EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1. MOŻLIWOŚCI

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1. MOŻLIWOŚCI"

Seweryn Olejnik
8 lat temu
Przeglądów:

1 Paweł Turkowski, ZF AR w Krakowie EDYTORY AUDIO JAKO NARZĘDZIE DYDAKTYCZNE CZĘŚĆ 1. MOŻLIWOŚCI

2 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.

3 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.

3) Edycja całych plików i fragmentów nagrań.

4 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.

Przykładowe widmo szumu białego wygenerowanego cyfrowo Klasycznie szum biały, trzeba nagrać.

5 Ad.2. REJESTRACJA SYGNAŁÓW Zmierzona w zakresie trzech dekad charakterystyka amplitudowa wejścia linowego wybranej karty dźwiękowej (C-Media CMI-9880)

6 Sygnałowi f=1khz, 1V rms 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.

7 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)

Wyższe częstotliwości należy odfiltrować analogowo w stopniu poprzedzającym kartę dźwiękową Przykład fałszywego zapisu z częstotliwością próbkowania 192kHz.

8 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.

sposób niemożliwy do realizacji wersji klasycznej. Jest dostępna funkcja cofnięcia operacji ( undo ).

9 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

Najtrudniejszym do wykonania elementem takich filtrów jest cewka indukcyjna. W zakresie m.cz.

10 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%

Tworzenie skoku sygnału za pomocą funkcji zmiany amplitudy.

11 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 U MAX. Ważnym narzędziem jest obliczanie wartości skutecznej U rms

12 Niektóre edytory oferują poprawnie działające analizatory widma Analiza widmowa dla dysonansu c# 277Hz, c 262Hz

13 CZĘŚĆ 2. KOMPUTER Z PROGRAMEM AUDIO JAKO REJESTRATOR MAGNETOMETRU w ZAKRESIE VLF (3-30kHz)

14 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?

rejestracji pól elektromagnetycznych generowanych podczas pojedynczych bliskich wyładowań atmosferycznych (atmosferyki). 1.

15 Ad.2. ODRÓŻNIENIE ATMOSFERYK OD ZAKŁÓCEŃ IMPULSOWYCH Układ pomiarowy do rozwiązania problemu 2 poprzez rejestrację obok wartości indukcji magnetycznej także ścieżki dźwiękowej

16 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)

17 Widmo szumu i zakłóceń VLF. Magnetometr z dołączoną anteną. Pomiar indukcji pola B NS wykonany bez wyładowań atmosferycznych. Wniosek. Po usunięciu f<1khz za pomocą górnoprzepustowego filtru cyfrowego pomiar pól VLF w laboratorium jest możliwy od poziomu 1nT.

18 POMIAR WŁAŚCIWY - POLOWANIE NA BURZĘ. KRAKÓW , czasu lokalnego Przypadek zarejestrowanego impulsu pola magnetycznego wyładowania atmosferycznego oraz odpowiadającego mu sygnału akustycznego (skala czasu w sekundach)

55 czasu lokalnego Przypadek zarejestrowanego impulsu

19 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

Zarejestrowane przez nas wyładowanie atmosferyczne zostało przeoczone przez polski system lokalizacji piorunów PERUN (PERUN to system dziewięciu stacji obserwacyjnych w Polsce: Warszawa, Włodawa,

20 LITERATURA: Edytory audio, PC World Komputer online Paweł Bodzak, System detekcji i lokalizacji wyładowań atmosferycznych, Gazeta Obserwatora IMGW nr 5, 2004, s.1-5

Podobne dokumenty

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy Grupa: wtorek 18:3 Tomasz Niedziela I. CZĘŚĆ ĆWICZENIA 1. Cel i przebieg ćwiczenia. Celem ćwiczenia