Поддръжка, отстраняване на неизправности във вашата звукова система
Темата на този курсов проект „Поддръжка, отстраняване на неизправности на звуковата система“ е много подходяща, тъй като звукът е неразделна работна част от компютъра и е едно от важните средства за извеждане на информация.
Целта на този курсов проект е да анализира работата, отстраняване на неизправности в звуковата система.
Съответно се поставят следните задачи:
1. Опишете принципите на работа на звуковите системи;
2. Формулирайте основните характеристики на звуковите системи;
3. Основи на техническия преглед на озвучителни системи;
4. Коректно установяване и отстраняване на повредите в тях;
5. Разглеждане на основните аспекти на периодичния технически преглед на озвучителни системи.
Информацията, представена в този курсов проект, ще помогне за идентифициране и отстраняване на често срещани проблеми, които възникват при работа с озвучителна система.
Компютърна звукова система е набор от устройства, които осигуряват възпроизвеждане, запис и обработка на звук с помощта на компютър. Включва аудио адаптер (звукова карта), акустична система (колони с бас усилвател, слушалки), микрофон.
Аудио адаптерът е дъщерна платка, която преобразува цифрови данни в аналогови данни и обратно за аудио изход/вход с помощта на компютър.
Винаги има изход за предаване на аудио сигнал към усилвател и вход за въвеждане на аудио сигнал от външен източник към компютър за по-нататъшна обработка. Скъпите аудио адаптери имат множество входове и изходи.
1) битова дълбочина на вход / изход на цифров звук
2) начини за звуков синтез
3) наличието / отсъствието на чипове за създаване на допълнителни звукови ефекти (преобразуване на звук, 3D съраунд звук и др.)
Компютърната аудио система може да възпроизвежда нормални аудио компактдискове, норазработени са специални, по-ефективни формати за съхраняване на звукови данни в компютър. Най-популярните са MP3 и WMA. Те ви позволяват да съхранявате 10-15 пъти повече аудио данни на един компактдиск, отколкото на обикновен аудио компактдиск.
Можете да постигнете добър звук само когато използвате висококачествена компютърна аудио система, но още по-добре е да предавате звук през цифров изход към висококачествен домашен усилвател и високоговорители.
За да се възпроизвежда пълноценна звукова информация - музика, реч и др., в компютъра трябва да има инсталирана звукова карта и към нея да бъдат свързани акустични системи (колони).
Звукът се формира и възпроизвежда в компютрите чрез специални програми, използващи звукови адаптерни карти и акустични системи.
Съществуват много модификации на звуковите карти, но основните функции, изпълнявани от звуковите карти, са въвеждане и цифровизиране на аналогова звукова информация от микрофон, магнетофон, радио, CD плейър и др. източници и - обратно преобразуване и възпроизвеждане на вече дигитализирани записи, съхранени в компютъра.
За да преобразува входния аналогов електрически сигнал в цифрова форма, ADC на звуковата карта измерва амплитудата на този сигнал на редовни малки интервали. Честотата на тези измервания се нарича честота на дискретизация.Съгласно теоремата на Котелников, за последващото пълно възстановяване на обвивката на звуковите вибрации, честотата на дискретизация трябва да бъде най-малко два пъти максималната честота на тези звукови вибрации. защото максималната честота на звука, възприемана от човешкото ухо, е 20 kHz, тогава честотата на дискретизация трябва да бъде поне 40 kHz. Най-често използваната честота на дискретизация е 44,1 kHz (именно тази честота се използва в компютърните звукови карти иза запис на звук на компактдискове). Амплитудата на всяка пробна точка обикновено се измерва от 16-битов ADC, който позволява 216 амплитудни стойности. Резултатите от цифровизацията на звука се прехвърлят в съответната програма и след компресиране се записват на твърдия диск като файлове (файловете със звукозапис имат разширение .wav в Windows). Тези файлове, въпреки компресията, имат много голям обем - десетки KB за всяка секунда звук. При висока степен на компресия обемите на такива файлове се намаляват, но това неминуемо води до загуба на качеството на възпроизвеждане на записания звук.
Възпроизвеждането на цифрова информация се извършва чрез обратни процедури: четене на компресирана цифрова информация, нейното декомпресиране и преобразуване, използвайки DAC на звукова карта, в аналогов сигнал, който след усилване на мощността влиза в звуковите високоговорители, където се преобразува в звукови вибрации на въздуха (акустичен звук).
Различните звукови карти се различават една от друга по следните характеристики:
1) максималната честота на дискретизация (семплиране) (честота на дискретизация) при цифровизиране на звука. Колкото по-висока е семплирането, толкова по-високо е качеството на възпроизвеждания звук. Обикновено честотата на семплиране е 44,1 kHz или по-висока (както при компактдисковете), но някои карти използват 48 kHz (както при цифровите записващи устройства). По-старите звукови карти използваха честота на дискретизация от 22,05 kHz, т.е. звуци с честота над 10 kHz изобщо не се възпроизвеждат;
2) максималната честота на дискретизация по време на запис. Тези честоти съответстват на честотите на дискретизация за всеки от типовете карти;
3) максималната битова дълбочина на AD-преобразуване на звук по време на запис. Повечето съвременни карти поддържат 26-битово и 8-битово семплиране, докато по-старите карти поддържат само 8-битово, което е добро само за запис на реч;
4)възможности за стерео възпроизвеждане. Много по-стари карти или не предоставят такива възможности, или предоставят ограничени (например при възпроизвеждане на моно запис се осигурява честота на семплиране от 44,1 kHz, а при стерео запис е само 22,05 kHz).
5) образуване на шестканална квазистереофония.
1. Звукова карта
Мултимедийният компютър трябва да може да възпроизвежда висококачествен звук. Специализираните звукови карти се превърнаха в основно устройство за работа със звук. Те се появиха на пазара преди около 10 години. Разбира се, звуковата карта не може да звучи сама. Следователно, за да чуете звука, трябва да свържете високоговорители към него. Повечето звукови карти имат два входа: линия и микрофон, един или два изхода: за високоговорители и слушалки, както и конектор за свързване на външно MIDI устройство или джойстик.
1.1. Устройство и принцип на действие
Всяка звукова карта работи с два основни компютърни звукови формата: цифров (Wave-формат) и синтезиран (MIDI). Следователно в неговия дизайн има два основни елемента, отговорни за работата с тези типове звук: цифрово-аналогов и аналогово-цифров преобразувател (DAC / ADC) и синтезатор. Разбира се, на платката има и други елементи, например микросхема, отговорна за обработката на компресиран звук, а понякога и модул за специални ефекти. Цифровият звук може да се сравни с фотографията. Това е точно цифрово копие на музика, човешка реч и всеки друг звук. Принципът на възпроизвеждане на такъв звук със звукова карта е подобен на принципа на работа на магнетофон. В този случай звуковата карта само превежда цифровия звук в аналогова форма. Възможно е и обратното - аналогово-цифрово преобразуване. Това се случва, когато звукът се записва на компютъра от външенизточник. Цифровото аудио е основният стандарт за компютърно аудио днес. Това е дигитализиран звук, който чуваме, когато играем компютърни игри, слушаме аудио CD или преглеждаме мултимедийна енциклопедия. Ако цифровият звук може да се сравни с фотографията, тогава синтезираният (MIDI) звук може да се оприличи на структура, сглобена от градивни елементи. Блоковете са, просто казано, звуци, изсвирени от определен инструмент. Когато възпроизвежда MIDI музика, звуковата карта не получава цифров аудио поток, а команди, които я карат да възпроизвежда всяка нота с определен музикален инструмент. И звуковата карта изгражда някаква мелодия от кода, изпратен до нея. Има два основни метода за възпроизвеждане на MIDI звук - използване на честотен синтез (FM синтезатор) или вълнова таблица (Wavetable синтезатор). В FM синтезатор всеки инструмент се описва като колекция от няколко честотни генератора на прости честоти, на всеки от които са дадени амплитуда, честота, фаза и други параметри. Следователно качеството на музиката на звукова карта с FM синтезатор оставя много да се желае. В момента всички големи производители на звукови карти са прекратили производството си. Табличният синтезатор използва вълнова таблица. Това е един вид банка, в която се съхраняват цифровизирани звукови проби от реални инструменти. Следователно музиката на настолен синтезатор звучи по-реалистично и с високо качество. Почти всички съвременни звукови карти са оборудвани с настолен синтезатор.
1.2. Основни характеристики
Типичната звукова карта включва цифров канал за запис-възпроизвеждане, миксер, синтезатор и MIDI порт.
Цифров аудио канал, известен също като аудио кодек, предоставя възможност за моно или стерео запис и възпроизвеждане на аудио файлове с ниво на качество, вариращо отниво на касетофон до ниво на аудио CD и след това. Записването (записването) се извършва чрез цифровизиране (аналогово-цифрово преобразуване) на проби от моментната стойност на сигнала; съвременните карти ви позволяват да получавате цифрови аудио данни. Цифровизираното аудио може да се съхранява във файлове, които обикновено използват разширението .WAV1 (съкращение от вълна). Размерът на файла зависи от продължителността на записа, битовата дълбочина на преобразуването, честотата на квантуване и броя на каналите (моно или стерео запис). Тези "wavefiles" могат да бъдат редактирани от софтуер, който обикновено ви позволява да показвате вълновите форми на записаните сигнали на екрана. По време на възпроизвеждане (възпроизвеждане), цифровият поток от данни се извежда към външен интерфейс, аналогов (линеен изход или изход на усилвател към високоговорители или слушалки) или цифров.
Софтуерно контролираният миксер осигурява контрол на входа и изхода, което ви позволява да смесвате входни сигнали от множество източници (микрофон, CD, външен вход и синтезатор). В стерео карта (и моно картите вече не се използват), всеки източник трябва да има отделни контроли на нивото за всеки канал. Външно (в графичната обвивка на софтуерния интерфейс) може да изглежда както като общ контрол на нивото, така и като контрол на баланса. За моно източници (като микрофон), в допълнение към контрола на нивото, има контрол на панорамата, който ви позволява да балансирате нивата на сигналите, изпратени от този източник към левия и десния стерео канал. Физически това отново може да бъде само два контрола на нивото за един и същ сигнал. В допълнение към миксера, картата обикновено позволява контрол на тона за ниски и високи честоти или дори има еквалайзер - многолентов контрол на тона.
Синтезаторът осигурява симулациязвука на музикалните инструменти и възпроизвеждането на различни звуци. От многото методи за синтез в звуковите карти се използват основно два - честотен и вълнов:
FM Music Synthesizer - синтезатор с честотна модулация (съкращението FM означава Frequency Modulation - честотна модулация) - осигурява нискокачествен синтез.
WT Music Synthesizer - синтезатор за табличен синтез (съкращението WT означава Wave Table - вълнова таблица) съхранява проби от естествени инструментални сигнали в паметта си. Вълновите синтезатори осигуряват висококачествен синтез, но в началото те бяха значително по-скъпи.
Вграденият усилвател има мощност до 4 вата на канал, въпреки че много адаптери осигуряват мощност само за слушалки.
Високоговорителите за компютри са малко по-различни от конвенционалните домашни високоговорители. Те обикновено са с малки размери, тъй като са предназначени за инсталиране на маса отстрани на монитора. Малките размери, разбира се, се отразяват на качеството и изходната мощност. Добрите високоговорители имат специален магнитен щит или подобрен дизайн на магнитната система на високоговорителите, за да се предотврати влиянието на CRT монитора от магнитното поле. Силното магнитно поле нарушава линейността на движението и конвергенцията на лъчите върху екрана на монитора. Редица модели "мултимедийни" монитори са оборудвани с вградени акустични системи. Активните високоговорители (активни високоговорители) имат вграден усилвател, който изисква външно захранване (или батерия). Те могат да имат контрол на звука и тона. Пасивните колони нямат вграден усилвател, мощността им е ниска. Има модели високоговорители, чийто режим на работа (активен или пасивен) се избира с превключвател. Честотната лента и мощността на конвенционалните малки високоговорители не са достатъчни за възпроизвежданеHi-Fi режим (High Fidelity - висока точност на възпроизвеждане на звук). По-добрите системи имат два високоговорителя за средни и високи и един (голям) за баса. За висококачествено възпроизвеждане е по-добре да използвате външен стерео усилвател със собствени високоговорители или стерео слушалки.
Слушалки или усилвател също могат да бъдат свързани към аудио изхода на CD/DVD устройството, което ви позволява да слушате аудио CD (но не и CD-ROM с .MP3 файлове), независимо дали имате звукова карта. Контролът на нивото за този изход (циферблат на потенциометъра или бутони) се намира на предния панел на устройството. Там, в редица модели устройства, има бутони за възпроизвеждане и избор на песен, които ви позволяват да контролирате възпроизвеждането, без да включвате никакви софтуерни инструменти.
Има аудио устройства за USB и FireWire шини - високоговорители, микрофони и други приемници и източници на сигнал. Те предават аудио потока в цифров вид (изохронно предаване) и не са директно свързани с конвенционалните звукови карти. Доставката на аудио данни към и от тях се извършва програмно чрез контролера на съответната шина, който е наличен на съвременните дънни платки. При наличието на достатъчно мощен процесор, такива устройства ви позволяват да правите без звукова карта, реализирайки всички изброени функции чисто софтуерно. Използването на звукова карта обаче разширява възможностите на аудио системата и намалява натоварването на процесора.