Цифровой звук можно сравнить с фотографией. Это точная цифровая копия музыки, человеческой речи и любого другого звука. Принцип воспроизведения такого звука звуковой картой похож на принцип работы магнитофона. В этом случае звуковая карта лишь переводит цифровой звук в аналоговую форму. Возможно и обратное – аналогово-цифровое преобразование. Оно происходит при записи в компьютер звука от внешнего источника. Цифровой звук – основной стандарт компьютерного звука сегодня. Именно оцифрованный звук мы слышим, играя в компьютерные игры, слушая аудио компакт-диск или просматривая мультимедиа-энциклопедию. Если цифровой звук можно сравнить фотографией, то синтезированный (MIDI) звук можно уподобить конструкции, собираемой из стандартных блоков. Блоки – это, проще говоря, звуки, сыгранные определенным инструментом. При воспроизведении MIDI-музыки на звуковую карту идет не цифровой звуковой поток, а команды, заставляющие ее воспроизводить какую-либо ноту определенным музыкальным инструментом. И звуковая карта конструирует из посланного ей кода какую-нибудь мелодию. Существуют два основных метода воспроизведения MIDI-звука – с помощью частотного синтеза (FM-синтезатор) или волновой таблицы (Wavetable-синтезатор). В FM-синтезаторе каждый инструмент описан как совокупность нескольких частотных генераторов простых частот, для каждой из которых заданы амплитуда, частота, фаза и другие параметры. Поэтому качество музыки на звуковой карте с FM-синтезатором оставляет желать лучшего. В настоящее время все крупные производители звуковых карт прекратили их выпуск. В табличном синтезаторе используется волновая таблица. Это своего рода банк, где хранятся оцифрованные образцы звучания реальных инструментов. Поэтому музыка на табличном синтезаторе звучит более реалистично и качественно. Табличным синтезатором снабжены практически все современные звуковые карты.Современные звуковые карты бывают 16 или 20-разрядными. Отличие этих двух типов карт в качестве воспроизводимого ими звука. 16-итные карты обеспечивают неплохое звучание и являются звуковыми картами на каждый день. 20-битная карта – выбор профессионалов. Звуковые карты также различаются по количеству голосов, которые может одновременно воспроизводить установленный на ней синтезатор при воспроизведении MIDI-музыки. Конечно, лучше карты с большим числом голосов. Однако редко в какой MIDI-мелодии можно найти более 32 голосов, то есть партий инструментов. Еще одной важной характеристикой является частота квантования звука. Стереозвук высокого качества должен иметь частоту не менее 44, 1 кГц. Многие сегодняшние звуковые карты поддерживают даже частоту 48 кГц, хотя на практике такая частота вряд ли понадобится. 44 кГц – вполне приличная частота оцифровки и именно такая частота используется при записи аудио компакт-дисков. Наличие полного дуплекса говорит о том, что звуковая карта может и воспроизводить и записывать звук одновременно. Этот режим особенно актуален при использовании Internet-телефонии. Полнодуплексными являются практически все карты, выпущенные после 1998 года. В 1998 году на рынке звуковых карт произошла настоящая революция: после многолетней ориентации на старый интерфейс ISA звуковые карты плавно перешли на более скоростной интерфейс PCI. И сегодня практически все звуковые карты выпускаются именно в этом форм-факторе.Цифровой аудиоканал, он же аудиокодек, обеспечивает возможность моно- или стереофонической записи и воспроизведения аудиофайлов с уровнем качества начиная от уровня кассетного магнитофона и заканчивая уровнем аудио-CD и даже выше. Запись (recording) производится оцифровкой (аналого-цифровым преобразованием) выборок мгновенного значения сигнала; современные карты позволяют принимать и цифровые аудиоданные. Оцифрованный звук может храниться в файлах, для которых обычно используется расширение .WAV1 (сокращенно от wave — волна). Размер файла зависит от длительности записи, разрядности преобразования, частоты квантования и количества каналов (моно- или стереозапись). Эти «волновые файлы» могут редактироваться программными средствами, которые обычно позволяют вывести на экран подобие осциллограмм записанных сигналов. При воспроизведении (playback) поток цифровых данных выводится на внешний интерфейс, аналоговый (линейный выход или выход усилителей на колонки или наушники) или цифровой.Микшер с программным управлением обеспечивает регулировку входных и выходных сигналов, позволяя смешивать входные сигналы от нескольких источников (микрофона, CD, внешнего входа и синтезатора). В стереокарте (а монокарты уже давно не используют) каждый источник должен иметь раздельные регуляторы уровня для каждого канала. Внешне (в графической оболочке программного интерфейса) это может выглядеть и как общий регулятор уровня и регулятор баланса. Для монофонических источников (например, микрофона) помимо регулятора уровня имеется регулятор панорамы, позволяющий балансировать уровни сигналов, посылаемых от данного источника в левый и правый стереоканалы. Физически это опять-таки могут быть просто два регулятора уровня для одного и того же сигнала. Дополнительно к микшеру карта обычно допускает регулировку тембра по низким и высоким частотам или даже имеет эквалайзер — многополосный регулятор тембра.Синтезатор обеспечивает имитацию звучания музыкальных инструментов и воспроизведение различных звуков. Из множества методов синтеза в звуковых картах в основном используют два — частотный и волновой:FM MusicSynthesizer — синтезатор с частотной модуляцией (аббревиатура FM означает FrequencyModulation — частотная модуляция) — обеспечивает невысокое качество синтеза.WT MusicSynthesizer — синтезатор с табличным синтезом (аббревиатура WT означает WaveTable — волновая таблица) хранит в своей памяти образцы сигналов натуральных инструментов. Волновые синтезаторы обеспечивают высокое качество синтеза, но поначалу они были заметно дороже.Встроенный усилитель имеет мощность до 4 Вт на канал, хотя многие адаптеры обеспечивают мощность, достаточную только для наушников.Колонки (speakers) для PC несколько отличаются от обычных бытовых акустических систем. Они, как правило, малогабаритные, поскольку предназначены для установки на столе по бокам от монитора. Малые габариты, конечно же, отражаются на качестве и выходной мощности. Хорошие колонки имеют специальный магнитный экран или улучшенную конструкцию магнитной системы динамиков, чтобы предотвратить воздействие магнитного поля на ЭЛТ-монитор. Сильное магнитное поле нарушает линейность развертки и сведение лучей на экране монитора. Ряд моделей «мультимедийных» мониторов оборудован встроенными акустическими системами. Активные колонки (activespeakers) имеют встроенный усилитель, требующий внешнего (или батарейного) питания. Они могут иметь регуляторы громкости и тембра. Пассивные колонки встроенного усилителя не имеют, их мощность невелика. Есть модели колонок, режим работы которых (активный или пассивный) выбирается переключателем. Полоса частот и мощность обычных малогабаритных колонок недостаточны для воспроизведения в режиме Hi-Fi (HighFidelity — высокая достоверность звуковоспроизведения). Более качественные системы имеют две колонки для средних и высоких частот и одну (большую) для низких. Для высококачественного воспроизведения лучше использовать внешний стереоусилитель с собственными акустическими системами или стереонаушники.Наушники или усилитель можно подключать и к аудиовыходу привода CD/ DVD, что позволит прослушивать аудио-CD (но не CD-ROM с файлами .МРЗ) независимо от наличия звуковой карты. Регулятор уровня этого выхода (диск потенциометра или кнопки) расположен на лицевой панели привода. Там же в ряде моделей приводов имеются кнопки воспроизведения и выбора трека, позволяющие управлять проигрыванием без привлечения каких-либо программных средств.Существуют звуковые устройства для шин USB и FireWire — колонки, микрофоны и другие приемники и источники сигналов. Они передают аудиопоток в цифровом виде (изохронная передача) и к обычным звуковым картам непосредственно не подключаются. Доставка аудиоданных к ним и от них осуществляется программно через контроллер соответствующей шины, имеющийся на современных системных платах. При наличии достаточно мощного процессора такие устройства позволяют обходиться и без звуковой карты, реализуя все перечисленные функции чисто программными средствами. Однако применение звуковой карты расширяет возможности аудиосистемы и снижает загрузку процессора.Для подключения электромузыкальных инструментов звуковые карты имеют порт MIDI. Устройством ввода могут служить специальные MIDI- клавиатуры (как на клавишных музыкальных инструментах), устройством вывода — синтезатор звуковой карты или внешний синтезатор, подключаемый к порту MIDI. Компьютер в такой системе используется как мощное средство создания, редактирования и хранения музыкальных произведений. MIDI-ин- терфейс имеют многие профессиональные и полупрофессиональные клавишные синтезаторы.Желание «обучить» PC звукозаписи возникло задолго до появления звуковых карт с АЦП/ЦАП и было реализовано даже через динамик АТ-286. Для преобразования аналогового сигнала в дискретную форму использовался принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Для оцифровки звука умельцы применяли несложную схему, состоящую из микрофонного усилителя-фильтра на операционном усилителе и компаратора. С выхода этой схемы двуполярный дискретный сигнал (1 бит) поступал на один из управляющих входов СОМ- порта. Программа записи замеряла интервалы времени между переключениями этого бита и записывала эти значения в файл. Воспроизводящая программа считывала данные из файла и с теми же интервалами переключала бит 1 порта динамика (06 lh). Динамик выступал в роли фильтра нижних частот этого дис- кретно-аналогового преобразователя. На машинах с большим динамиком (он лучше фильтровал) удавалось добиваться внятного воспроизведения речи, правда, процессор класса 286 был загружен этим полностью. Заметим, что метод ШИМ недавно снова «всплыл из небытия» в применении к новому способу сверхвысококачественной аудиозаписи на диски SACD (Super-Audio CD).Звуковоспроизведение «подручными средствами» реализовывалось проще и качественнее — достаточно было к выходному порту данных подключить матрицу резисторов R-2R, чтобы получить простейший 8-битный ЦАП. Такая приставка называласьCovox. Если к порту подсоединить пару регистров-защелок, к каждому из которых подключить матрицу резисторов, то можно организовать и стереофонию. Такими простейшими устройствами можно было пользоваться для озвучивания некоторых игр или улучшения качества звучания музыкальной программы ScreemTracker на РС/АТ-286. С появлением звуковых карт нужда в этих устройствах сошла «на нет».ЗАКЛЮЧЕНИЕУправление в современной технике обычно характеризуется тем, что мощность значительно превышает мощность, требующуюся для управления. Вместе с тем формы управляющей и управляемой энергии в одних случаях одинаковы, в других различны.К частному виду управления энергией относится усиление. Отличительными особенностями усиления являются, с одной стороны, превышение управляемой мощности над управляющей, с другой стороны, плавность процесса усиления. Устройство, предназначенное для этой цели, называется усилительным устройством или просто усилителем. Управляющая мощность носит название мощности возбуждения усилителя, или входной мощности; управляемая мощность – мощности потребляемой от источника питания.Усилители сигналов находят широкое применение во многих отраслях науки и техники. Они используются в радиовещании, радиосвязи, телевидении, дальней связи по проводам, радиолокации, радионавигации, измерительной, вычислительной технике и так далее.Всякий усилитель характеризуется полосой пропускания от до . Усилители, у которых нижняя частота пропускания равна нулю, называются усилителями постоянного тока. Усилители переменного тока имеют .Для усиления низкочастотных сигналов используются усилители низкой частоты, иначе называемые апериодическими усилителями; в соответствии с этим усилители высокой частоты, иначе избирательные усилители, применяются для усиления высокочастотных сигналов.К усилителям низкой частоты относятся усилители постоянного тока, усилители звуковой частоты, усилители телевизионных сигналов, получившие название видеоусилителей, и другие.Усилители высокой частоты подразделяются на резонансные и полосовые. В частности усилитель промежуточной частоты супергетеродивного радиоприемника обычно представляет собой полосовой усилитель, у которого зависимость усиления от частоты в большей степени приближается к идеальной прямоугольной форме, чем у резонансного усилителя.В зависимости от вида усиливаемых сигналов усилители как низкой так и высокой частоты подразделяются на усилители гармонических сигналов и усилители импульсных сигналов.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.В. Т. Крушев, Э. Г. Попов, Н. И. Шатило Методическое пособие по проведению курсового проектирования по курсу аналоговые электронные устройства. – Мн. : БГУИР, 2020г.2.Г. В. Войшвилло Усилительные устройства. – М. : Радио и связь, 2021г.3.В. И. Галкин, А. Л. Булычев, П. М. Лямин Справочник. Полупроводниковые приборы. Транзисторы широкого применения. – Мн. : Беларусь 2019 г.4.В. М. Петухов Справочник. Маломощные транзисторы и их зарубежные аналоги. – М. :КУбК-а 2019 г.5.В. Е. Сапаров, Н. А. Максимов Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике. – М. : Радио и связь. 2018 г.6. Абердин А.С. Цифровая и аналоговая запись. [Текст]. М.: "Вагриус", 2020. С. 76.7. Дронов В.А. Сэмплирование. [Текст]. М.: "Гилея", 2020. С. 192.8. Емец Д.А. Обработка звука и звуковые эффекты. [Текст]. М.: "Гилея", 2019. С. 221.9. Залесский К.В. Сэмплирование и модуляционные эффекты. [Текст]. М.: "Симпозиум", 2018. С. 185.10. Зыков В.А. Программы обработки звуковой информации. [Текст]. Спб.: "Композитор", 2018. С. 64.11. Калиниченко Н.В. Профессиональная обработка звука. [Текст]. М.: "Вагриус", 2019. С. 83.12. КвинтИ.А. Sound Forge. [Текст]. М.: "Видеосамоучитель", 2019. С. 153.