Školní experimentální systém ISES

Internetové Školní Experimentální Studio

Reproduktor

Reproduktor Modul reproduktor ze soupravy ISES je určen k reprodukci signálů z výstupního kanálu "E", resp. i "F" pro soupravy ISES Professional. Je opatřen 15 kolíkovým konektorem typu Canon, který se zapojuje do příslušného výstupního kanálu "E". Tímto konektorem je modul reproduktor též napájen (ze soupravy ISES), takže tento modul nevyžaduje další externí napájení. Prostě se pouze zapojí do panelu soupravy ISES. Pozn.: bateriové, resp. externí napájení DC 6V je nefunkční.

Modul reproduktor má aktivní zesilovač s možností regulace hlasitosti, výšek, hloubek. Vypínač je na zadní stěně reproduktoru (LEFT AMP, resp. RIGHT AMP) poloha ON - OFF. Při zapnuté poloze svítí červená kontrolka na přední stěně reproduktoru. Hlasitost lze plynule regulovat potenciometrem VOLUME. Výšky a hloubky mají pouze možnost zesílení, resp. zeslabení - přepínač TREBLE-BOOST a BASS-BOOST.

Technické parametry:
Výkon cca 4 W
Frekvenční rozsah 40 Hz - 10 kHz

V prostředí programu ISES-WIN se tento nový modul automaticky identifikuje (od 1.10. 1997, majitelům starší verse ISES-WIN dodáme novější versi. Též je možné si modifikovat soubor Module.map, který se vytvořil při instalaci ISES-WIN, tak, že na poslední řádek dopíšeme bez uvozovek:

"101110=reproduktor;-1;1;"

V prostředí programu ISES-DOS (tato verse se již dále nevyvíjí) se bohužel modul reproduktor NEIDENTIFIKUJE. Modul reproduktor bude ale bez problémů pracovat, pouze popis osy y bude -5V, +5V. Budete-li chtít správný popis - minimum -1, maximum +1 (bez jednotek), musíme tyto hodnoty zapsat do parametrů modulů v kanálu "E" v menu MEŘENÍ -> nastav -> parametry modulů -> OK. Poté se na obrazovce objeví hodnoty -1 a +1. Toto nastavení lze samozřejmě uložit do konfiguračního souboru např. repro.cfg.

Upozornění:
Musíme si uvědomit, že signály, které chceme generovat soupravou ISES budou omezeny maximální vzorkovací frekvencí, kterou umožní Vaše souprava a Váš počítač. Signály, které se budou "linout" z Vašeho ISES reproduktoru budou mít "daleko" do Hi-Fi signálů domácích studií, či multimédií. Budou spíše připomínat telefonní signál, který má rovněž omezený frekvenční rozsah. Naše vzorkovací frekvence je cca 2.000 až 5.000 Hz a signál se prostě vysílá na výstupní kanál bez dalšího opracování (vyhlazení aj.). (CD technika pracuje s cca 44 kHz a využívá vyhlazovací algoritmy aj.)
Signál, který bude generovat ISES bude ovlivněn vzorkovací frekvencí. Pravidlo je jediné. Čím vyšší vzorkovací frekvence, tím lépe. Rušivý vzorkovací kmitočet lze částečně potlačit vypnutím tlačítka TREBLE BOOST (výšky potlačeny).
Uvidíme však, že signály, které si připravíme soupravou ISES, nám umožní nahlédnout pod pokličku akustických dějů - např. rázy, echo, či pojmů jako např. frekvenční rozsah, vzorkovací frekvence aj.

Použití:
V prostředí programu ISES-DOS můžeme začít jednoduchými experimenty, kdy na výstupním kanálu generujeme akustické signály např. sinusového průběhu různé frekvence. Ověříme si jakou maximální vzorkovací frekvenci umožňuje náš počítač. Necháme oživený pouze jeden kanál "E", celkový čas nastavíme např. na 1 s a vyzkoušíme co největší vzorkovací frekvenci. Pro soupravy ISES-základní to bude cca 3 až 5 kHz, pro soupravy ISES-Pro je tato maximální frekvence cca 10-15 kHz. Poté můžeme zkoušet generovat různé frekvence. Akustická frekvence musí být cca 10 x nižší než nastavená vzorkovací frekvence v programu ISES. Program ISES-DOS nás trochu limituje v počtu generovaných dat - max cca 32.000 dat = součin celkové doby a vzorkovací frekvence - musí být menší než uvedená omezující hodnota. Pokud máme soupravu ISES Professional a máme dva reproduktory, můžeme flexibilně generovat akustické rázy. Na jeden výstupní kanál připravíme sinusový signál frekvence cca 500 až 1000 Hz a na druhý připravíme sinusový signál jenom nepatrně vyšší - např. 505 Hz, resp. 1005 Hz. Akustické rázy pak mají frekvenci 5 Hz. Se dvěma reproduktory rovněž můžeme vyzkoušet skládání fázově posunutých signálů, resp. prostorové skládání dvou akustických signálů. Signály, které můžeme reprodukovat v prostředí programu ISES-DOS , můžeme získat např. tak, že signál namluvíme, nazpíváme pomocí mikrofonu a poté ho reprodukujeme. Podrobněji viz úloha E 58 Reprodukce akustického signálu ze sbírky "Fyzikální experimenty se systémem ISES", autoři F. Lustig, Z. Lustigová, vydal Učební pomůcky PC-IN/OUT, U druhé baterie 29, 162 00 Praha 6.

Další možnosti práce s modulem reproduktor se otevírají s programem ISES-WIN. Výhodnější je systém ISES-Professional, který má vyšší vzorkovací frekvenci. Na výstupním kanálu již nemusíme reprodukovat pouze přednastavené signály jako např. sin, rozmítač aj., ale lze generovat uživatelsky definovaný signál.

Např. rázy. Rázy jsou prostý součet dvou signálů sinus blízké frekvence.
Lze je definovat na výstupním kanálu "E" např. takto:

E = 0,5*sin(2*3,14*440*t) + 0,5*sin(2*3,14*445*t)

Je zřejmé, že se jedná o frekvence 440 Hz a 445 Hz. Vzorkovací frekvenci zkusíme nastavit co největší, alespoň 2.000 Hz až 5.000 Hz i více. Pozn.: pozor na desetinnou čárku nebo tečku ve Windows.


Další pěkný experiment lze zkusit s mikrofonem a reproduktorem, kdy je možné on-line (ihned) signál snímaný mikrofonem vysílat na výstupní kanál. Při tomto experimentu oživíme kanály "A","E" nastavíme celkový čas cca 10 sekund, vzorkovací frekvenci zkusíme cca 3.000 Hz, na výstupní kanál zapíšeme uživatelský signál touto rovnicí:

E = A

Tímto se signál nejenom ihned snímá, ale ihned i vysílá na výstupní kanál. Další možností jsou např. směšování (sčítání) dvou signálů ze dvou mikrofonů aj.

E = A+B.

Jak demonstrovat echo? Při tomto experimentu se zapíše na výstupní kanál uživatelský signál tato rovnice:

E = A(t-0,1).

V tomto případě se signál nejenom ihned snímá , ale ihned i s definovaným zpožděním vysílá na výstupní kanál "E". Se zpožděním 0,1 sekund lze variovat.


Ozvěna, "Jak je ti Rakousko". Podobný experiment, pouze zpožděný signál je zpožděn o delší čas.

E = A(t-1).

Po vyslovení věty je třeba nasměrovat mikrofon na reproduktor, abychom zajistili akustickou zpětnou vazbu.


Triviální je přehrání již zaznamenaného signálu. Využijeme možnosti vícenásobného měření. Nejdříve nazpíváme svůj hlas. Např. kanál "A", celkový čas cca 10 sekund, vzorkovací frekvence cca 2.000 až 10.000 Hz. Poté přidáme další měření, ve kterém budeme provozovat pouze kanál "E", který bude mít uživatelský signál zapsán rovnicí:

E = A1
Pozn.:
Důležité je zapsat A1 s jedničkou, neboť jak je zřejmé, jde o měření, které mělo pořadové číslo 1. Další měření, které probíhá, je reprodukce a má pořadové číslo 2. (V případě, že něco reprodukujeme, musí jít o měření, které již bylo zaznamenáno).
Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 22.7.2014