Дыбыстық технологиялардың компьютерлік құралдары
Қысқартулар. 3
Кіріспе 5
Негізгі бөлім 7
1. Дыбыстық сигналдар 7
1.1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики) 9
1.2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары 11
1.3 Сөз синтезаторлары. 12
1.4 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі 13
2. Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық адаптерлер) 17
2.1 Дыбыстық ақпаратты енгiзу құрылымы 20
2.2 Акустикалық жүйе 30
2.3 Фурье қатары. Фурье түрлендіруі 31
2.4 Дискретті Фурье түрлендіруі. 32
3. Visual Basic тілінде программалау негіздері 33
3.1 Visual Basic тілінде программалау түсінігі 33
3.2 Интеграциялық құрастыру ортасы 37
3.3 Берілген басқару объектінің құрамы, әдістері және жағдайлары 42
Қорытынды 49
Қолданылатын әдебиеттер 50
Қосымша
Кіріспе 5
Негізгі бөлім 7
1. Дыбыстық сигналдар 7
1.1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики) 9
1.2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары 11
1.3 Сөз синтезаторлары. 12
1.4 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі 13
2. Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық адаптерлер) 17
2.1 Дыбыстық ақпаратты енгiзу құрылымы 20
2.2 Акустикалық жүйе 30
2.3 Фурье қатары. Фурье түрлендіруі 31
2.4 Дискретті Фурье түрлендіруі. 32
3. Visual Basic тілінде программалау негіздері 33
3.1 Visual Basic тілінде программалау түсінігі 33
3.2 Интеграциялық құрастыру ортасы 37
3.3 Берілген басқару объектінің құрамы, әдістері және жағдайлары 42
Қорытынды 49
Қолданылатын әдебиеттер 50
Қосымша
Дипломдық жұмыстың өзектілігі: ЭЕМ-нің алғашқы кезде пайда болуынан бастап компьютерлік техниканың дамуының ең негізгі сұрақтардың бірі, ол адамның ЭЕМ-сымен байланысы болатын. Компьютер дами бастағаннан кейін онда дыбыстық технологияларды дамыту кең қолға алына бастады. Компьютерлік дыбыс жүздеген жыл бұрын дами бастады және олар монотонды дыбыс шығарудан дыбыстық картаға шейін жасалды. Ең алғаш бұл үрдіс IBM PC компаниясының жасап шығарған PC speakers құрылғысынан бастау алды. Қазіргі таңда дыбыстық құрылғылар дербес компьютердің ажырамас бөлігі болды. Дами келе дыбыстық құрылғылар қымбат құрамдас бөліктен қарапайым кез-келген компьютерде орналасқан құрылғыға айналды. Мультимедиялық жүйелердің дыбыстық мүмкіндіктерін пайдаланудың үш бағыты бар. Тұрмыстық жүйенің мультимедиасы ДК-дің дыбыстық мүмкіндіктерін үйрету, дамыту программаларында (оқуды, айтылуды, музыканы үйрету); энциклопедиялар және анықтамалар (тұрмыстық, медицина, автобус, поезд, самолет қозғалысының кестесі, ауа-райы және т.б.). Тұрмыстық жүйеде Skream Tracker секілді музыкалық редакторлар қолдану барысында жоғары деңгейлі аудио жүйеге көшуге мүмкіндік береді. Ал бизнестік жүйенің мультимедиасында дыбыс келесі мақсаттар үшін қолданылады: оқыту (кәсіби оқыту жүйелері: шет тілі, құстардың дауысын тану, жүректегі және басқа мүшелердегі шуды тану, радиотелеграфисттерді оқыту кезінде); презентация (ЭЕМ-нің көмегімен таныстыру кезінде); дыбысты видео және телеконференциялар өткізгенде; дауыстық пошта; қолданушының дауысын қорғаныс шараларында (электрондық құлып, банктік қоймасында және т.б. компьютерде бағдарламалық қамтамасыз ету және ақпаратқа қол жеткізу). Кәсіби мультимедиялық жүйе – бұл видео фильмдерді дыбыстауда, үйлік музыкалық студияларда (Skream Tracker, Whacker Tracker секілді музыкалық редакторларда өңдеу: тонның биіктігін өзгерту, дыбысталу ұзақтығын, аспап түрін, дыбыстық әсерлерді синтездеу, ойнату немесе дыбыс жазушы аппаратураға жазу) қолданылады.
1 Хелмс Г. Компьютеры. Москва «Мир»,1986 г.
2 Кушниренко А.Г. Информатика мен есептеуіш техника негіздері /А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедев, Р.А.Сворень.- Рауан, 1998.-45б.
3 Кузьменко В.Г. Компьютер 6/В.Г. Кузьменко.Самоучитель. – М.: Бином-Пресс, 2002 . – 400 б.
4 Культин Н.Б.Visual Basic. Освой на примерах/Н.Б. Культин – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 288 с.
5 Стивенс Р. Тестирование и отладка программ/Р. Стивенс: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 384 с.
6 Петцольд Ч. Программирование для Microsoft Windows/Петцольд Ч. 2-х т./Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2003. – 1150 с.
7 Гарнаев А.Ю. Visual Basic. NET: разработка приложений/А.Ю.Гарнаев– СПб.:БХВ – Петербург, 2002. – 624 с.
8 Жапарова Г.Ә. Информатика негіздері/Жапарова Г. Ә. - Алматы: Алматы экономика 2006.-33б.
9 Захарова И. Г. Информационные технологиие образовании/Захарова И. Г: Учеб. пособие для студ.высш. учеб, заведений. М.: Академия, 2003.
10 Стариченко Б. Е. Теоретические основы информатики/Б.Е Стариченко Б.Е.: уч.пособие для вузов. – 2-ое издание. – М.: Горячая линия, Телеком, 2003.- 312 б.
11 Халықова К.З Обьектілі бағдарланған программалау жүйелерінің негіздері/К.З Халықова, Б.Ғ Бостанов, А.Р Тұрғанбаева Алматы, 2005.-96б.
Интернет сілтемелер
12 http://ru.wikipedia.org/
13 http://www.picabu.ru//
14 http://www.iiikt.narod.ru/
15 http://www.5byte.ru/
16 http://www.yaklass.ru/
17 http://zremcom.ru/
2 Кушниренко А.Г. Информатика мен есептеуіш техника негіздері /А.Г.Кушниренко, Г.В.Лебедев, Р.А.Сворень.- Рауан, 1998.-45б.
3 Кузьменко В.Г. Компьютер 6/В.Г. Кузьменко.Самоучитель. – М.: Бином-Пресс, 2002 . – 400 б.
4 Культин Н.Б.Visual Basic. Освой на примерах/Н.Б. Культин – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 288 с.
5 Стивенс Р. Тестирование и отладка программ/Р. Стивенс: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 384 с.
6 Петцольд Ч. Программирование для Microsoft Windows/Петцольд Ч. 2-х т./Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2003. – 1150 с.
7 Гарнаев А.Ю. Visual Basic. NET: разработка приложений/А.Ю.Гарнаев– СПб.:БХВ – Петербург, 2002. – 624 с.
8 Жапарова Г.Ә. Информатика негіздері/Жапарова Г. Ә. - Алматы: Алматы экономика 2006.-33б.
9 Захарова И. Г. Информационные технологиие образовании/Захарова И. Г: Учеб. пособие для студ.высш. учеб, заведений. М.: Академия, 2003.
10 Стариченко Б. Е. Теоретические основы информатики/Б.Е Стариченко Б.Е.: уч.пособие для вузов. – 2-ое издание. – М.: Горячая линия, Телеком, 2003.- 312 б.
11 Халықова К.З Обьектілі бағдарланған программалау жүйелерінің негіздері/К.З Халықова, Б.Ғ Бостанов, А.Р Тұрғанбаева Алматы, 2005.-96б.
Интернет сілтемелер
12 http://ru.wikipedia.org/
13 http://www.picabu.ru//
14 http://www.iiikt.narod.ru/
15 http://www.5byte.ru/
16 http://www.yaklass.ru/
17 http://zremcom.ru/
Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 44 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 44 бет
Таңдаулыға:
ДЫБЫСТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫҢ КОМПЬЮТЕРЛІК ҚҰРАЛДАРЫ. ДЫБЫСТЫҚ АҚПАРАТТЫ
ШЫҒАРУ. ӘУЕН МЕН СӨЗДІҢ ДЫБЫСТАЛУЫ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5B070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалыққамтамасыз ету мамандығы
Алматы, 2015
Мазмұны
Қысқартулар. 3
Кіріспе 5
Негізгі бөлім 7
1. Дыбыстық сигналдар 7
1.1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики) 9
1.2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары 11
1.3 Сөз синтезаторлары. 12
1.4 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі 13
2. Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық
адаптерлер) 17
2.1 Дыбыстық ақпаратты енгiзу құрылымы 20
2.2 Акустикалық жүйе 30
2.3 Фурье қатары. Фурье түрлендіруі 31
2.4 Дискретті Фурье түрлендіруі. 32
3. Visual Basic тілінде программалау негіздері 33
3.1 Visual Basic тілінде программалау түсінігі 33
3.2 Интеграциялық құрастыру ортасы 37
3.3 Берілген басқару объектінің құрамы, әдістері және жағдайлары 42
Қорытынды 49
Қолданылатын әдебиеттер 50
Қосымша
Қысқартулар
ЭЕМ – Электронды есептеуіш машина
ДК – Дербес компьютер
ДФТ - Дискретті Фурье түрлендіруі
IDE - (Integrated Development Environment) интеграциялық құрастыру
ортасы
DFT - Дискретті Фурье түрлендіруі
FFT – Жылдам Фурье түрлендіруі
АЦӨ - Аналогты-цифрлыға өзгеруі
MIDI - Musical Instrument Digital Interface
THD - Жиынтық сызықтық емес бұрмалану пайызбен
SNR - Децибел өлшенеді сигнал шуыл қатынасы
АЦП - Аналогты-сандық түрлендіргіш
DAC - Цифрлық-аналогтық түрлендіргіш
АСТ – Аналогты-сандық түрлендіргіш
САТ – Сандық-аналогтық түрлендіргіш
MIDI -Musical Instrument Digital Interface
Анықтамалар
DSP- сигналдық процессоры компьютердің барлық басқа құрылғылары ISA
шинасы немесе PCI арқылы мәліметтер алмасуын басқарады
FM (Frequency Modulation – жиіліктік модуляция) - Sound Blaster-мен
үйлесімділікті сақтауға арналған синтезатор
RAM – дыбысты жүктеу үшін қолданылатын оперативті жады
ROM – тұрақты жады, мұнда дыбысталу үлгілері сақталады
Жиілік - бір секунттағы дыбыс тербелістерінің саны, ол герцпен
өлшенеді (Гц)
Кіріспе
Дипломдық жұмыстың өзектілігі: ЭЕМ-нің алғашқы кезде пайда болуынан
бастап компьютерлік техниканың дамуының ең негізгі сұрақтардың бірі, ол
адамның ЭЕМ-сымен байланысы болатын. Компьютер дами бастағаннан кейін онда
дыбыстық технологияларды дамыту кең қолға алына бастады. Компьютерлік дыбыс
жүздеген жыл бұрын дами бастады және олар монотонды дыбыс шығарудан
дыбыстық картаға шейін жасалды. Ең алғаш бұл үрдіс IBM PC компаниясының
жасап шығарған PC speakers құрылғысынан бастау алды. Қазіргі таңда дыбыстық
құрылғылар дербес компьютердің ажырамас бөлігі болды. Дами келе дыбыстық
құрылғылар қымбат құрамдас бөліктен қарапайым кез-келген компьютерде
орналасқан құрылғыға айналды. Мультимедиялық жүйелердің дыбыстық
мүмкіндіктерін пайдаланудың үш бағыты бар. Тұрмыстық жүйенің мультимедиасы
ДК-дің дыбыстық мүмкіндіктерін үйрету, дамыту программаларында (оқуды,
айтылуды, музыканы үйрету); энциклопедиялар және анықтамалар (тұрмыстық,
медицина, автобус, поезд, самолет қозғалысының кестесі, ауа-райы және
т.б.). Тұрмыстық жүйеде Skream Tracker секілді музыкалық редакторлар
қолдану барысында жоғары деңгейлі аудио жүйеге көшуге мүмкіндік береді. Ал
бизнестік жүйенің мультимедиасында дыбыс келесі мақсаттар үшін қолданылады:
оқыту (кәсіби оқыту жүйелері: шет тілі, құстардың дауысын тану, жүректегі
және басқа мүшелердегі шуды тану, радиотелеграфисттерді оқыту кезінде);
презентация (ЭЕМ-нің көмегімен таныстыру кезінде); дыбысты видео және
телеконференциялар өткізгенде; дауыстық пошта; қолданушының дауысын
қорғаныс шараларында (электрондық құлып, банктік қоймасында және т.б.
компьютерде бағдарламалық қамтамасыз ету және ақпаратқа қол жеткізу).
Кәсіби мультимедиялық жүйе – бұл видео фильмдерді дыбыстауда, үйлік
музыкалық студияларда (Skream Tracker, Whacker Tracker секілді музыкалық
редакторларда өңдеу: тонның биіктігін өзгерту, дыбысталу ұзақтығын, аспап
түрін, дыбыстық әсерлерді синтездеу, ойнату немесе дыбыс жазушы
аппаратураға жазу) қолданылады.
Қоғамның дамуына қарай дыбыстық технологияның дамуы әрқашан құба-құп
келіп отырмақ. Ал егер дыбысты танып білетін, ажырататын бағдарламалық орта
жасалып жатса, ол келешекте көп септігін тигізетініне сенімдімін. Мысалға,
бағдарламаны қарапайым халық кез-келген өлеңнің ән–күйін ажыратып жатуға
пайдаланса, дами келе бағдарламаны композиторлар ойнатылған әуенді ешқандай
күш жұмсамай нота бетіне түсіріп алса болады және құқық қорғау органдарында
бейтаныс қоңырау шалған адамдарды дауыс ырғағын анықтаумен жылдам тауып
жазасын беріп жатса, қоғамға мұндай бағдарлама керек екенін қалайша жоққа
шығаруға болады. Ұсынылып отырған жұмысты жүзеге асса еңбек өнімділігін
арттырып, ақпарат өңдеуге кететін уақытты қысқартуға септігін тигізеді.
Осылайша менің дипломдық жұмысымның тақырыбы дыбыстық технологиялардың
компьютерлік құралдары, дыбыстық ақпаратты шығару, әуен мен сөздің
дыбысталуы қазіргі таңдағы өзекті мәселелердің бірі болып отыр.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: дыбыстық технологиялардың компьютерлік
құралдарын зерттеп, танысып, ақпаратты өңдеу процесін зерттей келе, сөздің
және әуеннің компьютер тілінде синтезделуі үлгілерімен жүйелік үлгіні құру.
Сондай-ақ, сөзді және әуенді өңдеуде түрлендірулер қолданып, сөздің және
әуеннің шығарылуын бақылау.
Зерттеу нысаны: дыбыстық технологиялардың компьютерлік құралдары, әуен
мен сөздің дыбыстық картадада өңделіп шығуы.
Зерттеудің теориялық және методологиялық негізін отандық және шетел
авторларының дыбыстық технологиялардың компьютерлік құралдары және әуен мен
дыбыс шығарылуының негіздеріне, өңдеу, түрлендіруге арналған оқу құралдары
мен ғылыми-практикалық конференция материалдары, кезеңдік басылымдардағы
мақалалар, сонымен қатар жаhандандырылған интернет компьютерлік жүйесінен
алынған мәліметтер құрайды.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы: кез-келген дыбыстық және әуендік
форматтарды өңдеулер жүргізу соның ішінде mp3 форматты midi форматқа
түрлендіру болып табылады. Бұл өте күрделі түрлендіру болып есептеледі және
бұл бағытта жұмыс жасайтын бағдарламашылар өте аз.
Бұл дипломдық жұмыста компьютерлік технологияларда дыбыстың шығарылуы,
дыбыстық ақпараттың жеткізілуі, тарихы және туындаған қиындықтарды шешуге
арналған іс-шаралар, қазіргі таңдағы дыбыстық ақпараттың жеткізілуі жайында
тақырыпты ашуды міндетіме алдым.
Негізгі бөлім
Компьютер пайда болып дами бастағаннан кейін онда дыбыстық
технологияларды дамыту кең қолға алына бастады. Ең алғаш бұл үрдіс 1981
жылы IBM PC компаниясының жасап шығарған PC speakers құрылғысынан бастау
алды. Қарапайым дыбыстық карталар пайда болмай тұрып, бұл құрылғы дыбысты
ойнатудағы негізгі құрылғы болды. Ол қарапайым бір ғана дыбысты шығарды.
Қазіргі кезге дейін мұндай құрылғыны ДК-дің ішінен кездестіруге болады,
алайда ол бағдарлама немесе ойындардағы дыбысты ойната алмайды тек қателер
туралы сигналдарды жеткізуге болады.
Кейін 1983 жылы IBM PCjr (junior) құрылғысы шығарылды. Бұл IBM
компаниясының үйге арналған компьютер шығаруда алға шығу мақсаты еді. Мұнда
сол баяғы PC speakers құрылғысы тұрғанмен, ол Texas Instruments
компаниясының SN76489 модельді микросхемасымен жасалды. Соның арқасында
динамик бір уақытта үш түрлі дыбысты ойната алды және он алты деңгейлі
дыбыс өзгертуін жасай алды. Бірнеше жылдардан кейін Covox speech thing
құрылғысы шықты. Ол принтердің портына жалғанып, сандық дыбысты ойната
алды. 1987 жылы AdLib компаниясы өзінің AdLib Music Synthesizer Cart
(ALMSC) атты дыбыстық картасын ұсынған болатын. Карта Yamaha YM3812
синтезаторлар мен дыбыстық құрылғыларда қолданылатын чипінің негізінде
жасалды. ALMSC кейбір дыбыстарды шығара алмаса да мысалға, адамның сөйлеуін
қадағалай алды, ол өзінің бағасы мен сапасына сай еді.
1988 жылы Roland (өзінің синтезаторларымен әйгілі) компаниясы өзінің
дыбыстық картасын жасап шығарды. Сол уақытта болған дыбыстық карталармен
салыстырғанда құрылғы өте жақсы дыбыс жасай алды. Миди таблицаларды жақсы
ойнатуымен қатар алдын-ала жазылған семплдерді ойната алды. Карта екі
үлгіде шығарылды біріншісі қарапайым дыбыстық карта, ал екіншісі бөлек ДК-
ге жалғанатын корпус ретінде болды.
Қалайда болмасын қарсыластарынан озу мақсатында Creative компаниясы
шешімдер іздей бастады және ол өз жемісін берді. Соңында PCM (импульстік –
кодтық модуляция) қолданатын чип ойлап табылды. Сапасы өте жақсы болмаса
да, ойындарда адам дауысн шығаруға мүмкіншілік берді. Sound Blaster атта
карта осылайша пайда болды. Алайда бұл карта LAPC-1 және Ultrasound
компанияларына қарсылас бола алмады. Себебі музыканы сапалы түрде ойната
алмады.
Creative жеткен жетістіктен тоқтамай Sound Blaster картасын дамыта
бастады. Картаның бірнеше түрлері шығып, кейіннен LAPC-1 керек емес болып
қалды. Себебі Creative компаниясының дыбыстық карталары музыканы ойната
жақсы деңгейге көтерілген еді. 1993 жылы SB16 Wave blasterAWE32 сапалы
картасы шықты, ол ұзақ жылдарға дейін стандартты болды.
Дыбыстық сигналдар
Алдымен дыбыстың не екенін анықтап алайық. Дыбыс - бұл тербеліс
көзінен шыққан барлық бағытта, яғни ауада немесе басқа ортада таралған
тербеліс (толқын). Толқындар құлаққа жеткенде, құлақта орналасқан сезімтал
датчиктер дірілді қабылдап сіз дыбыс естисіз. Әрбір дыбыс жиілігі мен
қарқындылығы (қаттылығы) арқылы сипатталады.
Адам 16 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктегі дыбысты ести алады. Дыбыс
жөніндегіфизикалық ұғым адам құлағына естілетін, естілмейтін дыбыстардың
барлығын қамтиды. Жиілігі 16 Гц-тен төмен болатын дыбысинфрадыбыс деп, 20
кГц-тен жоғары болатын дыбысультрадыбыс деп аталады. Ал 109 Гц-тен 1012 –
1013 Гц-ке дейінгі ең жоғары жиіліктегі серпімді толқындар гипердыбысқа
жатады. Дыбысты қарапайым гармониялық тербелістерге жіктеу (жиіліктік дыбыс
талдау) нәтижесінде алынатын спектр – дыбыстың маңызды сипаттамасы болып
табылады. Егер дыбыс тербелісінің энергиясы жиіліктің кең аймағында таралып
жатса, онда ол тұтасспектрдеп, алдискретті (үзілісті) жиілік құраушыларының
жиынтығы болса, онда ол сызық спектр деп аталады. Тұтас спектрі бар дыбыс
шу (мысалы, ағаштардың желдің әсерінен болатын сыбдыры, механизмдер дыбысы)
ретінде қабылданады. Музыкалық дыбысеселі жиіліктері бар сызықты спектрге
жатады; мұнда естілетін дыбыстың негізгі жиілігі – дыбыс биіктігін, ал оның
гармониялық құраушыларының жиыны – дыбыс тембрін анықтайды. Сөйлеу
кезіндегі дыбыс спектрінде форманттар болады.
Дыбыс көздерінің тербелісін қоздыру, көбінесе, соққы (мысалы, қоңырау,
шектер) арқылы жүзеге асырылады. Мұнда автотербеліс режимі (мысалы,үрлемелі
музыкалық аспаптарда ауа ағыны есебінен) ұсталуы мүмкін. Табиғаттағы дыбыс,
ауа ағыны қатты денелерді орай аққанда, құйындардың түзілуі және
құйындардың сол денелерден бөлінуі (мысалы, жел соққан кездегі сымдар мен
құбырлардағы дыбыс, т.б.) кезінде пайда болады. Төменгі және инфратөменгі
жиіліктегі дыбыс жарылыс, опырылыс кезінде туады. Қазіргі кезде адам
организміне және техникалық жабдықтарға зиянды әсері болатын өнеркәсіптік,
көліктік шуларды және аэродинамикалықшу көздерін зерттеуге үлкен көңіл
аударылып отыр. Дыбыс қабылдағыштар қабылдаған дыбыс энергиясын энергияның
басқа түрлеріне түрлендіреді. Мысалы, адамдар мен жануарлардың есіту
аппараты дыбыс қабылдағышқа жатады. Техникада дыбысты қабылдау үшін,
көбінесе, электр акустикалық түрлендіргіштер (мысалы, ауада микрофон, суда
гидрофон, ал жер қыртысында геофон) пайдаланылады. Дыбыс толқындарының
таралуы, ең алдымен, дыбыс жылдамдығымен сипатталады. Газдар мен қатты
денелерде қума толқындар (бөлшектердің тербеліс бағыты толқынның таралу
бағытымен бағыттас) тарай алады. Ортаның біртекті болмауы да дыбыс
толқындарын (мысалы, су көпіршігіндегі, теңіздің толқынданған бетіндегі,
т.б. дыбыстың шашырауы) шашыратады. Дыбыстың таралуына атмосфера теңіздегі
қысым, температура, желдің күші мен жылдамдығы да әсер етеді.
Жиілік - бір секунттағы дыбыс тербелістерінің саны,ол герцпен
өлшенеді.
Адамның құлағы жиіліктің аз ғана ауқымын қабылдайды. 16 Гц кіші және
20 кГц жоғары (1 кГц - 1000 Гц) жиіліктің аралығындағы дыбысты аз ғана
адамдар естиді. Жиілік қаншалықты жоғары болса, тон да соншалықты жоғары
болады. Фортепианода ойналған дыбыс жиілігінің ең төмені 27 Гц-ке, ал ең
жоғарғысы 4 кГц-тен көп. FM-хабар тарату станциясының дыбыс тарату
жиілігінің ең жоғарғысы - 15 кГц.
Дыбыс қаттылығы тербеліс амплитудасымен анықталады. Дыбыс
тербелістерінің амплитудасы дыбыс көзінің қуаттылығына байланысты. Мысалға,
пианино пернелерін ақырын басқанда тыныш дыбысталады, себебі тербеліс
диапазоны аз ғана. Егер қаттырақ бассақ, онда тербеліс диапазоны артады.
Дыбыс қаттылығы децибелмен (дБ) өлшенеді. Мысалға, жапырақ сыбдыры - 20 дБ,
қарапайым дала шуы – 70 дБ, ал найзағай – 120дБ болады.
Қазіргі таңда дыбыстық құрылғылар дербес компьютердің ажырамас бөлігі
болды. Дами келе дыбыстық құрылғылар қымбат құрамдас бөліктен қарапайым кез-
келген компьютерде орналасқан құрылғыға айналды. Дыбыс (аудио немесе
акустикалық) ақпараттың өзі маңызды болып табылады. Мультимедиялық
жүйелердің дыбыстық мүмкіндіктерін пайдаланудың үш бағыты бар.
Тұрмыстық жүйенің мультимедиасы ДК-дің дыбыстық мүмкіндіктерін үйрету,
дамыту программаларында (оқуды, айтылуды, музыканы үйрету); энциклопедиялар
және анықтамалар (тұрмыстық, медицина, автобус, поезд, самолет қозғалысының
кестесі, ауа-райы және т.б.). Тұрмыстық жүйеде Skream Tracker секілді
музыкалық редакторлар қолдану барысында жоғары деңгейлі аудио жүйеге көшуге
мүмкіндік береді.
Бизнестік жүйенің мультимедиасында дыбыс келесі мақсаттар үшін
қолданылады: оқыту (кәсіби оқыту жүйелері: шет тілі, құстардың дауысын
тану, жүректегі және басқа мүшелердегі шуды тану, радиотелеграфисттерді
оқыту кезінде); презентация (ЭЕМ-нің көмегімен таныстыру кезінде); дыбысты
видео және телеконференциялар өткізгенде; дауыстық пошта; қолданушының
дауысын қорғаныс шараларында (электрондық құлып, банктік қоймасында және
т.б. компьютерде бағдарламалық қамтамасыз ету және ақпаратқа қол жеткізу)
[17].
Кәсіби мультимедиялық жүйе – бұл видео фильмдерді дыбыстауда, үйлік
музыкалық студияларда (Skream Tracker, Whacker Tracker секілді музыкалық
редакторларда өңдеу: тонның биіктігін өзгерту, дыбысталу ұзақтығын, аспап
түрін, дыбыстық әсерлерді синтездеу, ойнату немесе дыбыс жазушы
аппаратураға жазу) қолданылады.
1 - сурет. Қазіргі таңдағы синтезаторлардың жұмыс істеу принципі.
Кез-келген ЭЕМ-ның құрылғыларының басты мақсаты қолданушыға түсінікті
түрде ақпаратты жеткізу болып табылады. Қазіргі таңда перифериялық
құрылғылар жазба ақпараттарды немесе графикалық суретті ғана шығара алады.
Алайда соңғы кездері дыбыстық ақпараттарды шығаратын құрылғылар да пайда
болып жатыр. Бұл құрылғыларды үш негізгі топқа бөлуге болады:
1. Алдын ала жазылған жазбаны шығаратын құрылғылар.
2. Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары.
3. Сөз синтезаторлары.
Әрине, ғылыми бағытта адамның сөйлеуін синтездейтін аппаратуралар
жасауға көп көңіл бөлінуде. Соған байланысты сөзді танып білу жүйесі де
тығыз байланысты.
1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики)
Мұндай құрылғылармен ауызша жауап беру жүйелері жабдықталып, оларды
тағыда автоматты ескерту жүйесі деп те атайды. Мұндай жүйелерде дыбыстық
ақпаратты сақтау үшін магнитті таспадағы секілді аналогты сигнал емес, яғни
интегралдық схемадан жасалған компьютердің тұрақты жадысына енгізілген
сандық кодты қолданады. Деректерге тікелей кіруді қамтамасыз ететін тұрақты
жадыны қолдану таспа жетекті механизмді тасымалдаушыны жылжыту кезінде
кідірістерді жою үшін қажет [1].
2 - сурет. 128 секунд аралығында жазылған сөзді ойнататын сандық жадысы бар
дыбыстық жауап беруші (Votrax фирмасы Federal Screw Works).
Дыбыстық жауапкердің (ответчик) сандық жадымен пайда болуы телефондық
байланыстың қажеттілігінен туды. Себебі сол аппаратурамен телефон желілері
арқылы келген алдағы сигналдар комбинацияна байланысты таңдауы бойынша
әртүрлі сөздерді, номерлерді немесе сөз тіркесін ойнатуға болады. Мысалы,
абонентке ол терген номер басқа номерге өзгертілгендігін және сол жаңа
номерді айтып жіберу қажет. Осылайша дыбыстық жауапкерлер сауда, өндірісте
және әскери іске енгізіле бастады.
2 - суретте дыбыстық жауапкерлердің кең тараған үлгісі көрсетілген. Ол
ЭЕМ стандартты модулі түрінде жасалған. Бұл модульде микропроцессор, жады,
басқару бағдарламасы бар жады, нақты уақыт таймері, сандық ақпарат
кодталған жады, cыйымдылығы 128 секундқа дейін үздіксіз дыбысталуға
есептелген жады, кез-келген ұзақтығы 0,5 секунд болатын сөйлеу бірлігіне
тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді немесе айнымалы ұзындықты 256
хабарға дейін жеке таңдау. Егерде дыбысталу ұзақтығын арттыру керек болса
(хабарлар санын), онда жүйеге қосымша модульдер қосуға болады.
Диктордың сөзін жазу микрофоннан келген электрлік сигналдардың сандық
кодқа айналдыру арқылы жүзеге асады. Сандық түрге келген сөз
бағдарламаланатын тұрақты жадтау құрылғысына (ПЗУ) енгізіледі [1].
Ақпаратты таңдау үшін кодталған сөз немесе сөз тіркесі орналасқан массив
жасушасына сұраныс жасау жеткілікті. Олардың мазмұны кері үзіліссіз
электрлік сигналға түрлендіріліп, кейін телефон немесе дауыс зорайтқышта
ойнату үшін күшейтіледі.
Сериялық түрде шығарылатын дыбыстық жауапкерлер айтылған сөздердің
нақты қабылдануы үшін шығысында соған жеткілікті жиіліктік спектрін
шығарады. Мысалға, 2 - суретте көрсетілген құрылғы 50-ден 3000 Гц-ке
дейінгі өткізу қабілеті бар. Бұл диктордың дауысы жазылған тембрге жақын
дыбыс беруге мүмкіндік береді [1].
2 - суретте көрсетілген дыбыстық жауапкер бір уақытта 64 желілік
байланыстарға қызмет көрсете алады. Орталық ЭЕМ өшкен кезде құрылғы арнайы
режимге автоматты түрде көшеді. Бұл режимде, құрылғы келіп түскен сұранысқа
мынадай хабарлама жібереді Система не работает. Позвоните, пожалуйста, по
телефону 829-1988. До свидания.
2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары
Музыкалық және шумдық эффектілерді синтездеу процесі дыбыстық
жауапкерлердің жұмыс істеу принципінен өзгеше. Шынында, соңғысы тек алдын-
ала жазылған сөздерді ғана шығара алады, ал синтезаторлар бағдарламалаушы
немесе ЭЕМ басқаруымен қарапайым бірліктерден (әдетте бұл таза музыкалық
тондар) дыбыс жасайды. Осылайша, жасанды әуен бұрын жазылған әуенді
қарапайым қайталау ғана емес, сонымен қатар қарапайым музыкалық бірліктерді
комбинациялау арқылы жаңадан жасайды. Қазіргі кезде мамандандырылған
музыкалық синтезаторлар кең таралған [1]. Оларды заманауи эстрадалық топтар
әуенге ырғақтылық беру немесе басты әуенді байыту үшін (осы мақсатпен
тұрмыстық электрооргандарда синтезаторлармен жабдықталған); оларды
композиторлар мен орындаушылар,жаңа музыкалық формаларды өңдеушілер, ал
әуесқойлар компьютерлерге программалар жазу кезінде қолданады (қазіргі
таңда музыкалық синтезаторлардың арзан түрі шығарылуда, дербес
компьютерлерде жабдықталған); сонымен қатар машиналық ойындарда дыбыс
шығару, ракетаның дыбысын, қару атысының дауысын, және де тағы басқа
әртүрлі дыбыстық және шумдық эффектілер жасау кезінде қолданылады.
Қарапайым синтезаторлар әдетте бір дыбыстық каналмен жабдықталған,
және сол канал арқылы бағдарламасына сәйкес баяндалған кезекпен 128 немесе
256 дискретті гармоникаға дейін генерациялауға болады.
Музыкалық синтезатордың дамыған түрі бір уақытта бірнеше әртүрлі тонды
ойната алады. Сонымен қатар олардың жадысында жинақталатын (генерируемых)
сигналдар формасын көрсететін арнайы таблицалар сақталады. Бұл таблицалар
әуенге белгілі бір үн (тембр) беру үшін қолданылады. Осылайша онда
сақталған сандық ақпаратқа өзгеріс енгізе отырып дыбысты қажетті бояуға қол
жеткізуге болады. Мұндай синтезаторларға көптеген бағдарлама-компоновщиктер
жасалған [1]. Қолданушы өзі де музыкалық партитураның өлшемін көрсетіп,
өнімділік қарқынын, кідірту және қайталауды, ноталардың дыбысталу күші және
тембрын, төрт типті алты октавияға дейін қамтитын музыкалық партитураны
бағдарламалай алады. Әдетте қуатты синтезаторлар екі немесе төрт күшейткіш
каналдардан тұрады.
3 Сөз синтезаторлары
Музыкалық синтезаторлар секілді (дыбыстық жауапкер сияқты алдын-ала
жазылған музыканы ойнатпай, көрсетілген жиіліктер мен кезеңдері қарапайым
гармоникалық құрамдас әуендер құрастырады) сөз синтезаторлары қарапайым
сөздік бірліктерден мағыналы сөз тіркестерін құрады, оны фонема деп атайды.
Төменде фонемді генерациялау үшін 53 пәрмен жиынтығы және екпін деңгейін
беретін төрт пәрмендерді қолданатын жүйе сипатталады [1]. Фонемдық және
соқпалы (ударных) пәрмендердің осындай кең таңдауы арқылы қолданушы
фонемнің тиісті ретін қалыптастыра отырып кез-келген сөзді бағдарламалай
алады.
Қазір таңда көзі нашар көретін адамдарға сөйлейтін терминалдар және
калькуляторлар шығарылуда, олармен жаңадан бастапқы балаларды оқыту
мақсатында қолдануға болады. Сол арқылы балалар сөздердің қалай жазылуын
көріп қана қоймай оны естіп те үйрене алады. Сөздік синтезаторлардың дамуы
барысында түрлі индустрияда және сауда ісінде кең қолданыста болады деп
күтуге болады [1].
Типтік синтезатор негізгі үш элементтен тұрады:
1. Адамның дауыстық аппаратының электрондық аналогы;
2. Дауыстық аппараттың реттелетін параметрлерінің өзгерту арқылы дыбыстың
қажетті ретін жасайтын бағдарлама;
3. Дыбыстық аппараттың параметрлерін беретін интерфейс блок.
Әртүрлі фирмалармен шығарылатын құралдарда сөзді синтездеу рәсімі
бірдей дерлік үлгіге негізделген. Ары қарай нақты мысалда олардың негізгі
принциптері көрсетілген.
3 – сурет. Адамның дауыстық аппараты.
Адамның дауыстық аппараты тамақ бөлігінің орта бөлігінде орналасқан
көмейден (голосовой щели) басталады деп есептеледі. Және тармақталып,
ерінмен шектелген ауыз бөлігіне дейін, ал екінші жағы мұрын ұшынан бітетін
мұрын қуысына дейін қамтылған (3 - сурет). Жалпылай алғанда адамның
акустикалық жолдары 160-тан 190 мм-ге дейінгі ұзындықты қамтиды. Өкпеден
шыққан бірыңғай ауа ағыны, дауыстық связкілерде тербеліс туғызуына әсер
етеді [1].
2 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі
Дыбыстық сигналдың бастапқы формасы – уақыт шамасында амплитуданың
үздіксіз өзгеруі, ол уақыт және деңгей бойынша кросс-іріктеудің сандық
түрде берілуі. Уақыттық іріктеумен бірге амплитуданың лездік мәні және
олардың сандық құны түрінде амплитудалық өлшеулер жүргізіледі. Алынған
сандар ағыны (екілік сандар сериясы) PCM - импульстік модуляция коды деп
аталады.
4 - сурет. Дыбыстық тақта.
Дыбыстық тақта элементтері:
Line in, Mic in – сызықтық және микрофондық кірістер;
Aux: бұл кірістегі сигнал барлық құрылғылардан өтіп бірден шығысқа
барады;
CD in CD-ROM үшін қолданылады;
Барлығында mini-Jack қосқышы (разъем);
Платаның артқы жағында 15-пиндік (пиновый) midiджойстик портты
қосқышы бар, ол синтезатор, клавиатура немесе джойстикті қосуға арналған;
Сыртқы аудио құрылғылардан келген барлық сигналдар кіріс микшеріне
келіп түседі, ол зорайту үшін қолданылады;
АСТ – аналогты-сандық түрлендіргіш. Келіп түскен сигналдың
амплитудасын өлшейді және байланыс кодталады;
САТ – сандық-аналогтық түрлендіргіш. Кодты ауыстырып, аналогты
сигналға түрлендіреді;
DSP-сигналдық процессоры компьютердің барлық басқа құрылғылары ISA
шинасы немесе PCI арқылы мәліметтер алмасуын басқарады;
Синтезатор – музыкалық аспаптардың имитациясы;
FM (Frequency Modulation – жиіліктік модуляция) - Sound Blaster-мен
үйлесімділікті сақтауға арналған синтезатор;
Wave Table – жоғары сапалы дыбыс алу үшін қолданылатын синтезатор;
RAM – дыбысты жүктеу үшін қолданылатын оперативті жады;
ROM – тұрақты жады, мұнда дыбысталу үлгілері сақталады.
Негізгі форматтар:
1) MIDI (Musical Instrument Digital Interface) (30 - 150 кб). Процессор
ресурстарын және компьютер жадысын пайдалануға мүмкіндік береді;
2) WAV (30 - 50 мб). Дыбыстың бастапқы түрі, дыбыс тербелісінің немесе
дыбыс толқынының сандық көрсетілуі. Дыбыстың кез-келген түрімен, кез-
келген формасымен және ұзақтығымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді;
3) Mp3 – Mpeg отбасылық схемасының ең күрделісі, кодтауда көп уақытты
алады және дыбыс сапасы жоғары болады. Музыканы сақтауға арналған ең
көп таралған формат.
Кодтау.
Аудионы кодтау әдiстерiн қолдану негізі аналогтық электр сигнал
іріктеу,электр тогының және кейіннен тербеліс кезінде ДК-дің әуедегі
дірілді айналдыру процесі болып табылады. Арнайы бағдарламалар (дыбыс жазу
редакторлары) көмегімен дыбыстық ақпаратты кодтау және ойнатуға болады.
Кодталған дыбысты ойнату сапасы дискреттеу жиілігі мен оның рұқсаттауына
(аудио кодтау тереңдігі - деңгейлерінің саны) байланысты [15].
Дыбыс цифрландыру принциптері.
Сандық аудио - оның амплитудасының дискретті сандық мәндері ұсынылған
аналогтық аудио сигнал болып табылады.
Аудио цифрлау - уақытық қадаммен бөліну технологиясы және алынған
мағынаны сандық түрде жазылуы. Дыбыстық цифрлаудың (оцифровка) тағы бір
атауы – аналогтық – сандық түрлендіру.
Дыбысты цифрландыру екі процестен тұрады:
• Уақыт бойынша сигналды дискреттеу процесі;
• Амплитуда бойынша кванттау процесі.
Уақыт бойынша дискреттеу (дискретизация).
Уақыт бойынша сигналды дискреттеу процесі – нақты уақыттық қадаммен
дискреттік қадаммен түрлендірілетін сигнал мәні алу процесі. Бір секундта
жүзеге асырылатынсигналдың күшін өлшеу санын дискреттеу жиілігі немесе
іріктеу жиілігі не семплирования жиілігі (ағылшынша sampling - іріктеу)
деп аталады. Дискреттеу қадамы аз болған сайын оның дискреттеу жиілігі
жоғары болады дасигнал дәлірек ұсынылуын аламыз. Бұл Котельников
теоремасымен де расталады (шетел әдебиетінде Шаннонның теоремасы деп
келтіріледі). Теоремаға сәйкес онда шектеулі спектрлі аналогтық сигнал
дискреттеу реттілігімен алынған амплитудалық мәнмен сипатталады және бұл
мәндер жиіліктік мәнмен алынған сигнал спектрінің ең үлкен жиілігінен кем
дегенде екі есе асып түсетін жиілік алынады [15]. Яғни, аналогтық
сигналдағы спектр жиілігі Fm – ге тең. Fd жиіліктік дискреттеуіне Fd2Fm
орындалып амплитуданың реттелген дискреттік мәнін көрсетуге болады.
Іс жүзінде, бұл цифрланған сигнал дыбыстық жиіліктер түпнұсқа
аналогтық сигнал (0 - 20kHz) барлық диапазонында туралы ақпаратты қамтуы
үшін кем дегенде, 40 кГц дискретизация жиілігін таңдау қажетекенін
білдіреді. Бір секундта амплитуданың санын өлшеу жиіліктік дискреттеу деп
аталады (дискреттеу қадамы тұрақты болған жағдайда). Басты қиындық тамаша
дәлдікпен өлшенген сигнал жазу қабілетсіздігі болып табылады.
Амплитуданың сызықтық (бірқалыпты) квантталуы.
Сигналдық амплитудалық мәніне компьютер жадысынан N бит орын берейік.
Демек, бір N-биттік сөзден 2N түрлі лауазымдарды (положений) сипаттауға
болады. Сигналдың цифрланған амплитудасы 1–ден 1–ге дейінгі шарты бірлік
арасында болсын. 2N-1 бірдей аралықтағы динамикалық сигнал диапазонын
амплитуданың өзгеру диапазонында көрсетіп, оны 2N деңгейлі квантқа бөлеміз.
Енді, әрбір жеке амплитудасы мәндерін жазу үшін, ол ең жақын квантования
деңгейіне дөңгелектенуі керек. Бұл процесс квантования амплитудасы деп
аталады. Амплитуда бойынша кванттау - кейбір дәлдікті шамамен сигнал
амплитудасы құндылықтарды нақты мәндерін ауыстыру үдерісі. Әрбір 2N ықтимал
деңгей квантталу деңгейі деп аталады және екі ең жақын кванттау деңгейлері
арасындағы қашықтық кванттау қадамы деп аталады. Егер амплитуда шкаласы
сызықтық деңгейде бөлінсе, оны сызықтық (біртекті) кванттау деп аталады.
Дөңгелектеу дәлдігі таңдап алынған (2N) деңгейлі кванттау санына тәуелді,
оның өзі амплитуданың мәні жазылуға бөлінген (N) бит санына тәуелді болады.
N саны кванттау разряды (разрядтар саны, яғни әр сөздегі бит саны), ал
дөңгелектеу нәтижесінде алынған амплитудалық мән саны үлгі немесе семплдар
(ағылшынша sample- тоқырау) деп аталады [16]. Ол 16 биттік разрядтық
кванттауда туындайтын кванттаулық қате, тыңдаушыға білінер-білінбес болады.
Бұл цифрлау әдісі - бірыңғай кванттау әдісімен ұштастыра отырып, ұзақ уақыт
бойы сигнал ірік- теу – импульстік-кодтық модуляция (ағылшынша Pulse Code
Modulation — PCM) деп аталады. Амплитуданың абсолюттік мәні жазылған
жағдайда, жазу форматы PCM (Pulse Code Modulation) деп аталады. 20 ғасырдың
80 жылдардың басынан бастап қолданыстағы стандартты дыбыстық ықшам диск (CD-
DA) 44,1 кГц дискреттеу жиілігіжәне 16 бит разрядтық кванттау PCM
форматында ақпаратты сақтайды [16].
Терминология
• кодер - кіріс ретінде бастапқы ақпаратты қабылдайды және шығысында
кодталған нақты форматтағы ақпаратты беру алгоритмін (мысалы,
архиватор, немесе Mр3 реттегіш) жүзеге асыратын бағдарлама (немесе
құрылғы).
• декодер - декодталған кодталған сигнал кері жүзеге асырады
бағдарламасы (немесе құрылғы) [16].
• кодек (ағылшынша codec - coderdecoder) – мәліметтерді кодтауға
декодтауға арналған бағдарламалық немесе аппараттық блок.
Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық
адаптерлер)
Дыбыстық ақпаратты шығаруға арналған құрылғылар:
• колонкалар;
• құлаққаптар (наушниктер);
• сөздің, музыканың дыбысталуы үшін қажет электроакустикалық
құрылғылар.
Дыбыс шығаруы (звукоизлучения) бойынша:
• рупорлы (ең көп таралған, яғни үлкен әсер етеді);
• рупорлы емес.
Колонкалар
Колонкалар дыбыс және музыканы тыңдау үшін қажет. Көлемі және
қуаттылығы әртүрлі болады. Ең қарапайым түрі – 2 колонкалы, бірақ көп
көлемді жинақтардан түрлері де бар.
Колонка – дыбыс және аудио ойнату үшін арналған акустикалық жүйе.
Электрлік сигналды дыбыстық қысымға түрлендіргіш. Акустикалық жүйе бір
жолақты (однополосной) – бір кең жолақты шығарушы, мысалға, динамикалық
басы (головка) және көп жолақты (многополосный) – екі немесе одан да көп
басы болады және әрқайсысы өзінің жиілік диапазонында дыбыстық қысым
тудырады.
Сапалы колонкалар магнитті экранмен немесе магнитті жүйенің
жетілдірілген жобасымен жасалады.
Колонкалардың екі түрін атап өтуге болады:
Активті (күшейткіші ендірілген, қосымша электр қуатымен жабдықтауды
қажет етеді, бақылау үні мен тембр бақылау);
Пассивті (қуаттылығы аз).
Динамик (англ. PC speaker) - қарапайым аудио ойнату құрылғысы, IBM
компьютер мен үйлесімді ДК қолданылады. Өте дөрекі естіледі және кейбір
пайдаланушыларды тітіркендіруі мүмкін. Арзан дыбыстық карталар пайда болмас
бұрын динамик дыбыс шығаруға арналған негізгі құрылғы болған.
Қазіргі таңда PC speaker үйлесімді IBM PC копмьютерлері үшін құрамдас
бөлігі болып қалуда, және көп жағдайда POST кезінде қателер туралы
сигналдарды жіберу үшін қолданылады. Кейбір программаларды (Skype) динамик
арқылы дыбыстық сигналдарды шығаруға баптауға болады. Бұл дыбыстық картаға
құлаққаптар қосулы тұрған кезде ыңғайлы (по умолчанию не надетые).
Динамикті басқарудың екі әдісі бар. Бағдарламаланатын таймер, бұл
орталық процессордың қатысуынсыз-ақ берілген жиіліктің тікбұрышты дыбыстық
толқынын генерациялайды. Соның арқасында қарапайым бір дауысты дыбыстық
сигналды ойнатуға болады. Егерде бағдарлама дыбыс ойнату барысында қатып
қалса, компьютерді қайта өшіп қоспайынша, таймер бір нотадан жіберіп
жұмысын жалғастыра береді.
Мембраманы 1 бит дискретті 61h порты арқылы тікелей басқару. Жоғары
жиілікте 0 кейде 1 беріп, импульсті модуляция арқылы төмен сапалы дыбысты
синтездеуге болады. Барлық осындай бағдарламалар көп функциялы операциялық
жүйелерде жұмыс істемейді.
Құлаққаптар (наушники), кейде тыңдауыр (ағылш. headphone) — музыка
және басқа да дыбыстық сигналдарды дербес тыңдауға арналған құрылғы.
Микрофонмен жиынтықта телефон арқылы сөйлесу құралы, яғни бас гарнитурасы
(headset) ретінде қызмет атқара алады. Сонымен қатар, құлаққаптар дыбыс
жазушы студияларда жазылып жатқан музыкалық композиция тректерін бақылау
үшін қолданылады.
Құлаққаптардың классификациясы:
Дыбыс беру әдісі бойынша:
• Сымды – дыбыс беру көзіне сыммен қосылған, сондықтан сапалы
дыбыс береді (мұның ішіне мамандандырылған арнайы құлаққаптар да
кіреді);
• Сымсыз – дыбыс көзіне сымсыз арна арқылы қосылуы, оған – радио,
Bluetooth, инфрақызыл қосылулар жатады. Ұтқыр, бірақ шығарушы
базаға тәуелді және шектеулі радиуста жұмыс атқарады. Сымды
байланысқа қарағанда дыбыс сапасы төмен болады, себебі
құлаққаптың қабылдауышына сигнал шығарушыдан келетін сигналдың
кодтау - декодтау процесінің күрделігіне байланысты.
Конструкциясы (түрі) бойынша:
• Алып-салмалы (тұрмыста атауы қосымша беттер) - құлақ қалқанына
қыстырылады;
• Ішкі арналы (тұрмыс атауы - тығын) - құлақ арнасына
қыстырылады;
• Жасанды- құлақтарға таңылады;
• Толық өлшемдi немесе мониторлы - құлақты толығымен алады.
Бекітудің түрі бойынша:
• Жақтауы - құлаққаптарды екi тостағанша жалғаған тiк тұтқалы
құлаққап;
• Желке тұтқасы - екi құлаққаптардың бiр бөлiгiн жалғайды, бiрақ
желкеде орналасады. Бағытталған құлақтарға арналған негiзгi
механикалық жүктеме;
• Құлаққа бекітілуі - әдетте мұндай құлаққап құлақтың артына
бекiтiледi немесе клипс арқалы бекітіледі;
• Бекiтпелерсiз - ол құлаққа өтетің жолда амбушюр есебiнен ұстап
тұрады.
Кәбiлдің қосылу тәсiлі бойынша :
• Екi жақты - бiрiктiрушi кәбiл құлаққап тостағандардың
әрқайсыларына жалғанады;
• Бiр жақты - бiрiктiрушi кәбiл құлаққап тостағандардың бiреуіне
ғана жалғанады, екiншiсі тұтқа тығылған өткiзгiш арқылы
бiрiншiсін көбiнесе бұрумен қосады.
Сәуле шығарғыш құрылымына байланысты:
• Динамикалық - өзгертудің электродинамикалық түрін пайдаланады.
Құлаққаптарды ең көп тараған түрі. Құлаққап сәуле шығарғыш
немесе мембрана болады. Осы өткiзгiшпен бекiтiлген орауыш
жарғақшасы магниттік өрісте болады. Егер осы арқылы айнымалы
тоқты жіберетін болса, онда орауыштан ( катушка ) пайда болатын
магниттік өріс тұрақты магнитпен өзара әрекет жасаса, мембрана
дыбыстық жиiлiктiң электрлiк сигнал пiшiнi түрінде қозғалатын
болады. Электродинамикалық сигналын өзгерту әдiсiнің көптеген
кемшiлiктерi және шектеулері болғанымен, мұндай құлаққаптардың
құрылымын жетілдіру жолдары үнемi және жаңа материалдар дыбыстың
сапасын алуға жақсы мүмкіндіктер береді;
• Бірқалыпты зәкірмен – негізгі бөлшегі болып ферромагнитті П-
бейнелі зәкірі болады. Оларды кейде ауыз - екі тілдеағылшын сөзі
armature ( зәкiр ) атуынан арматуралық деп те атайды;
• Электростатикалық - екi электродты жалғастыратын өте жiңiшке
мембрананы (жарғақшаларды) пайдаланады. Мұндай құлаққаптардың
бағасы өте қымбат, дегенмен ол сезгiштiк қасиетінің өте биiк
екенін көрсетедi және жаңадан дыбысталытын дыбыстың
дыбыстылығының жақсы болуын қамтамасыз етеді. Кемшiлiгі - оларды
құлаққапқа стандартты түрде қосуға болмайда, сондықтан оған
тiкелей қосуға болмайдықтан арнайы док-станциясын қолданады;
• Изодинамикалық - жұқа пленкалы мембрана өзектi магниттер торынан
алынған металлдық тоқ өткiзетiн жолдармен жалғанған және оның
арасындағы теңселедi;
• Ортодинамикалық – изодинамикалық қағидасына ұқсас, бiрақ
мембрана (жарғақша) және магниттер домалақ пiшiндi болады.
Акустикалық ресiмдеудi түрі бойынша:
• Ашық түрiнде - табиғи естiлуден жоғары жетуге рұқсат беретін
сыртқы дыбыстарды iшiнара өткiзедi. Көп тыңдаушылар ашылған
құлаққаптарға қарағанда жабық құлаққаптармен салыстырғанда дыбыс
мөлдiрлеу және жақсы болады деп есептейді. Одан басқа, ашылған
акустикалық ресiмдеуде дыбыстың iстемесі қоршаған әлемнен
шетте қалады. Дегенмен ашылған құлаққаптарда дыбыстың биiк
деңгейiндегі сыртқы шуы жаман естіледі. Қатты дыбысталуда жұмыс
істейтін ашық құлаққаптар қоршағандарға әсерін тигізеді. Ішкі
құлаққа қысым жасамайды;
• жартылай ашылған (немесе жартылай жабық түрiнде) түрiнде - ашық
құлаққаптар көп қасиеттерге ие болады, бiрақ бұл ретте әжептәуiр
дыбыс өткiзбеумен қамтамасыз етiледi;
• жабық түрiнде - сыртқы шуларды өткiзбейдi және ең жоғарға
деңгейде дыбыс өткiзбегендіктен оларды шулы орталарда
пайдалануға болады, сонымен бiрге тыңдаудаға керек болғанда
толығымен шоғырлануға қамтамасыз етiледi. Амбушюрларды жаман
тiрелу кезінде жабық құлаққаптарда төмен жиіліктегі дыбыстардың
дыбысталуы нашарлайды, сондықтан тұтқасы бар жабық құлаққаптар
ашық құлаққаптарға қарағанда дыбысталу едәуір жақсы болады.
Кедергі бойынша:
• Аз Омдық - Омның бiрнеше жүздiктерiнен Омның бiрлiктерiне
дейiнгі кедергі;
• Жоғары Омдық – Омның бiрнеше ондығынан Омның бiрлiктерiне
дейiнгі кедергі;
Техникалық сипаттама.
Құлаққаптардың пиктограммасы. Ағытпалар реттегiштердi бiрдей қылу үшiн
қойылады.
Негiзгi техникалық сипаттамалар болып: жиiлiк ауқым, сезгiштiк,
кедергі, ең жоғары қуат және бұрмалауларды проценттi ара қатынастағы
деңгейі.
Жиiлiк сипаттама.
Осы сипаттама құлаққаптардың дыбыс сапасына әсер етедi. Мембрананың
үлкен диаметрi арқылы құлаққап естiлудiң жақсы сапасына ие болады. Жиiлiк
сипаттаманың орташа мән 18 Гц-20 000 Гц. Кейбiр кәсiби құлаққаптарда 5 Гц-
тен 60000 Гц-ке дейiнгі жиiлiк аралығы болады. Ең кең мәлiмделген жиiлiк
ауқымы кейбiр үлгiлерде 5 Гц-125 кГц дейін жетедi.
Сезгiштiк.
Сезгiштiк құлаққаптардағы дыбыс қаттылықғына әсер етедi. Кемiнде 100
дБ-шi құлаққапқа сезгiштiк әсері болады да, дыбыста сезгiштiк әсері төмен
болған жағдайда (әсiресе құлаққаптарды плеермен немесе ұқсас құрылғылармен
пайдалануда) тым тыныш болуы мүмкін. Сезгіштікке құлаққаптарда (мысалы
неодим магнит өзекшелерi) қолданытын магниттік өзек әсер етеді. Құлаққап -
мембранасының аз диаметрлі болса, онда аз қуатты магнитке ие болады. Ең
жоғары кiрiс қуаты естiлудiң дауыс қаттылығын ескередi. Құлаққаптардағы
кедергінің деңгейі пайызбен өлшенедi. Пайыз кем болған сайын естiлудiң
сапасы соғұрлым жақсы болады.
Бiрiктiрушi ағытпалардың түрлері:
Jack;
Mini-jack;
Micro-jack.
2.1Дыбыстық ақпарат енгiзу құрылымы
Дыбыстық ақпарат енгiзу құрылымына микрофондар жатады. Осы құрылғылар
дыбыстық тербелiстердi электрге түрлендiредi.
Микрофон компьютерге дыбыст ыенгiзуі үшін пайдаланады. Микрофоннан
келетін үздіксіз электрлік тербелістер сандық тізбекке түрлендіріледі. Осы
жұмысты аудиоадаптер деп аталатын компьютерге қосылатын құрылғы немесе
дыбыстық карта орындайды. Компьютер жадысына жазылған дыбыста
аудиоадаптердің көмегiмен жүзеге асады және акустикалық бағана мен стерео
құлақшындарға келетін сандық дыбысты сигналды аналогты электр дыбыстық
жиiлiкке түрлендіреді. 5 – суретте кіріс және шығыста дыбыстың өзгертілуi
сипатталған процесс суретпен көрсетіледі.
5 - сурет. Микрофон және акустикалық жүйе арқылы сигналдың өңделуі.
Дыбыстық бағаналар немесе құлаққап MPC-спецификациясының бiр бөлiгі
болмағанын қарамастан, ол дыбыстың жаңғыртылуына қажеттi болады. Одан
басқа, дыбыстың жазбасын дауыс ақпаратына енгiзу немесе компьютердi сөйлеу
арқылы басқару үшін микрофон талап етiледi.
Мультимедиа компьютерi бағана және микрофонмен құралдандырылған болса,
келесідей мүмкіндіктерге ие болады:
• бiлiм беретiн (кiшкентай балаларлар үшiн)
бағдарламалардың тиiмдiлiгін көбейту үшін;
• көңiл көтеретiн (ойын ) бағдарламаларға
стереодыбыстың қосылуы;
• дыбыстық әсерлердi көрсетуде және үйретушi программа
қолдану;
• музыканың аппаратты және MIDI программалық құралдар
көмегімен жасау;
• дыбыстық түсiнiктемелердi файлдарға қосу;
• дыбыстық желілік конференцияларды өткiзу;
• басқару жүйесiнiң оқиғаларына дыбыстық әсерлерді
қосу;
• мәтiннiң дыбыстық жаңғыртылуы;
• аудиокомпакт – дисктертердің ойнатылуы;
• mp3 форматты файлдардың ойнатылуы;
• бейнеклиптердiң ойнатылуы;
• DVD-кинолардың ойнатылуы;
• дауыстық басқаруды қолдану.
Бүгінгі таңда өмірімізді комьютерсіз елестету өте қиін, сол сияқты
комьютердеде ақпаратты енгізу мен шығарудың замануи құрылымдарсызда
елестету қиін.
Дыбыстық карта.
Саундбластер (дыбыстық карта) (саундбластер (звуковая карта); sound
blaster) - дыбыстық сигналды файлға жазуға, кейін оны қайта ойнатуға
мүмкіндік беретін электрондық құрылғы (тақша); creative labs фирмасы 1989
жылы шығарған, кейіннен компьютерлердің дыбыстық тақшаларының стандартына
айналған. Көптеген мультимедиалық программалар компьютерде осындай дыбыс
тақшаларының болуын талап етеді. Дыбыстық тақша кез-келген қазіргі заманғы
компьютер дыбыс ойнату құрылғысымен жабдықталған, оған дыбыстық бейімдеуіш,
қондырылған кеңейтілу картасы түріндегі дыбыстық карта немесе сыртқы
дыбыстық кешен жатады. Дыбысты ойнату үшін қажет жалғыз нәрсе – акустикалық
жүйе. Бұдан кейін компьютерді мультимедиалы қамтылған және дыбыспен әрі
қарай жұмыс жасауға дайын деп есептеуге болады. Дыбыстық карта – құрамына
дыбыстық процессор және басқа да көмекші құраушылар кіретін құрылғы,
олардың көмегімен қажет деңгейде дыбыстық сигнал құрылады. Дыбыстық
карталардың түрі көп. Көбінесе олар жүйелік тақшаға, не болмаса кеңейтілу
тақша түрінде PCI слотқа қондырылады. Сонымен қатар, кәсіби жоғары сапалы
дыбыстық құрылғылардан тұратын сыртқы шешімдер жиі кездеседі. Жинақталған
дыбыстық бейімдеуіштердің сапасының өсуіне байланысты, слотқа орнатылатын
дыбыстық тақшалар азайып барады. Дегенмен, PCI слотқа орнатылатын дыбыстық
тақшасы, жинақталған дыбыстық бейімдеуіштерден сапалы болып келеді. Солай
болғанның өзінде де барлық дыбыстық карталарда акустикалық жүйе немесе ішкі
күшейткіш қосылатын шығу мен түйіспелердің стандартты жинағы бар. Бірақ бұл
түйіспелермен іс шектеліп қалмайды. Жақсы дыбыстық картаның үш стандартты –
микрофондық, акустикалық және сызықтықпен қатар басқа да ағытпалары болуы
мүмкін. Жекелеп айтсақ, егер дыбыстық карта және одан да жоғары қызметтік
функциясы қолдаса, оның жекелеген шығулары (сол және оң акустикалық
каналдарға арналған), жаппай және сырт жақ колонкаларға арналған шығулары
болуы мүмкін. Бірақ қалай болғанда да, егер сізде қарапайым динамиктер мен
құлаққаптарыңыз болса, дыбысты есту үшін оларды акустикалық шығуға қосу
жеткілікті.
Кез-келген қазіргі заманғы компьютер дыбыс ойнату құрылғысымен
жабдықталған, оған дыбыстық бейімдеуіш, қондырылған кеңейтілу картасы
түріндегі дыбыстық карта немесе сыртқы дыбыстық кешен жатады. Дыбысты
ойнату үшін қажет ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ШЫҒАРУ. ӘУЕН МЕН СӨЗДІҢ ДЫБЫСТАЛУЫ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
5B070400 – Есептеу техникасы және бағдарламалыққамтамасыз ету мамандығы
Алматы, 2015
Мазмұны
Қысқартулар. 3
Кіріспе 5
Негізгі бөлім 7
1. Дыбыстық сигналдар 7
1.1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики) 9
1.2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары 11
1.3 Сөз синтезаторлары. 12
1.4 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі 13
2. Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық
адаптерлер) 17
2.1 Дыбыстық ақпаратты енгiзу құрылымы 20
2.2 Акустикалық жүйе 30
2.3 Фурье қатары. Фурье түрлендіруі 31
2.4 Дискретті Фурье түрлендіруі. 32
3. Visual Basic тілінде программалау негіздері 33
3.1 Visual Basic тілінде программалау түсінігі 33
3.2 Интеграциялық құрастыру ортасы 37
3.3 Берілген басқару объектінің құрамы, әдістері және жағдайлары 42
Қорытынды 49
Қолданылатын әдебиеттер 50
Қосымша
Қысқартулар
ЭЕМ – Электронды есептеуіш машина
ДК – Дербес компьютер
ДФТ - Дискретті Фурье түрлендіруі
IDE - (Integrated Development Environment) интеграциялық құрастыру
ортасы
DFT - Дискретті Фурье түрлендіруі
FFT – Жылдам Фурье түрлендіруі
АЦӨ - Аналогты-цифрлыға өзгеруі
MIDI - Musical Instrument Digital Interface
THD - Жиынтық сызықтық емес бұрмалану пайызбен
SNR - Децибел өлшенеді сигнал шуыл қатынасы
АЦП - Аналогты-сандық түрлендіргіш
DAC - Цифрлық-аналогтық түрлендіргіш
АСТ – Аналогты-сандық түрлендіргіш
САТ – Сандық-аналогтық түрлендіргіш
MIDI -Musical Instrument Digital Interface
Анықтамалар
DSP- сигналдық процессоры компьютердің барлық басқа құрылғылары ISA
шинасы немесе PCI арқылы мәліметтер алмасуын басқарады
FM (Frequency Modulation – жиіліктік модуляция) - Sound Blaster-мен
үйлесімділікті сақтауға арналған синтезатор
RAM – дыбысты жүктеу үшін қолданылатын оперативті жады
ROM – тұрақты жады, мұнда дыбысталу үлгілері сақталады
Жиілік - бір секунттағы дыбыс тербелістерінің саны, ол герцпен
өлшенеді (Гц)
Кіріспе
Дипломдық жұмыстың өзектілігі: ЭЕМ-нің алғашқы кезде пайда болуынан
бастап компьютерлік техниканың дамуының ең негізгі сұрақтардың бірі, ол
адамның ЭЕМ-сымен байланысы болатын. Компьютер дами бастағаннан кейін онда
дыбыстық технологияларды дамыту кең қолға алына бастады. Компьютерлік дыбыс
жүздеген жыл бұрын дами бастады және олар монотонды дыбыс шығарудан
дыбыстық картаға шейін жасалды. Ең алғаш бұл үрдіс IBM PC компаниясының
жасап шығарған PC speakers құрылғысынан бастау алды. Қазіргі таңда дыбыстық
құрылғылар дербес компьютердің ажырамас бөлігі болды. Дами келе дыбыстық
құрылғылар қымбат құрамдас бөліктен қарапайым кез-келген компьютерде
орналасқан құрылғыға айналды. Мультимедиялық жүйелердің дыбыстық
мүмкіндіктерін пайдаланудың үш бағыты бар. Тұрмыстық жүйенің мультимедиасы
ДК-дің дыбыстық мүмкіндіктерін үйрету, дамыту программаларында (оқуды,
айтылуды, музыканы үйрету); энциклопедиялар және анықтамалар (тұрмыстық,
медицина, автобус, поезд, самолет қозғалысының кестесі, ауа-райы және
т.б.). Тұрмыстық жүйеде Skream Tracker секілді музыкалық редакторлар
қолдану барысында жоғары деңгейлі аудио жүйеге көшуге мүмкіндік береді. Ал
бизнестік жүйенің мультимедиасында дыбыс келесі мақсаттар үшін қолданылады:
оқыту (кәсіби оқыту жүйелері: шет тілі, құстардың дауысын тану, жүректегі
және басқа мүшелердегі шуды тану, радиотелеграфисттерді оқыту кезінде);
презентация (ЭЕМ-нің көмегімен таныстыру кезінде); дыбысты видео және
телеконференциялар өткізгенде; дауыстық пошта; қолданушының дауысын
қорғаныс шараларында (электрондық құлып, банктік қоймасында және т.б.
компьютерде бағдарламалық қамтамасыз ету және ақпаратқа қол жеткізу).
Кәсіби мультимедиялық жүйе – бұл видео фильмдерді дыбыстауда, үйлік
музыкалық студияларда (Skream Tracker, Whacker Tracker секілді музыкалық
редакторларда өңдеу: тонның биіктігін өзгерту, дыбысталу ұзақтығын, аспап
түрін, дыбыстық әсерлерді синтездеу, ойнату немесе дыбыс жазушы
аппаратураға жазу) қолданылады.
Қоғамның дамуына қарай дыбыстық технологияның дамуы әрқашан құба-құп
келіп отырмақ. Ал егер дыбысты танып білетін, ажырататын бағдарламалық орта
жасалып жатса, ол келешекте көп септігін тигізетініне сенімдімін. Мысалға,
бағдарламаны қарапайым халық кез-келген өлеңнің ән–күйін ажыратып жатуға
пайдаланса, дами келе бағдарламаны композиторлар ойнатылған әуенді ешқандай
күш жұмсамай нота бетіне түсіріп алса болады және құқық қорғау органдарында
бейтаныс қоңырау шалған адамдарды дауыс ырғағын анықтаумен жылдам тауып
жазасын беріп жатса, қоғамға мұндай бағдарлама керек екенін қалайша жоққа
шығаруға болады. Ұсынылып отырған жұмысты жүзеге асса еңбек өнімділігін
арттырып, ақпарат өңдеуге кететін уақытты қысқартуға септігін тигізеді.
Осылайша менің дипломдық жұмысымның тақырыбы дыбыстық технологиялардың
компьютерлік құралдары, дыбыстық ақпаратты шығару, әуен мен сөздің
дыбысталуы қазіргі таңдағы өзекті мәселелердің бірі болып отыр.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: дыбыстық технологиялардың компьютерлік
құралдарын зерттеп, танысып, ақпаратты өңдеу процесін зерттей келе, сөздің
және әуеннің компьютер тілінде синтезделуі үлгілерімен жүйелік үлгіні құру.
Сондай-ақ, сөзді және әуенді өңдеуде түрлендірулер қолданып, сөздің және
әуеннің шығарылуын бақылау.
Зерттеу нысаны: дыбыстық технологиялардың компьютерлік құралдары, әуен
мен сөздің дыбыстық картадада өңделіп шығуы.
Зерттеудің теориялық және методологиялық негізін отандық және шетел
авторларының дыбыстық технологиялардың компьютерлік құралдары және әуен мен
дыбыс шығарылуының негіздеріне, өңдеу, түрлендіруге арналған оқу құралдары
мен ғылыми-практикалық конференция материалдары, кезеңдік басылымдардағы
мақалалар, сонымен қатар жаhандандырылған интернет компьютерлік жүйесінен
алынған мәліметтер құрайды.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы: кез-келген дыбыстық және әуендік
форматтарды өңдеулер жүргізу соның ішінде mp3 форматты midi форматқа
түрлендіру болып табылады. Бұл өте күрделі түрлендіру болып есептеледі және
бұл бағытта жұмыс жасайтын бағдарламашылар өте аз.
Бұл дипломдық жұмыста компьютерлік технологияларда дыбыстың шығарылуы,
дыбыстық ақпараттың жеткізілуі, тарихы және туындаған қиындықтарды шешуге
арналған іс-шаралар, қазіргі таңдағы дыбыстық ақпараттың жеткізілуі жайында
тақырыпты ашуды міндетіме алдым.
Негізгі бөлім
Компьютер пайда болып дами бастағаннан кейін онда дыбыстық
технологияларды дамыту кең қолға алына бастады. Ең алғаш бұл үрдіс 1981
жылы IBM PC компаниясының жасап шығарған PC speakers құрылғысынан бастау
алды. Қарапайым дыбыстық карталар пайда болмай тұрып, бұл құрылғы дыбысты
ойнатудағы негізгі құрылғы болды. Ол қарапайым бір ғана дыбысты шығарды.
Қазіргі кезге дейін мұндай құрылғыны ДК-дің ішінен кездестіруге болады,
алайда ол бағдарлама немесе ойындардағы дыбысты ойната алмайды тек қателер
туралы сигналдарды жеткізуге болады.
Кейін 1983 жылы IBM PCjr (junior) құрылғысы шығарылды. Бұл IBM
компаниясының үйге арналған компьютер шығаруда алға шығу мақсаты еді. Мұнда
сол баяғы PC speakers құрылғысы тұрғанмен, ол Texas Instruments
компаниясының SN76489 модельді микросхемасымен жасалды. Соның арқасында
динамик бір уақытта үш түрлі дыбысты ойната алды және он алты деңгейлі
дыбыс өзгертуін жасай алды. Бірнеше жылдардан кейін Covox speech thing
құрылғысы шықты. Ол принтердің портына жалғанып, сандық дыбысты ойната
алды. 1987 жылы AdLib компаниясы өзінің AdLib Music Synthesizer Cart
(ALMSC) атты дыбыстық картасын ұсынған болатын. Карта Yamaha YM3812
синтезаторлар мен дыбыстық құрылғыларда қолданылатын чипінің негізінде
жасалды. ALMSC кейбір дыбыстарды шығара алмаса да мысалға, адамның сөйлеуін
қадағалай алды, ол өзінің бағасы мен сапасына сай еді.
1988 жылы Roland (өзінің синтезаторларымен әйгілі) компаниясы өзінің
дыбыстық картасын жасап шығарды. Сол уақытта болған дыбыстық карталармен
салыстырғанда құрылғы өте жақсы дыбыс жасай алды. Миди таблицаларды жақсы
ойнатуымен қатар алдын-ала жазылған семплдерді ойната алды. Карта екі
үлгіде шығарылды біріншісі қарапайым дыбыстық карта, ал екіншісі бөлек ДК-
ге жалғанатын корпус ретінде болды.
Қалайда болмасын қарсыластарынан озу мақсатында Creative компаниясы
шешімдер іздей бастады және ол өз жемісін берді. Соңында PCM (импульстік –
кодтық модуляция) қолданатын чип ойлап табылды. Сапасы өте жақсы болмаса
да, ойындарда адам дауысн шығаруға мүмкіншілік берді. Sound Blaster атта
карта осылайша пайда болды. Алайда бұл карта LAPC-1 және Ultrasound
компанияларына қарсылас бола алмады. Себебі музыканы сапалы түрде ойната
алмады.
Creative жеткен жетістіктен тоқтамай Sound Blaster картасын дамыта
бастады. Картаның бірнеше түрлері шығып, кейіннен LAPC-1 керек емес болып
қалды. Себебі Creative компаниясының дыбыстық карталары музыканы ойната
жақсы деңгейге көтерілген еді. 1993 жылы SB16 Wave blasterAWE32 сапалы
картасы шықты, ол ұзақ жылдарға дейін стандартты болды.
Дыбыстық сигналдар
Алдымен дыбыстың не екенін анықтап алайық. Дыбыс - бұл тербеліс
көзінен шыққан барлық бағытта, яғни ауада немесе басқа ортада таралған
тербеліс (толқын). Толқындар құлаққа жеткенде, құлақта орналасқан сезімтал
датчиктер дірілді қабылдап сіз дыбыс естисіз. Әрбір дыбыс жиілігі мен
қарқындылығы (қаттылығы) арқылы сипатталады.
Адам 16 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктегі дыбысты ести алады. Дыбыс
жөніндегіфизикалық ұғым адам құлағына естілетін, естілмейтін дыбыстардың
барлығын қамтиды. Жиілігі 16 Гц-тен төмен болатын дыбысинфрадыбыс деп, 20
кГц-тен жоғары болатын дыбысультрадыбыс деп аталады. Ал 109 Гц-тен 1012 –
1013 Гц-ке дейінгі ең жоғары жиіліктегі серпімді толқындар гипердыбысқа
жатады. Дыбысты қарапайым гармониялық тербелістерге жіктеу (жиіліктік дыбыс
талдау) нәтижесінде алынатын спектр – дыбыстың маңызды сипаттамасы болып
табылады. Егер дыбыс тербелісінің энергиясы жиіліктің кең аймағында таралып
жатса, онда ол тұтасспектрдеп, алдискретті (үзілісті) жиілік құраушыларының
жиынтығы болса, онда ол сызық спектр деп аталады. Тұтас спектрі бар дыбыс
шу (мысалы, ағаштардың желдің әсерінен болатын сыбдыры, механизмдер дыбысы)
ретінде қабылданады. Музыкалық дыбысеселі жиіліктері бар сызықты спектрге
жатады; мұнда естілетін дыбыстың негізгі жиілігі – дыбыс биіктігін, ал оның
гармониялық құраушыларының жиыны – дыбыс тембрін анықтайды. Сөйлеу
кезіндегі дыбыс спектрінде форманттар болады.
Дыбыс көздерінің тербелісін қоздыру, көбінесе, соққы (мысалы, қоңырау,
шектер) арқылы жүзеге асырылады. Мұнда автотербеліс режимі (мысалы,үрлемелі
музыкалық аспаптарда ауа ағыны есебінен) ұсталуы мүмкін. Табиғаттағы дыбыс,
ауа ағыны қатты денелерді орай аққанда, құйындардың түзілуі және
құйындардың сол денелерден бөлінуі (мысалы, жел соққан кездегі сымдар мен
құбырлардағы дыбыс, т.б.) кезінде пайда болады. Төменгі және инфратөменгі
жиіліктегі дыбыс жарылыс, опырылыс кезінде туады. Қазіргі кезде адам
организміне және техникалық жабдықтарға зиянды әсері болатын өнеркәсіптік,
көліктік шуларды және аэродинамикалықшу көздерін зерттеуге үлкен көңіл
аударылып отыр. Дыбыс қабылдағыштар қабылдаған дыбыс энергиясын энергияның
басқа түрлеріне түрлендіреді. Мысалы, адамдар мен жануарлардың есіту
аппараты дыбыс қабылдағышқа жатады. Техникада дыбысты қабылдау үшін,
көбінесе, электр акустикалық түрлендіргіштер (мысалы, ауада микрофон, суда
гидрофон, ал жер қыртысында геофон) пайдаланылады. Дыбыс толқындарының
таралуы, ең алдымен, дыбыс жылдамдығымен сипатталады. Газдар мен қатты
денелерде қума толқындар (бөлшектердің тербеліс бағыты толқынның таралу
бағытымен бағыттас) тарай алады. Ортаның біртекті болмауы да дыбыс
толқындарын (мысалы, су көпіршігіндегі, теңіздің толқынданған бетіндегі,
т.б. дыбыстың шашырауы) шашыратады. Дыбыстың таралуына атмосфера теңіздегі
қысым, температура, желдің күші мен жылдамдығы да әсер етеді.
Жиілік - бір секунттағы дыбыс тербелістерінің саны,ол герцпен
өлшенеді.
Адамның құлағы жиіліктің аз ғана ауқымын қабылдайды. 16 Гц кіші және
20 кГц жоғары (1 кГц - 1000 Гц) жиіліктің аралығындағы дыбысты аз ғана
адамдар естиді. Жиілік қаншалықты жоғары болса, тон да соншалықты жоғары
болады. Фортепианода ойналған дыбыс жиілігінің ең төмені 27 Гц-ке, ал ең
жоғарғысы 4 кГц-тен көп. FM-хабар тарату станциясының дыбыс тарату
жиілігінің ең жоғарғысы - 15 кГц.
Дыбыс қаттылығы тербеліс амплитудасымен анықталады. Дыбыс
тербелістерінің амплитудасы дыбыс көзінің қуаттылығына байланысты. Мысалға,
пианино пернелерін ақырын басқанда тыныш дыбысталады, себебі тербеліс
диапазоны аз ғана. Егер қаттырақ бассақ, онда тербеліс диапазоны артады.
Дыбыс қаттылығы децибелмен (дБ) өлшенеді. Мысалға, жапырақ сыбдыры - 20 дБ,
қарапайым дала шуы – 70 дБ, ал найзағай – 120дБ болады.
Қазіргі таңда дыбыстық құрылғылар дербес компьютердің ажырамас бөлігі
болды. Дами келе дыбыстық құрылғылар қымбат құрамдас бөліктен қарапайым кез-
келген компьютерде орналасқан құрылғыға айналды. Дыбыс (аудио немесе
акустикалық) ақпараттың өзі маңызды болып табылады. Мультимедиялық
жүйелердің дыбыстық мүмкіндіктерін пайдаланудың үш бағыты бар.
Тұрмыстық жүйенің мультимедиасы ДК-дің дыбыстық мүмкіндіктерін үйрету,
дамыту программаларында (оқуды, айтылуды, музыканы үйрету); энциклопедиялар
және анықтамалар (тұрмыстық, медицина, автобус, поезд, самолет қозғалысының
кестесі, ауа-райы және т.б.). Тұрмыстық жүйеде Skream Tracker секілді
музыкалық редакторлар қолдану барысында жоғары деңгейлі аудио жүйеге көшуге
мүмкіндік береді.
Бизнестік жүйенің мультимедиасында дыбыс келесі мақсаттар үшін
қолданылады: оқыту (кәсіби оқыту жүйелері: шет тілі, құстардың дауысын
тану, жүректегі және басқа мүшелердегі шуды тану, радиотелеграфисттерді
оқыту кезінде); презентация (ЭЕМ-нің көмегімен таныстыру кезінде); дыбысты
видео және телеконференциялар өткізгенде; дауыстық пошта; қолданушының
дауысын қорғаныс шараларында (электрондық құлып, банктік қоймасында және
т.б. компьютерде бағдарламалық қамтамасыз ету және ақпаратқа қол жеткізу)
[17].
Кәсіби мультимедиялық жүйе – бұл видео фильмдерді дыбыстауда, үйлік
музыкалық студияларда (Skream Tracker, Whacker Tracker секілді музыкалық
редакторларда өңдеу: тонның биіктігін өзгерту, дыбысталу ұзақтығын, аспап
түрін, дыбыстық әсерлерді синтездеу, ойнату немесе дыбыс жазушы
аппаратураға жазу) қолданылады.
1 - сурет. Қазіргі таңдағы синтезаторлардың жұмыс істеу принципі.
Кез-келген ЭЕМ-ның құрылғыларының басты мақсаты қолданушыға түсінікті
түрде ақпаратты жеткізу болып табылады. Қазіргі таңда перифериялық
құрылғылар жазба ақпараттарды немесе графикалық суретті ғана шығара алады.
Алайда соңғы кездері дыбыстық ақпараттарды шығаратын құрылғылар да пайда
болып жатыр. Бұл құрылғыларды үш негізгі топқа бөлуге болады:
1. Алдын ала жазылған жазбаны шығаратын құрылғылар.
2. Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары.
3. Сөз синтезаторлары.
Әрине, ғылыми бағытта адамның сөйлеуін синтездейтін аппаратуралар
жасауға көп көңіл бөлінуде. Соған байланысты сөзді танып білу жүйесі де
тығыз байланысты.
1 Дыбыстық жауап берушілер (ответчики)
Мұндай құрылғылармен ауызша жауап беру жүйелері жабдықталып, оларды
тағыда автоматты ескерту жүйесі деп те атайды. Мұндай жүйелерде дыбыстық
ақпаратты сақтау үшін магнитті таспадағы секілді аналогты сигнал емес, яғни
интегралдық схемадан жасалған компьютердің тұрақты жадысына енгізілген
сандық кодты қолданады. Деректерге тікелей кіруді қамтамасыз ететін тұрақты
жадыны қолдану таспа жетекті механизмді тасымалдаушыны жылжыту кезінде
кідірістерді жою үшін қажет [1].
2 - сурет. 128 секунд аралығында жазылған сөзді ойнататын сандық жадысы бар
дыбыстық жауап беруші (Votrax фирмасы Federal Screw Works).
Дыбыстық жауапкердің (ответчик) сандық жадымен пайда болуы телефондық
байланыстың қажеттілігінен туды. Себебі сол аппаратурамен телефон желілері
арқылы келген алдағы сигналдар комбинацияна байланысты таңдауы бойынша
әртүрлі сөздерді, номерлерді немесе сөз тіркесін ойнатуға болады. Мысалы,
абонентке ол терген номер басқа номерге өзгертілгендігін және сол жаңа
номерді айтып жіберу қажет. Осылайша дыбыстық жауапкерлер сауда, өндірісте
және әскери іске енгізіле бастады.
2 - суретте дыбыстық жауапкерлердің кең тараған үлгісі көрсетілген. Ол
ЭЕМ стандартты модулі түрінде жасалған. Бұл модульде микропроцессор, жады,
басқару бағдарламасы бар жады, нақты уақыт таймері, сандық ақпарат
кодталған жады, cыйымдылығы 128 секундқа дейін үздіксіз дыбысталуға
есептелген жады, кез-келген ұзақтығы 0,5 секунд болатын сөйлеу бірлігіне
тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді немесе айнымалы ұзындықты 256
хабарға дейін жеке таңдау. Егерде дыбысталу ұзақтығын арттыру керек болса
(хабарлар санын), онда жүйеге қосымша модульдер қосуға болады.
Диктордың сөзін жазу микрофоннан келген электрлік сигналдардың сандық
кодқа айналдыру арқылы жүзеге асады. Сандық түрге келген сөз
бағдарламаланатын тұрақты жадтау құрылғысына (ПЗУ) енгізіледі [1].
Ақпаратты таңдау үшін кодталған сөз немесе сөз тіркесі орналасқан массив
жасушасына сұраныс жасау жеткілікті. Олардың мазмұны кері үзіліссіз
электрлік сигналға түрлендіріліп, кейін телефон немесе дауыс зорайтқышта
ойнату үшін күшейтіледі.
Сериялық түрде шығарылатын дыбыстық жауапкерлер айтылған сөздердің
нақты қабылдануы үшін шығысында соған жеткілікті жиіліктік спектрін
шығарады. Мысалға, 2 - суретте көрсетілген құрылғы 50-ден 3000 Гц-ке
дейінгі өткізу қабілеті бар. Бұл диктордың дауысы жазылған тембрге жақын
дыбыс беруге мүмкіндік береді [1].
2 - суретте көрсетілген дыбыстық жауапкер бір уақытта 64 желілік
байланыстарға қызмет көрсете алады. Орталық ЭЕМ өшкен кезде құрылғы арнайы
режимге автоматты түрде көшеді. Бұл режимде, құрылғы келіп түскен сұранысқа
мынадай хабарлама жібереді Система не работает. Позвоните, пожалуйста, по
телефону 829-1988. До свидания.
2 Музыкалық және шумдық эффектілер синтезаторлары
Музыкалық және шумдық эффектілерді синтездеу процесі дыбыстық
жауапкерлердің жұмыс істеу принципінен өзгеше. Шынында, соңғысы тек алдын-
ала жазылған сөздерді ғана шығара алады, ал синтезаторлар бағдарламалаушы
немесе ЭЕМ басқаруымен қарапайым бірліктерден (әдетте бұл таза музыкалық
тондар) дыбыс жасайды. Осылайша, жасанды әуен бұрын жазылған әуенді
қарапайым қайталау ғана емес, сонымен қатар қарапайым музыкалық бірліктерді
комбинациялау арқылы жаңадан жасайды. Қазіргі кезде мамандандырылған
музыкалық синтезаторлар кең таралған [1]. Оларды заманауи эстрадалық топтар
әуенге ырғақтылық беру немесе басты әуенді байыту үшін (осы мақсатпен
тұрмыстық электрооргандарда синтезаторлармен жабдықталған); оларды
композиторлар мен орындаушылар,жаңа музыкалық формаларды өңдеушілер, ал
әуесқойлар компьютерлерге программалар жазу кезінде қолданады (қазіргі
таңда музыкалық синтезаторлардың арзан түрі шығарылуда, дербес
компьютерлерде жабдықталған); сонымен қатар машиналық ойындарда дыбыс
шығару, ракетаның дыбысын, қару атысының дауысын, және де тағы басқа
әртүрлі дыбыстық және шумдық эффектілер жасау кезінде қолданылады.
Қарапайым синтезаторлар әдетте бір дыбыстық каналмен жабдықталған,
және сол канал арқылы бағдарламасына сәйкес баяндалған кезекпен 128 немесе
256 дискретті гармоникаға дейін генерациялауға болады.
Музыкалық синтезатордың дамыған түрі бір уақытта бірнеше әртүрлі тонды
ойната алады. Сонымен қатар олардың жадысында жинақталатын (генерируемых)
сигналдар формасын көрсететін арнайы таблицалар сақталады. Бұл таблицалар
әуенге белгілі бір үн (тембр) беру үшін қолданылады. Осылайша онда
сақталған сандық ақпаратқа өзгеріс енгізе отырып дыбысты қажетті бояуға қол
жеткізуге болады. Мұндай синтезаторларға көптеген бағдарлама-компоновщиктер
жасалған [1]. Қолданушы өзі де музыкалық партитураның өлшемін көрсетіп,
өнімділік қарқынын, кідірту және қайталауды, ноталардың дыбысталу күші және
тембрын, төрт типті алты октавияға дейін қамтитын музыкалық партитураны
бағдарламалай алады. Әдетте қуатты синтезаторлар екі немесе төрт күшейткіш
каналдардан тұрады.
3 Сөз синтезаторлары
Музыкалық синтезаторлар секілді (дыбыстық жауапкер сияқты алдын-ала
жазылған музыканы ойнатпай, көрсетілген жиіліктер мен кезеңдері қарапайым
гармоникалық құрамдас әуендер құрастырады) сөз синтезаторлары қарапайым
сөздік бірліктерден мағыналы сөз тіркестерін құрады, оны фонема деп атайды.
Төменде фонемді генерациялау үшін 53 пәрмен жиынтығы және екпін деңгейін
беретін төрт пәрмендерді қолданатын жүйе сипатталады [1]. Фонемдық және
соқпалы (ударных) пәрмендердің осындай кең таңдауы арқылы қолданушы
фонемнің тиісті ретін қалыптастыра отырып кез-келген сөзді бағдарламалай
алады.
Қазір таңда көзі нашар көретін адамдарға сөйлейтін терминалдар және
калькуляторлар шығарылуда, олармен жаңадан бастапқы балаларды оқыту
мақсатында қолдануға болады. Сол арқылы балалар сөздердің қалай жазылуын
көріп қана қоймай оны естіп те үйрене алады. Сөздік синтезаторлардың дамуы
барысында түрлі индустрияда және сауда ісінде кең қолданыста болады деп
күтуге болады [1].
Типтік синтезатор негізгі үш элементтен тұрады:
1. Адамның дауыстық аппаратының электрондық аналогы;
2. Дауыстық аппараттың реттелетін параметрлерінің өзгерту арқылы дыбыстың
қажетті ретін жасайтын бағдарлама;
3. Дыбыстық аппараттың параметрлерін беретін интерфейс блок.
Әртүрлі фирмалармен шығарылатын құралдарда сөзді синтездеу рәсімі
бірдей дерлік үлгіге негізделген. Ары қарай нақты мысалда олардың негізгі
принциптері көрсетілген.
3 – сурет. Адамның дауыстық аппараты.
Адамның дауыстық аппараты тамақ бөлігінің орта бөлігінде орналасқан
көмейден (голосовой щели) басталады деп есептеледі. Және тармақталып,
ерінмен шектелген ауыз бөлігіне дейін, ал екінші жағы мұрын ұшынан бітетін
мұрын қуысына дейін қамтылған (3 - сурет). Жалпылай алғанда адамның
акустикалық жолдары 160-тан 190 мм-ге дейінгі ұзындықты қамтиды. Өкпеден
шыққан бірыңғай ауа ағыны, дауыстық связкілерде тербеліс туғызуына әсер
етеді [1].
2 Дыбыстық сигналдардың сандық түрде берілуі
Дыбыстық сигналдың бастапқы формасы – уақыт шамасында амплитуданың
үздіксіз өзгеруі, ол уақыт және деңгей бойынша кросс-іріктеудің сандық
түрде берілуі. Уақыттық іріктеумен бірге амплитуданың лездік мәні және
олардың сандық құны түрінде амплитудалық өлшеулер жүргізіледі. Алынған
сандар ағыны (екілік сандар сериясы) PCM - импульстік модуляция коды деп
аталады.
4 - сурет. Дыбыстық тақта.
Дыбыстық тақта элементтері:
Line in, Mic in – сызықтық және микрофондық кірістер;
Aux: бұл кірістегі сигнал барлық құрылғылардан өтіп бірден шығысқа
барады;
CD in CD-ROM үшін қолданылады;
Барлығында mini-Jack қосқышы (разъем);
Платаның артқы жағында 15-пиндік (пиновый) midiджойстик портты
қосқышы бар, ол синтезатор, клавиатура немесе джойстикті қосуға арналған;
Сыртқы аудио құрылғылардан келген барлық сигналдар кіріс микшеріне
келіп түседі, ол зорайту үшін қолданылады;
АСТ – аналогты-сандық түрлендіргіш. Келіп түскен сигналдың
амплитудасын өлшейді және байланыс кодталады;
САТ – сандық-аналогтық түрлендіргіш. Кодты ауыстырып, аналогты
сигналға түрлендіреді;
DSP-сигналдық процессоры компьютердің барлық басқа құрылғылары ISA
шинасы немесе PCI арқылы мәліметтер алмасуын басқарады;
Синтезатор – музыкалық аспаптардың имитациясы;
FM (Frequency Modulation – жиіліктік модуляция) - Sound Blaster-мен
үйлесімділікті сақтауға арналған синтезатор;
Wave Table – жоғары сапалы дыбыс алу үшін қолданылатын синтезатор;
RAM – дыбысты жүктеу үшін қолданылатын оперативті жады;
ROM – тұрақты жады, мұнда дыбысталу үлгілері сақталады.
Негізгі форматтар:
1) MIDI (Musical Instrument Digital Interface) (30 - 150 кб). Процессор
ресурстарын және компьютер жадысын пайдалануға мүмкіндік береді;
2) WAV (30 - 50 мб). Дыбыстың бастапқы түрі, дыбыс тербелісінің немесе
дыбыс толқынының сандық көрсетілуі. Дыбыстың кез-келген түрімен, кез-
келген формасымен және ұзақтығымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді;
3) Mp3 – Mpeg отбасылық схемасының ең күрделісі, кодтауда көп уақытты
алады және дыбыс сапасы жоғары болады. Музыканы сақтауға арналған ең
көп таралған формат.
Кодтау.
Аудионы кодтау әдiстерiн қолдану негізі аналогтық электр сигнал
іріктеу,электр тогының және кейіннен тербеліс кезінде ДК-дің әуедегі
дірілді айналдыру процесі болып табылады. Арнайы бағдарламалар (дыбыс жазу
редакторлары) көмегімен дыбыстық ақпаратты кодтау және ойнатуға болады.
Кодталған дыбысты ойнату сапасы дискреттеу жиілігі мен оның рұқсаттауына
(аудио кодтау тереңдігі - деңгейлерінің саны) байланысты [15].
Дыбыс цифрландыру принциптері.
Сандық аудио - оның амплитудасының дискретті сандық мәндері ұсынылған
аналогтық аудио сигнал болып табылады.
Аудио цифрлау - уақытық қадаммен бөліну технологиясы және алынған
мағынаны сандық түрде жазылуы. Дыбыстық цифрлаудың (оцифровка) тағы бір
атауы – аналогтық – сандық түрлендіру.
Дыбысты цифрландыру екі процестен тұрады:
• Уақыт бойынша сигналды дискреттеу процесі;
• Амплитуда бойынша кванттау процесі.
Уақыт бойынша дискреттеу (дискретизация).
Уақыт бойынша сигналды дискреттеу процесі – нақты уақыттық қадаммен
дискреттік қадаммен түрлендірілетін сигнал мәні алу процесі. Бір секундта
жүзеге асырылатынсигналдың күшін өлшеу санын дискреттеу жиілігі немесе
іріктеу жиілігі не семплирования жиілігі (ағылшынша sampling - іріктеу)
деп аталады. Дискреттеу қадамы аз болған сайын оның дискреттеу жиілігі
жоғары болады дасигнал дәлірек ұсынылуын аламыз. Бұл Котельников
теоремасымен де расталады (шетел әдебиетінде Шаннонның теоремасы деп
келтіріледі). Теоремаға сәйкес онда шектеулі спектрлі аналогтық сигнал
дискреттеу реттілігімен алынған амплитудалық мәнмен сипатталады және бұл
мәндер жиіліктік мәнмен алынған сигнал спектрінің ең үлкен жиілігінен кем
дегенде екі есе асып түсетін жиілік алынады [15]. Яғни, аналогтық
сигналдағы спектр жиілігі Fm – ге тең. Fd жиіліктік дискреттеуіне Fd2Fm
орындалып амплитуданың реттелген дискреттік мәнін көрсетуге болады.
Іс жүзінде, бұл цифрланған сигнал дыбыстық жиіліктер түпнұсқа
аналогтық сигнал (0 - 20kHz) барлық диапазонында туралы ақпаратты қамтуы
үшін кем дегенде, 40 кГц дискретизация жиілігін таңдау қажетекенін
білдіреді. Бір секундта амплитуданың санын өлшеу жиіліктік дискреттеу деп
аталады (дискреттеу қадамы тұрақты болған жағдайда). Басты қиындық тамаша
дәлдікпен өлшенген сигнал жазу қабілетсіздігі болып табылады.
Амплитуданың сызықтық (бірқалыпты) квантталуы.
Сигналдық амплитудалық мәніне компьютер жадысынан N бит орын берейік.
Демек, бір N-биттік сөзден 2N түрлі лауазымдарды (положений) сипаттауға
болады. Сигналдың цифрланған амплитудасы 1–ден 1–ге дейінгі шарты бірлік
арасында болсын. 2N-1 бірдей аралықтағы динамикалық сигнал диапазонын
амплитуданың өзгеру диапазонында көрсетіп, оны 2N деңгейлі квантқа бөлеміз.
Енді, әрбір жеке амплитудасы мәндерін жазу үшін, ол ең жақын квантования
деңгейіне дөңгелектенуі керек. Бұл процесс квантования амплитудасы деп
аталады. Амплитуда бойынша кванттау - кейбір дәлдікті шамамен сигнал
амплитудасы құндылықтарды нақты мәндерін ауыстыру үдерісі. Әрбір 2N ықтимал
деңгей квантталу деңгейі деп аталады және екі ең жақын кванттау деңгейлері
арасындағы қашықтық кванттау қадамы деп аталады. Егер амплитуда шкаласы
сызықтық деңгейде бөлінсе, оны сызықтық (біртекті) кванттау деп аталады.
Дөңгелектеу дәлдігі таңдап алынған (2N) деңгейлі кванттау санына тәуелді,
оның өзі амплитуданың мәні жазылуға бөлінген (N) бит санына тәуелді болады.
N саны кванттау разряды (разрядтар саны, яғни әр сөздегі бит саны), ал
дөңгелектеу нәтижесінде алынған амплитудалық мән саны үлгі немесе семплдар
(ағылшынша sample- тоқырау) деп аталады [16]. Ол 16 биттік разрядтық
кванттауда туындайтын кванттаулық қате, тыңдаушыға білінер-білінбес болады.
Бұл цифрлау әдісі - бірыңғай кванттау әдісімен ұштастыра отырып, ұзақ уақыт
бойы сигнал ірік- теу – импульстік-кодтық модуляция (ағылшынша Pulse Code
Modulation — PCM) деп аталады. Амплитуданың абсолюттік мәні жазылған
жағдайда, жазу форматы PCM (Pulse Code Modulation) деп аталады. 20 ғасырдың
80 жылдардың басынан бастап қолданыстағы стандартты дыбыстық ықшам диск (CD-
DA) 44,1 кГц дискреттеу жиілігіжәне 16 бит разрядтық кванттау PCM
форматында ақпаратты сақтайды [16].
Терминология
• кодер - кіріс ретінде бастапқы ақпаратты қабылдайды және шығысында
кодталған нақты форматтағы ақпаратты беру алгоритмін (мысалы,
архиватор, немесе Mр3 реттегіш) жүзеге асыратын бағдарлама (немесе
құрылғы).
• декодер - декодталған кодталған сигнал кері жүзеге асырады
бағдарламасы (немесе құрылғы) [16].
• кодек (ағылшынша codec - coderdecoder) – мәліметтерді кодтауға
декодтауға арналған бағдарламалық немесе аппараттық блок.
Дыбыстық ақпаратты енгізу және шығаруға арналған құрылғылар (дыбыстық
адаптерлер)
Дыбыстық ақпаратты шығаруға арналған құрылғылар:
• колонкалар;
• құлаққаптар (наушниктер);
• сөздің, музыканың дыбысталуы үшін қажет электроакустикалық
құрылғылар.
Дыбыс шығаруы (звукоизлучения) бойынша:
• рупорлы (ең көп таралған, яғни үлкен әсер етеді);
• рупорлы емес.
Колонкалар
Колонкалар дыбыс және музыканы тыңдау үшін қажет. Көлемі және
қуаттылығы әртүрлі болады. Ең қарапайым түрі – 2 колонкалы, бірақ көп
көлемді жинақтардан түрлері де бар.
Колонка – дыбыс және аудио ойнату үшін арналған акустикалық жүйе.
Электрлік сигналды дыбыстық қысымға түрлендіргіш. Акустикалық жүйе бір
жолақты (однополосной) – бір кең жолақты шығарушы, мысалға, динамикалық
басы (головка) және көп жолақты (многополосный) – екі немесе одан да көп
басы болады және әрқайсысы өзінің жиілік диапазонында дыбыстық қысым
тудырады.
Сапалы колонкалар магнитті экранмен немесе магнитті жүйенің
жетілдірілген жобасымен жасалады.
Колонкалардың екі түрін атап өтуге болады:
Активті (күшейткіші ендірілген, қосымша электр қуатымен жабдықтауды
қажет етеді, бақылау үні мен тембр бақылау);
Пассивті (қуаттылығы аз).
Динамик (англ. PC speaker) - қарапайым аудио ойнату құрылғысы, IBM
компьютер мен үйлесімді ДК қолданылады. Өте дөрекі естіледі және кейбір
пайдаланушыларды тітіркендіруі мүмкін. Арзан дыбыстық карталар пайда болмас
бұрын динамик дыбыс шығаруға арналған негізгі құрылғы болған.
Қазіргі таңда PC speaker үйлесімді IBM PC копмьютерлері үшін құрамдас
бөлігі болып қалуда, және көп жағдайда POST кезінде қателер туралы
сигналдарды жіберу үшін қолданылады. Кейбір программаларды (Skype) динамик
арқылы дыбыстық сигналдарды шығаруға баптауға болады. Бұл дыбыстық картаға
құлаққаптар қосулы тұрған кезде ыңғайлы (по умолчанию не надетые).
Динамикті басқарудың екі әдісі бар. Бағдарламаланатын таймер, бұл
орталық процессордың қатысуынсыз-ақ берілген жиіліктің тікбұрышты дыбыстық
толқынын генерациялайды. Соның арқасында қарапайым бір дауысты дыбыстық
сигналды ойнатуға болады. Егерде бағдарлама дыбыс ойнату барысында қатып
қалса, компьютерді қайта өшіп қоспайынша, таймер бір нотадан жіберіп
жұмысын жалғастыра береді.
Мембраманы 1 бит дискретті 61h порты арқылы тікелей басқару. Жоғары
жиілікте 0 кейде 1 беріп, импульсті модуляция арқылы төмен сапалы дыбысты
синтездеуге болады. Барлық осындай бағдарламалар көп функциялы операциялық
жүйелерде жұмыс істемейді.
Құлаққаптар (наушники), кейде тыңдауыр (ағылш. headphone) — музыка
және басқа да дыбыстық сигналдарды дербес тыңдауға арналған құрылғы.
Микрофонмен жиынтықта телефон арқылы сөйлесу құралы, яғни бас гарнитурасы
(headset) ретінде қызмет атқара алады. Сонымен қатар, құлаққаптар дыбыс
жазушы студияларда жазылып жатқан музыкалық композиция тректерін бақылау
үшін қолданылады.
Құлаққаптардың классификациясы:
Дыбыс беру әдісі бойынша:
• Сымды – дыбыс беру көзіне сыммен қосылған, сондықтан сапалы
дыбыс береді (мұның ішіне мамандандырылған арнайы құлаққаптар да
кіреді);
• Сымсыз – дыбыс көзіне сымсыз арна арқылы қосылуы, оған – радио,
Bluetooth, инфрақызыл қосылулар жатады. Ұтқыр, бірақ шығарушы
базаға тәуелді және шектеулі радиуста жұмыс атқарады. Сымды
байланысқа қарағанда дыбыс сапасы төмен болады, себебі
құлаққаптың қабылдауышына сигнал шығарушыдан келетін сигналдың
кодтау - декодтау процесінің күрделігіне байланысты.
Конструкциясы (түрі) бойынша:
• Алып-салмалы (тұрмыста атауы қосымша беттер) - құлақ қалқанына
қыстырылады;
• Ішкі арналы (тұрмыс атауы - тығын) - құлақ арнасына
қыстырылады;
• Жасанды- құлақтарға таңылады;
• Толық өлшемдi немесе мониторлы - құлақты толығымен алады.
Бекітудің түрі бойынша:
• Жақтауы - құлаққаптарды екi тостағанша жалғаған тiк тұтқалы
құлаққап;
• Желке тұтқасы - екi құлаққаптардың бiр бөлiгiн жалғайды, бiрақ
желкеде орналасады. Бағытталған құлақтарға арналған негiзгi
механикалық жүктеме;
• Құлаққа бекітілуі - әдетте мұндай құлаққап құлақтың артына
бекiтiледi немесе клипс арқалы бекітіледі;
• Бекiтпелерсiз - ол құлаққа өтетің жолда амбушюр есебiнен ұстап
тұрады.
Кәбiлдің қосылу тәсiлі бойынша :
• Екi жақты - бiрiктiрушi кәбiл құлаққап тостағандардың
әрқайсыларына жалғанады;
• Бiр жақты - бiрiктiрушi кәбiл құлаққап тостағандардың бiреуіне
ғана жалғанады, екiншiсі тұтқа тығылған өткiзгiш арқылы
бiрiншiсін көбiнесе бұрумен қосады.
Сәуле шығарғыш құрылымына байланысты:
• Динамикалық - өзгертудің электродинамикалық түрін пайдаланады.
Құлаққаптарды ең көп тараған түрі. Құлаққап сәуле шығарғыш
немесе мембрана болады. Осы өткiзгiшпен бекiтiлген орауыш
жарғақшасы магниттік өрісте болады. Егер осы арқылы айнымалы
тоқты жіберетін болса, онда орауыштан ( катушка ) пайда болатын
магниттік өріс тұрақты магнитпен өзара әрекет жасаса, мембрана
дыбыстық жиiлiктiң электрлiк сигнал пiшiнi түрінде қозғалатын
болады. Электродинамикалық сигналын өзгерту әдiсiнің көптеген
кемшiлiктерi және шектеулері болғанымен, мұндай құлаққаптардың
құрылымын жетілдіру жолдары үнемi және жаңа материалдар дыбыстың
сапасын алуға жақсы мүмкіндіктер береді;
• Бірқалыпты зәкірмен – негізгі бөлшегі болып ферромагнитті П-
бейнелі зәкірі болады. Оларды кейде ауыз - екі тілдеағылшын сөзі
armature ( зәкiр ) атуынан арматуралық деп те атайды;
• Электростатикалық - екi электродты жалғастыратын өте жiңiшке
мембрананы (жарғақшаларды) пайдаланады. Мұндай құлаққаптардың
бағасы өте қымбат, дегенмен ол сезгiштiк қасиетінің өте биiк
екенін көрсетедi және жаңадан дыбысталытын дыбыстың
дыбыстылығының жақсы болуын қамтамасыз етеді. Кемшiлiгі - оларды
құлаққапқа стандартты түрде қосуға болмайда, сондықтан оған
тiкелей қосуға болмайдықтан арнайы док-станциясын қолданады;
• Изодинамикалық - жұқа пленкалы мембрана өзектi магниттер торынан
алынған металлдық тоқ өткiзетiн жолдармен жалғанған және оның
арасындағы теңселедi;
• Ортодинамикалық – изодинамикалық қағидасына ұқсас, бiрақ
мембрана (жарғақша) және магниттер домалақ пiшiндi болады.
Акустикалық ресiмдеудi түрі бойынша:
• Ашық түрiнде - табиғи естiлуден жоғары жетуге рұқсат беретін
сыртқы дыбыстарды iшiнара өткiзедi. Көп тыңдаушылар ашылған
құлаққаптарға қарағанда жабық құлаққаптармен салыстырғанда дыбыс
мөлдiрлеу және жақсы болады деп есептейді. Одан басқа, ашылған
акустикалық ресiмдеуде дыбыстың iстемесі қоршаған әлемнен
шетте қалады. Дегенмен ашылған құлаққаптарда дыбыстың биiк
деңгейiндегі сыртқы шуы жаман естіледі. Қатты дыбысталуда жұмыс
істейтін ашық құлаққаптар қоршағандарға әсерін тигізеді. Ішкі
құлаққа қысым жасамайды;
• жартылай ашылған (немесе жартылай жабық түрiнде) түрiнде - ашық
құлаққаптар көп қасиеттерге ие болады, бiрақ бұл ретте әжептәуiр
дыбыс өткiзбеумен қамтамасыз етiледi;
• жабық түрiнде - сыртқы шуларды өткiзбейдi және ең жоғарға
деңгейде дыбыс өткiзбегендіктен оларды шулы орталарда
пайдалануға болады, сонымен бiрге тыңдаудаға керек болғанда
толығымен шоғырлануға қамтамасыз етiледi. Амбушюрларды жаман
тiрелу кезінде жабық құлаққаптарда төмен жиіліктегі дыбыстардың
дыбысталуы нашарлайды, сондықтан тұтқасы бар жабық құлаққаптар
ашық құлаққаптарға қарағанда дыбысталу едәуір жақсы болады.
Кедергі бойынша:
• Аз Омдық - Омның бiрнеше жүздiктерiнен Омның бiрлiктерiне
дейiнгі кедергі;
• Жоғары Омдық – Омның бiрнеше ондығынан Омның бiрлiктерiне
дейiнгі кедергі;
Техникалық сипаттама.
Құлаққаптардың пиктограммасы. Ағытпалар реттегiштердi бiрдей қылу үшiн
қойылады.
Негiзгi техникалық сипаттамалар болып: жиiлiк ауқым, сезгiштiк,
кедергі, ең жоғары қуат және бұрмалауларды проценттi ара қатынастағы
деңгейі.
Жиiлiк сипаттама.
Осы сипаттама құлаққаптардың дыбыс сапасына әсер етедi. Мембрананың
үлкен диаметрi арқылы құлаққап естiлудiң жақсы сапасына ие болады. Жиiлiк
сипаттаманың орташа мән 18 Гц-20 000 Гц. Кейбiр кәсiби құлаққаптарда 5 Гц-
тен 60000 Гц-ке дейiнгі жиiлiк аралығы болады. Ең кең мәлiмделген жиiлiк
ауқымы кейбiр үлгiлерде 5 Гц-125 кГц дейін жетедi.
Сезгiштiк.
Сезгiштiк құлаққаптардағы дыбыс қаттылықғына әсер етедi. Кемiнде 100
дБ-шi құлаққапқа сезгiштiк әсері болады да, дыбыста сезгiштiк әсері төмен
болған жағдайда (әсiресе құлаққаптарды плеермен немесе ұқсас құрылғылармен
пайдалануда) тым тыныш болуы мүмкін. Сезгіштікке құлаққаптарда (мысалы
неодим магнит өзекшелерi) қолданытын магниттік өзек әсер етеді. Құлаққап -
мембранасының аз диаметрлі болса, онда аз қуатты магнитке ие болады. Ең
жоғары кiрiс қуаты естiлудiң дауыс қаттылығын ескередi. Құлаққаптардағы
кедергінің деңгейі пайызбен өлшенедi. Пайыз кем болған сайын естiлудiң
сапасы соғұрлым жақсы болады.
Бiрiктiрушi ағытпалардың түрлері:
Jack;
Mini-jack;
Micro-jack.
2.1Дыбыстық ақпарат енгiзу құрылымы
Дыбыстық ақпарат енгiзу құрылымына микрофондар жатады. Осы құрылғылар
дыбыстық тербелiстердi электрге түрлендiредi.
Микрофон компьютерге дыбыст ыенгiзуі үшін пайдаланады. Микрофоннан
келетін үздіксіз электрлік тербелістер сандық тізбекке түрлендіріледі. Осы
жұмысты аудиоадаптер деп аталатын компьютерге қосылатын құрылғы немесе
дыбыстық карта орындайды. Компьютер жадысына жазылған дыбыста
аудиоадаптердің көмегiмен жүзеге асады және акустикалық бағана мен стерео
құлақшындарға келетін сандық дыбысты сигналды аналогты электр дыбыстық
жиiлiкке түрлендіреді. 5 – суретте кіріс және шығыста дыбыстың өзгертілуi
сипатталған процесс суретпен көрсетіледі.
5 - сурет. Микрофон және акустикалық жүйе арқылы сигналдың өңделуі.
Дыбыстық бағаналар немесе құлаққап MPC-спецификациясының бiр бөлiгі
болмағанын қарамастан, ол дыбыстың жаңғыртылуына қажеттi болады. Одан
басқа, дыбыстың жазбасын дауыс ақпаратына енгiзу немесе компьютердi сөйлеу
арқылы басқару үшін микрофон талап етiледi.
Мультимедиа компьютерi бағана және микрофонмен құралдандырылған болса,
келесідей мүмкіндіктерге ие болады:
• бiлiм беретiн (кiшкентай балаларлар үшiн)
бағдарламалардың тиiмдiлiгін көбейту үшін;
• көңiл көтеретiн (ойын ) бағдарламаларға
стереодыбыстың қосылуы;
• дыбыстық әсерлердi көрсетуде және үйретушi программа
қолдану;
• музыканың аппаратты және MIDI программалық құралдар
көмегімен жасау;
• дыбыстық түсiнiктемелердi файлдарға қосу;
• дыбыстық желілік конференцияларды өткiзу;
• басқару жүйесiнiң оқиғаларына дыбыстық әсерлерді
қосу;
• мәтiннiң дыбыстық жаңғыртылуы;
• аудиокомпакт – дисктертердің ойнатылуы;
• mp3 форматты файлдардың ойнатылуы;
• бейнеклиптердiң ойнатылуы;
• DVD-кинолардың ойнатылуы;
• дауыстық басқаруды қолдану.
Бүгінгі таңда өмірімізді комьютерсіз елестету өте қиін, сол сияқты
комьютердеде ақпаратты енгізу мен шығарудың замануи құрылымдарсызда
елестету қиін.
Дыбыстық карта.
Саундбластер (дыбыстық карта) (саундбластер (звуковая карта); sound
blaster) - дыбыстық сигналды файлға жазуға, кейін оны қайта ойнатуға
мүмкіндік беретін электрондық құрылғы (тақша); creative labs фирмасы 1989
жылы шығарған, кейіннен компьютерлердің дыбыстық тақшаларының стандартына
айналған. Көптеген мультимедиалық программалар компьютерде осындай дыбыс
тақшаларының болуын талап етеді. Дыбыстық тақша кез-келген қазіргі заманғы
компьютер дыбыс ойнату құрылғысымен жабдықталған, оған дыбыстық бейімдеуіш,
қондырылған кеңейтілу картасы түріндегі дыбыстық карта немесе сыртқы
дыбыстық кешен жатады. Дыбысты ойнату үшін қажет жалғыз нәрсе – акустикалық
жүйе. Бұдан кейін компьютерді мультимедиалы қамтылған және дыбыспен әрі
қарай жұмыс жасауға дайын деп есептеуге болады. Дыбыстық карта – құрамына
дыбыстық процессор және басқа да көмекші құраушылар кіретін құрылғы,
олардың көмегімен қажет деңгейде дыбыстық сигнал құрылады. Дыбыстық
карталардың түрі көп. Көбінесе олар жүйелік тақшаға, не болмаса кеңейтілу
тақша түрінде PCI слотқа қондырылады. Сонымен қатар, кәсіби жоғары сапалы
дыбыстық құрылғылардан тұратын сыртқы шешімдер жиі кездеседі. Жинақталған
дыбыстық бейімдеуіштердің сапасының өсуіне байланысты, слотқа орнатылатын
дыбыстық тақшалар азайып барады. Дегенмен, PCI слотқа орнатылатын дыбыстық
тақшасы, жинақталған дыбыстық бейімдеуіштерден сапалы болып келеді. Солай
болғанның өзінде де барлық дыбыстық карталарда акустикалық жүйе немесе ішкі
күшейткіш қосылатын шығу мен түйіспелердің стандартты жинағы бар. Бірақ бұл
түйіспелермен іс шектеліп қалмайды. Жақсы дыбыстық картаның үш стандартты –
микрофондық, акустикалық және сызықтықпен қатар басқа да ағытпалары болуы
мүмкін. Жекелеп айтсақ, егер дыбыстық карта және одан да жоғары қызметтік
функциясы қолдаса, оның жекелеген шығулары (сол және оң акустикалық
каналдарға арналған), жаппай және сырт жақ колонкаларға арналған шығулары
болуы мүмкін. Бірақ қалай болғанда да, егер сізде қарапайым динамиктер мен
құлаққаптарыңыз болса, дыбысты есту үшін оларды акустикалық шығуға қосу
жеткілікті.
Кез-келген қазіргі заманғы компьютер дыбыс ойнату құрылғысымен
жабдықталған, оған дыбыстық бейімдеуіш, қондырылған кеңейтілу картасы
түріндегі дыбыстық карта немесе сыртқы дыбыстық кешен жатады. Дыбысты
ойнату үшін қажет ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz