Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka. Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

Transkriptio

1 Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

2 Akustiikka Äänityksen tarkoitus on taltioida paras mahdo!inen signaali! Tärkeimpinä kolme akustista muuttujaa: 1. Taajuusvaste (Frequency Response) 2. Dynamiikka (Dynamic Range) 3. Signaali-kohina suhde (Signal-to-Noise Ratio)

3 Taajuusvaste Tallennettujen taajuuksien kattama alue: Tyypillsesti Hz, joka on hyväkuuloisen ihmisen (lapsen) havaitsema alue. Puheelle riittää Hz.

4 Dynamiikka Hiljaisempien ja äänekkäimpien äänten erotus. Yleensä logaritmisella asteikolla ja mittayksikkönä desibeli (db). Ihmisen kuulo n. 120 db ja esim. CD n. 96 db.

5 Signaali-kohina suhde Tyypillisesti laitteiston aiheuttaman hälyn amplitudin suhde signaalin amplitudiin. Digitaalisessa äänessä ns. kvantisointikohinan suhde maksimaaliseen amplitudiin. Käytännössä äänitystilan hälyn suhde äänitettävän signaalin amplitudiin.

6 Tyypillisiä arvoja: Laite/lähde Taajuusvaste Dynamiikka Puhe < Hz db Analoginen nauha < Hz 45 db DAT < Hz 96 db Dig. puhelin < 4000 Hz 48 db

7 Äänityslaitteet ÄÄNI!!! C-kas. Mikrofoni Esivahvistin DAT CD HDD Ulkoinen energianlähde (esim. ns. phantom)

8 Mikrofonit Kaksi tavallisinta tyyppiä ovat: 1. Dynaaminen mikrofoni 2. Kondensattorimikrofoni

9 Dynaaminen mikrofoni Koostuu kalvosta ja kelasta, joka on magneetin ympäröimä. Tavallisen kaiuttimen kaltainen, mutta toiminta käänteinen = tuottaa sähköä äänestä. Ei tarvitse ulkoista energianlähdettä. Raskas rakenne = heikompi taajuus- ja amplitudivaste -> ei herkkä ulkoiselle hälylle.

10 Kondensaattorimikrofoni Ohut kullalla tai nikkelillä päällystetty kalvo joka lähellä vastaavaa kiinteää taustalevyä - järjestelmä polarisoidaan ns. phantomjännitteellä (48 V). Ääniaallon liike muuttaa järjestelmän kapasitanssia. Rakenne kevyt = tarkka taajuus- ja amplitudivaste = herkkä ulkoiselle hälylle.

11 Mikrofonin taajuusvaste

12 Mikrofonin taajuusvaste

13 Mikrofonin suuntaavuuden vaikutus

14 Äänitystekniikka Laitteitakin tärkeämpää! Äänitystila Mikrofonin asettelu Puhujan käsittely

15 Ympäristön melu

16 0 Puhetta metri mikrofonista Time (s) Time (s)

17 Puhetta 2 metriä mikrofonista Time (s)

18 Kaiuton huone Time (s)

19 Äänentallennuslaitteet Analogiset laitteet: magnetofoni, äänilevy Digitaaliset laitteet: DAT nauhuri, CD-levy

20 Digitaaliset tallentimet DAT (Digital Audio Tape) Minidisk Tietokone: HDD, RAM, CD-R, DVD,...

21 DAT 48 khz / 16 bit Yleensä laadukas etuvahvistin Hyvä A/D-konvertteri Kallis, monimutkainen mekaanisesti, vanhanaikainen

22 Minidisk Kompressoi ääntä = hävittää informaatiota Huonot etuvahvistimet Huonot A/D-muuntimet Halpa ja kätevä

23 PC Kaikki mahdollinen leluista ammattilaitteisiin ja tieteellisiin instrumentteihin. Halvat äänikortit huonoja tallennukseen! Tulevaisuuden ratkaisut kannettavia vailla liikkuvia osia!

24 Digitaalinen ääni Koostuu binäärisistä luvuista, so. 0 ja 1. Helppo siirtää ja kopioida informaation säilyessä identtisenä. Mutta miten kahdesta arvosta jatkuvaan signaaliin?

25 PCM Pulse Code Modulation binäärilukujen hahmoa muunnellaan analogisen signaalin mukaisesti: 1. Signaali alipäästösuodatetaan analogisesti 2. Signaali muunnetaan numeeriseksi; A/Dmuunnos.

26 A/D-muunnos 1. Signaalin amplitudi mitataan tietyin aikavälein = näytteistys (sampling). 2. Näytteet koodataan - kvantisoidaan - amlitudia vastaavaksi binääriseksi luvuksi.

27 Kvantisointi Annetaan N-bittinen binääriluku jokaiselle hetkittäiselle signaalin amplitudille: Jos N on 1, voidaan koodata esim. positiiviset ja negatiiviset arvot... Jos N on 8 saamme jo 256 eri arvoa. Jos N on 16 arvoja on jo 65536

28 Kvantisointikohina

29 Näytteenottotaajuus

30 Digitaalinen kuva

31 Näytteenottotaajuus

32 Resoluutio

33 Bittisyvyys

34 Linkkejä: Äänitystekniikkaa: Digitaalinen signaalinprosessointitutoriaali: Digitaalinen kuva: Kaikki mahdollinen: