Оптическая система звукозаписи




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

Крымское республиканское высшее учебное заведение

Симферопольский техникум радиоэлектроники

РАССМОТРЕНО На заседании ЦК «___» ________________ 200__г. Председатель _________________ УТВЕРЖДЕНО Методическим советом «___» ______________200__г. ________________ Председатель
    ПЕРЕУТВЕРЖДЕНО “____” ___________ 200___г. _____ “____” ___________ 200___г. _____ “____” ___________ 200___г. _____ “____” ___________ 200___г. _____

КОМПЛЕКС

Описаний практических работ

По дисциплине «Звуковое и телевизионное вещание»

Специальность:

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт оборудования радиосвязи, радиовещания и телевидения»

 

  Разработал ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Козубов А.Н. ______________ (Ф.И.О. преподавателя) «___» ___________________2008 г.

 

 

г. Симферополь

2008 г.

 

Введение

Данный комплекс описаний практических работ предназначен для студентов специальности 5.092409 «Монтаж, техническое обслуживание и ремонт оборудования радиосвязи, радиовещания и телевидения».

Описания используются для проведения практических занятий по дисциплине «Звуковое и телевизионное вещание». Предусматривают детальное изучение студентами некоторых теоретических положений учебной дисциплины, а также формирование умений и навыков их практического использования путем индивидуального выполнения соответствующих заданий.

 

Основная дидактическая цель комплекса описаний практических работ – расширение, углубление и детализация знаний, полученных студентами на лекциях и в процессе самостоятельной работы, повышение уровня усвоения учебного материала.

 

Перечень тем, рассматриваемых в данном комплексе описаний, определяется учебной программой дисциплины. Студенты, в соответствии с планом проведения практического занятия, самостоятельно отрабатывают, представленный теоретический и справочный материал, а также рекомендуемую литературу по соответствующей теме дисциплины.

 

Результаты практической работы оформляются отчетом согласно заданию. Записи производятся синими чернилами, а таблицы, рисунки, схемы с помощью чертежного инструмента.

Для сдачи (защиты) практической работы необходимо подготовиться к ответу на контрольные вопросы.

 

Практическая работа №1

(4 часа)

1. Название: Системы записи звука и изображения.

2. Цель работы: Ознакомится с системами записи звука и изображения

3. Краткие теоретические сведения.

Для записи звука и изображения нашли применение фотографический (оптический), механический и магнитный способы.

Фотографическая запись сигналов звука заключается в воздействии светового луча, модулируемого по интенсивности или ширине сигналами звука, на светочуствительный слой кинопленки. После сложной фотохимической обработки на пленке образуется дорожка переменной оптической плотности или ширины. Фотозапись звука используется только для озвучивания кинофильмов.

Механическая запись (грамзапись) позволяет обеспечить высококачественную передачу звука. Носители записи – грампластинки – тиражировались промышленным способом и использовались в основном для воспроизведения сообщений в домашних условиях.

Механический способ записи телевизионного сигнала изображения и сопровождающий звук записывался с помощью модуляции канавки по глубине. При этом информация о звуке осуществлялась благодаря предварительной модуляции строчных гасящих импульсов по длительности аудио сигналами. Для воспроизведения использовался луч маломощного лазера. Отражаясь от пластинки он попадает на фотодиод. Сигнал подается к телевизору, демодулируется и разделяется на сигналы звука и изображения.

Наибольшее распространение в вещании получила магнитная запись, что обусловлено ее преимуществами:

1) Высоким качеством записи, не ухудшающимся при многократном использовании фонограммы.

2) Технологичностью и оперативностью. Осуществить магнитную запись относительно просто, воспроизвести можно сразу же после записи, без обработки магнитной ленты.

3) Число повторных использований магнитной ленты ограничивается только физическим износом и не зависит от числа повторных перемагничиваний.

4) Магнитную ленту можно монтировать, разрезая ее и склеивая в нужной последовательности.

5) Стоимость одного часа передачи с использованием магнитной ленты ниже, чем при других способах записи.

6) Программа, записанная на магнитной ленте, легко может быть размножена с помощью копирования или перезаписи.

7) Магнитная лента с записью может долго храниться при соответствующих условиях.

 

Магнитная видеозапись

При магнитной записи звука достаточна полоса частот 30 – 15000 Гц. ТВ сигнал- широкополосный. Нижняя частота его спектра равна 50 Гц, верхняя 6,5 мГц. При прямой записи не будут воспроизведены сигналы низких частот. Это следует из характера зависимости ЭДС воспроизводящей головки от частоты. С понижением частоты сигнала на октаву (в 2 раза) ЭДС воспроизводящей головки падает на 6 дБ. Диапазон частот, занимаемый телевизионным сигналом 6,0 мГц: 50 = 1,3 мГц: 1 или 17 октав. Поэтому для его записи потребуется электрический канал с очень большим динамическим диапазоном (при отсутствии волновых потерь, не менее 17 х 6 = 102 дБ). Если в тракте магнитной записи-воспроизведения установить усиление таким, чтобы сигналы высоких частот воспроизводились с номинальным уровнем, то при отношении сигнал-шум в канале равном 41 дБ, сигналы нижних частот будут полностью маскироваться шумами электрического канала. Для улучшения воспроизведения видеограмм требуется поднять значение самой низкой частоты, минимум на 1мГц, т.е. требуется перенести спектр ТВ сигнала в высокочастотную область. В этом случае полоса частот будет занимать примерно 3,5 октавы (1…7 мГц) и воспроизведение сигналов НЧ не будет вызывать затруднений.

Структурная схема канала "записи - воспроизведения" приведена на рисунке 2. На вход канала поступает входное сообщение S, если сигнал, не соответствует нужному уровню входа, то он преобразуется в удобную для записи форму. Запись производится записывающей головкой ЗГ. Как и при звукозаписи, для улучшения АЧХ, с записываемым сигналом подаётся вспомогательное периодическое колебание, частота которого превышает частоту самого сигнала, и называется подмагничиванием.

 

 
 

 

 


Рисунок 1

Структурная схема канала модуляционной записи-воспроизведения видеосигналов

 

 


 

 

ПР вх и ПР вых- входной и выходной преобразователи; УЗ,УВ- усилители записи и воспроизведения; ЗГ и ВГ- записывающая и воспроизводящая магнитные головки; Г- генератор ВЧ подмагничивания.

В то же время существует комплекс объективных показателей, характеризующих любую систему передачи. К их числу относятся величины амплитудно-частотных и нелинейных искажении, отношение сигнал/шум, значение и характер искажений временного масштаба сигнала и др. Зная эти показатели, можно дать оценку качеству записи любых сигналов.

 

Оптическая система звукозаписи

Фотографический (оптический) и механический способы записи, применявшихся при записи аналоговых сигналов, – один из возможных вариантов оптической записи сигналограмм, выделяющихся только особенностями носителя.

В настоящее время широкое распространение нашли, изготовленные в заводских условиях, устойчивые к внешним воздействиям, удобные в обращении звуковые компакт-диски (CD). Если сравнивать их с традиционной грамзаписью, становится заметным множество их преимуществ. При стандартизованных для CD параметрах аналого-цифрового преобразования звукового сигнала (44,1 кГц – частота дискретизации и 16-разрядное квантование) это, прежде всего высокое качество звука. При оптическом считывании без механических контактов компакт- диски практически не изнашиваются. При малых размерах доступное время звуковых программ превосходит все возможное для механических систем.

Стартовав на рынке бытового воспроизведения звука, компакт-диски осваивают и профессиональную звукозапись, потеснив на нем традиционную и привычную магнитную запись. Широкие возможности автоматизации процессов воспроизведения цифровых CD дисков, благодаря использованию в них кодов управления и отображения информации, а также малому времени доступа к заданному фрагменту фонограммы, стали, если и дополнительными, но весьма весомыми аргументами профессионального применения лазерных дисков в звуковых студиях фондовых записей радиовещания и телевидения.

С появлением лазеров, многие особенности электромагнитных волн видимого диапазона стали доступны для новых видов практического применения. Обычно, лазер - источник монохромного излучения или, по иному, с одной длиной волны. Причём, это источник направленного излучения или. по оптической терминологии, точечный. Теория показывает, что излучение монохромного точечного источника можно сфокусировать в пятно, размер которого близок к дифракционному пределу - диаметр в половину длины волны, а это в оптическом диапазоне заметно менее микрона. При переходе от красной части спектра к синей доступная плотность записи возрастает на порядок. По теоретической плотности записи - оптическая превосходит все до сих пор известные в сотни и тысячи раз. Отсюда и следуют уже упомянутые огромные плотности записи.

Возможность фокусировки лазерного излучения имеет еще одно следствие, на которое мы в дальнейшем будем ссылаться. Мощность сфокусированного излучения лазера возрастает пропорционально отношению площадей зоны излучения и сфокусированного пятна. Поэтому не стоит удивляться температурам в миллионы градусов в фокальном пятне даже милливаттных лазеров.

Оптическая запись начинается (при записи) и завершается (при воспроизведении) с помощью луча миниатюрного полупроводникового лазера (поэтому компакт-диски часто называют «лазерными» пластинками). В качестве носителя записи используется диск из специального прозрачного пластика стандартного диаметра 120 мм и толщиной 1.2 мм. Однако сейчас предложены и вероятно скоро найдут применение диски иных стандартов.

При записи фонограмм на компакт-дисках применяются специальные методы цифрового кодирования, которые позволяют минимизировать ухудшения сигнала в случае повреждения носителя. Упрошенная схема оптической системы записи представлена на рис. 2.

Рис.2. Оптическая запись на компакт-диск: 1-лазер; 2-источник цифрового звукового сигнала; 3-модулятор света; 4-устройство сопряжения; 5-привод оптической системы (линзы); 6-зеркало; 7-подвижная линза; 8-диск с рабочим слоем; 9-привод диска; 10-система автоматической регулировки.

Луч лазера фокусируется с помощью специальной подвижной оптической системы в малое пятно на поверхности вращающегося диска. При кажущейся малой мощности излучения (порядка милливатт), сфокусированный луч в состоянии испарить легкоплавкий материал поверхности диска примерно за стотысячную долю секунды. Модулятор света преобразует непрерывное излучение в передаваемый с большой скоростью поток импульсов. На рисунке модулятор показан как внешнее по отношению к лазеру устройство. В аппаратуре записи на компакт-диски практически используются полупроводниковые лазеры, в которых модулируемый сигналом ток протекает через лазерный диод, это пример внутренней модуляции. В процессе испарения материала носителя формируются микроминиатюрные кратеры – углубления овальной формы шириной 0,6 мкм и глубиной около 0,1 мкм. Для сравнения – диаметр человеческого волоса примерно 50 мкм. Эти углубления называются питами. Условно пит в цифровой форме соответствует логической единице, его отсутствие – нулю. Питы расположены по спирали подобно звуковой дорожке на обычной грампластинке. Однако эта спираль начинается от внутреннего круга диска и раскручивается к краю. Шаг между двумя соседними дорожками 1,6 мкм. Всего на компакт-диске умещается 41250 дорожек.

Считывание информации с компакт-диска также производится с помощью лазера. Но мощность, лазера, необходимая при считывании может и быть в сотни раз ниже используемой при записи (нет необходимости испарять материал).

Рис. 3. Упрощенная схема считывания информации с компакт-диска.

Считывающий лазер проигрывателя компакт-дисков освещает фонограмму снизу (рис. 3) и его луч отражается от нетронутой поверхности диска и рассеивается на углублениях (питах). Отраженный луч направляется на фотодиод, который воспринимает сигнал. В те моменты, когда луч рассеивается питом, сигнал пропадает. Полученная таким образом двоичная информация, снимаемая с выхода фотодиода, соответствующим образом обрабатывается и преобразуется в звуковой сигнал. На поверхность компакт-диска наносится прозрачный слой, защищающий записанную информацию от возможных повреждений. Между считывающим устройством и диском нет механического контакта - в этом важное преимущество оптических дисков, поскольку отсутствуют механические повреждения, характерные для магнитной записи из-за контактамежду головкой и магнитным материалом.

Оптические головки записи/считывания содержат лазер, подвижную линзу и систему слежения за дорожкой. Привращении диска расстояние между оптической головкой и диском из-за вертикальных биений может меняться. Необходимы перемещения линзы, чтобы в любых условиях поддерживать точную фокусировку луча. Эту задачу решает специальная система автофокусировки.

Микронные размеры луча лазера и ширины дорожки требуют точного позиционирования светового пятна на дорожке. Эта задача решается системой автоматического слежения за дорожкой. При изготовлении компакт-дисков их форматируют – наносят специальный спиральный профиль. Дорожка записи располагается между соседними витками этого профиля. Дополнительный луч освещает профиль, при этом отраженный сигнал изменяется по уровню при смещении пятна в радиальном направлении. Изменения яркости следящего пятна и являются сигналом ошибки для системы слежения.

В процессах записи, считывания или поиска требуемого фрагмента фонограмм оптическая головка перемещается в радиальном направлении. Это обеспечивается серводвигателем. Положение внутренней дорожки, с которой начинается запись, отыскивается автоматически. При радиальном перемещении считывающего устройства ведется счет пройденных дорожек; при этом считывающее устройство можно быстро установить на любую из 41250 дорожек. Диаметр внутренней дорожки 50мм, внешней – 116мм. Таким образом, длина дорожки, приходящейся на один оборот диска, непрерывно меняется. Чтобы сохранить постоянной линейную скорость перемещения светового пятна вдоль дорожки или, что тоже самое, продольную плотность записи надо менять частоту вращения диска, снижая ее примерно с 500 об/мин на внутренней дорожке до 200 об/мин на внешней. Частота вращения определяется специальной схемой управления по тактовым импульсам, появляющимся при пересечении следящим световым пятном форматирующего профиля. По этим импульсам определяется номер дорожки, с которой ведется считывание.

При записи и воспроизведении стереофонической программы на компакт-дисках применяется способ попеременной записи информации от двух каналов на одну дорожку.

В связи с тем, что плотность записи (количество знаков, несущих информацию, на единицу длины дорожки записи) в цифровых пластинках очень велика, даже самые незначительные дефекты рабочей поверхности диска или попавшие на нее пылинки могут привести к ошибкам считывания информации и к заметным искажениям воспроизведения. Поэтому для защиты от ошибок при записи компакт-дисков используется специальное корректирующее кодирование, дающее возможность обнаруживать и исправлять ошибки кода непосредственно в процессе воспроизведения.

4. Содержание отчёта:

1. Дайте краткую характеристику изученных вами систем записи звука и изображения.

2. Опишите работу структурной схемы канала модуляционной записи - воспроизведения видеосигналов.

3. Опишите работу оптической системы звукозаписи.

4. Выводы о проделанной работе.

 

Практическая работа № 2

Часа

1 Наименование: Изучение состава оборудования трактов формирования
программ звукового и телевизионного вещания.

2 Цель работы: Практически ознакомиться и изучить состав оборудования трактов формирования программ звукового и телевизионного вещания.

3 Краткие теоретические сведения:

В системе телевизионного вещания, центром формирования телевизионных программ является комплекс технических средств который называется телецентром.

В центре формирования программ (ЦФП) размещены редакции, сектор выпуска и техические службы: студии, аппаратные, группа технического контроля, электросиловой цех, хранилище видео и аудио материалов, лаборатория.

Структурная схема тракта формирования программ показана на рисунке 1.

Рисунок 1

Где, внешние источники - театр, стадион, телефонные линии и т.п. К – коммутатор, ЗП - звуковой пульт, ЦА - центральная аппаратная.

Тракт включает в себя звуковое оборудование (вещательное или программное) и ЦА. Он начинается на выходе источника сигнала (микрофон, магнитофон, СЛ-линии связи), и заканчивается на выходе ЦА.


С выхода микрофона, сигнал поступающий в тракт формирования программ имеет низкий уровень; а с выхода магнитофона и СЛ высокий.

Пройдя через коммутатор, на ЗП с помощью аттеньюатора, сигнал преобразуется в сигнал с уровнем необходимым для нормальной работы ЗП.

При включении микрофона, в студии включается световая сигнализация «Микрофон включен»

На звуковом пульте также производится частотная коррекция как сигнала каждого источника, так и всего смешанного сигнала который и подаётся в ЦА.

 

Структурная схема звукового пульта (микшера) приведена на рисунке 2.

 

 


 



Рисунок 2

Микрофоны с помощью микрофонных кабелей подключены к входам МУ (микрофонный усилитель), это вход низкого уровня который повышает сигнал для нормальной работы ЗП. После МУ включен ИР (индивидуальный регулятор) Если включены магнитофон или СЛ (линии связи) имеющие высокий уровень, то они подаются на входы Л, с помощью согласующих устройств Д (аттеньюаторов), этим достигается приемлемый уровень.

Вещательные сигналы с выходов ИР смешиваются на шине Ш (смесительное устройство), подключённому к входу ПУ (промежуточному усилителю), компенсирующего затухания вносимые смесителем. Резисторы R, это элементы согласования.

Смешанный сигнал проходит общий регулятор уровня и подаётся на вход ЛУ (линейный усилитель), где повышается до уровня определяемого потребителем.


Измеритель уровня - ИУ и контрольный громкоговоритель - КГ подключены к выходу пульта.

С выхода ЗП, сигнал поступает к потребителю (в нашем случае это центральная аппаратная).



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: