Système audio pour PC est un complexe de logiciels et de matériel qui remplit les fonctions suivantes :

Structurellement, le système audio du PC sont des cartes son installées dans un emplacement, ou intégrées sur la carte mère ou une carte d'extension d'un autre sous-système PC.

Le système audio PC classique contient :

• module d'enregistrement et de lecture sonore;
• module synthétiseur;
• module d'interface ;
• module mélangeur;
• systeme audio.

Les quatre premiers modules sont généralement installés sur la carte son. Chacun des modules peut être réalisé sous la forme d'un microcircuit, ou faire partie d'un microcircuit multifonctionnel.

Schéma du système audio PC

Figure - Structure du sous-système audio du PC

1. Module d'enregistrement/lecture effectue des conversions analogique-numérique et numérique-analogique en mode de transmission logicielle de données audio via des canaux DMA ( Direct Mémoire Accéder– canal d’accès direct à la mémoire).
2. Module synthétiseur vous permet de générer presque tous les sons, y compris le son de vrais instruments de musique.

Figure 2 – Schéma d'un synthétiseur moderne

Le son est créé comme suit. L'appareil numérique génère un signal dit d'excitation avec une hauteur donnée, qui doit avoir des caractéristiques spectrales proches de celles de l'instrument de musique simulé. Ensuite, le signal est envoyé à un filtre qui simule la réponse amplitude-fréquence de cet instrument. Le signal de l'enveloppe d'amplitude du même instrument est fourni à l'autre entrée. Ensuite l'ensemble des signaux est traité pour obtenir des effets sonores particuliers (écho, etc.). Ensuite, une conversion numérique-analogique est effectuée et le signal est filtré à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF).

Principales caractéristiques du module synthétiseur :

• méthode de synthèse sonore : basé sur la modulation de fréquence, basé sur des tables d'ondes, basé sur une modulation physique ;
• Mémoire ;
• possibilité de traitement matériel du signal créer des effets sonores;
• polyphonie – le nombre maximum d'éléments sonores reproduits simultanément.

1. Module d'interface Assure l'échange de données entre le système audio et d'autres appareils externes et internes.

1. Module mélangeur la carte son fait :

• commutation (connexion/déconnexion) des sources et récepteurs de signaux audio, ainsi que régulation de leur niveau ;
• mélange plusieurs signaux sonores et régulation du niveau du signal résultant.

Caractéristiques principales:

• nombre de signaux mixés sur le canal de lecture ;
• régulation du niveau du signal dans chaque canal mixte ;
• régulation du niveau du signal total;
• puissance de sortie de l'amplificateur ;
• disponibilité de connecteurs pour connecter des récepteurs/sources externes et internes de signaux audio.

Le logiciel de contrôle du mixeur s'effectue soit à l'aide des outils Windows, soit à l'aide d'un logiciel spécial.

Le système audio de l'ordinateur se compose d'un adaptateur son (carte son) et de transducteurs sonores électroacoustiques (microphone et haut-parleurs).

Les cartes son remplissent les fonctions suivantes :

§ échantillonnage de signaux analogiques avec des fréquences de 11,025 kHz, 22,05 et 44,1 kHz. La première fréquence fait référence à des mappages de 8 bits, les autres à des mappages de 16 bits ;

§ Quantification, codage et décodage sur 8 ou 16 bits par modulation linéaire par impulsions codées (PCM) ;

§ enregistrer et lire simultanément des informations audio (mode Full duplex) ;

§ entrée de signaux via un microphone monaural avec contrôle automatique du niveau du signal d'entrée ;

§ entrée et sortie de signaux audio via entrée/sortie linéaire ;

§ mélanger (mélanger) les signaux de plusieurs sources et émettre le signal total vers le canal de sortie. Les sources utilisées sont :

a) sortie analogique sur CD-ROM ;

c) synthétiseur musical ;

d) source externe connectée à l'entrée ligne.

§ contrôle du niveau du signal total et du signal de chaque canal séparément ;

§ traitement du signal stéréo ;

§ synthèse de vibrations sonores par modulation de fréquence (FM) et tables d'ondes (WT).

La carte son ne doit pas utiliser plus de 13 % des ressources du processeur de l'ordinateur à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz et pas plus de 7 % à f g = 22,05 kHz. La carte son traite les signaux analogiques et numériques. Conformément à la spécification AC-97 ( Spécification des composants du codec audio 97), développé par Intel en 1997, le traitement du signal audio est réparti entre deux appareils :

un codec audio (Codec audio AC) Et

contrôleur numérique (DC – contrôleur numérique).

Le LSI analogique doit être situé à proximité des connecteurs d’E/S audio et aussi loin que possible des bus numériques bruyants. Le LSI numérique est situé plus près du bus système de la carte son. La connexion de ces microcircuits s'effectue via un bus AC-link interne unifié. Dans les modèles de PC modernes, ces microcircuits sont situés sur la carte mère de l'ordinateur. Une modification étendue du codec audio LSI remplit en outre les fonctions d'un modem.

Sous une forme simplifiée, le schéma de circuit d'un système audio PC peut être présenté comme suit (Figure 10.13). Le microphone (M) convertit les vibrations acoustiques en vibrations électriques, et le haut-parleur (Gr.) convertit les vibrations électriques en vibrations acoustiques. Le signal d'entrée du microphone est amplifié et celui de l'entrée ligne est transmis directement au convertisseur analogique-numérique.

Figure 10.13 - Structure de la carte son

Un signal discret peut être représenté comme un produit du signal original U(t) et de la séquence d'échantillonnage P(t)

U d(t) = U(t)P(t) .

La séquence d'échantillonnage est constituée d'impulsions très courtes. Dans une description théorique, cette séquence est représentée par δ - impulsions qui se suivent avec une fréquence d'échantillonnage f o = 1/T o

P(t) = ∑ δ (t - nT o)

Le chronogramme du processus d'échantillonnage et de quantification est présenté dans la figure 10.14.

Synthèse de signaux sonores. Le synthétiseur est conçu pour générer des sons d'instruments de musique correspondant à certaines notes, ainsi que pour créer des sons « non musicaux » : le bruit du vent, des coups de feu, etc.

La même note jouée sur un instrument de musique sonne différemment (violon, trompette, saxophone). Cela est dû au fait que bien qu'une certaine note corresponde à une vibration d'une fréquence spécifique, les sons de divers instruments, en plus de la tonalité fondamentale (onde sinusoïdale), sont caractérisés par la présence d'harmoniques supplémentaires - des connotations. Ce sont les harmoniques qui déterminent la couleur du timbre de la voix d'un instrument de musique.

Figure 10.14 – Chronogramme de la numérisation du signal d'entrée

Un signal sonore créé à l'aide d'un instrument de musique se compose de trois fragments caractéristiques - phases. Ainsi, par exemple, lorsque vous appuyez sur une touche de piano, l'amplitude du son augmente d'abord rapidement jusqu'à un maximum, puis diminue légèrement (Figure 10.15). La phase initiale du signal sonore est appelée attaque. La durée d'attaque de divers instruments de musique varie d'unités à des dizaines, voire des centaines de ms. Après l'attaque, commence la phase « d'appui », durant laquelle le signal sonore a une amplitude stable. La sensation auditive de hauteur se forme précisément au stade de l'appui.

Vient ensuite une section avec une atténuation relativement rapide du niveau du signal. L'enveloppe des vibrations pendant l'attaque, le support et la décroissance est appelée enveloppe d'amplitude. Différents instruments de musique ont des enveloppes d'amplitude différentes, cependant, les phases marquées sont caractéristiques de presque tous les instruments de musique, à l'exception des percussions.

Créer un analogue électronique du son réel, c'est-à-dire Pour la synthèse son, il est nécessaire de recréer les enveloppes harmoniques qui composent le son réel. Il existe plusieurs méthodes de synthèse. L’une des premières et des plus étudiées est la synthèse additive. Le son dans le processus de synthèse est formé en ajoutant plusieurs ondes sonores initiales. Cette méthode était utilisée dans l'orgue classique. Grâce à une conception spéciale de valves, lorsque vous appuyez sur une touche, plusieurs tuyaux sonnent en même temps. Dans ce cas, les tuyaux sonores étaient accordés soit à l'unisson, soit sur une ou deux octaves. Lorsqu'une touche était enfoncée, les trompettes courtes commençaient à sonner en premier, donnant des harmoniques aiguës, puis la section médiane arrivait et la basse arrivait en dernier.

En synthèse additive numérique, N harmoniques avec des fréquences allant de F 1 à F N et amplitudes de UN 1 (t) à UN NT). Ces harmoniques sont ensuite additionnées.

Deuxième La méthode est un type de synthèse non linéaire. Pour obtenir un son musical, le signal d'un générateur est utilisé. La coloration harmonique est obtenue à la suite de distorsions non linéaires du signal d'origine. Pour ce faire, un signal sinusoïdal généré par un générateur commandé par code (CGG) avec une amplitude UN 1 et fréquence F 1 (Figure 10.16 a) traverse un élément non linéaire avec certaines caractéristiques K(x)(Figure 10.16b). Connaître l'amplitude du signal UN 1 et type de caractéristiques K(x), vous pouvez calculer le spectre du signal de sortie (Figure 10.16 c).

La prochaine méthode largement utilisée est la synthèse basée sur modulation de fréquence (largement utilisé dans Yamaha EMR). La modulation de fréquence change la fréquence F 0 vibration du porteur U(t) = A péché(2π F 0 + φ) selon la loi d'oscillation modulante X(t). Les expressions pour les oscillations modulées en fréquence ont la forme

U(t) = UNE péché(ω o t + Δω∫dt),

L'ampleur du changement de fréquence de l'oscillation porteuse Δω 0 =2π F 0 est appelé écart de fréquence, et le rapport d'écart Δ F 0 fréquence d'oscillation modulée à fréquence d'oscillation modulée F m est appelé l'indice de modulation de fréquence m f = Δ F 0 /F m. En modifiant l'indice de modulation, vous pouvez modifier le spectre du signal à la sortie du modulateur et ainsi obtenir une qualité sonore synthétisée proche du son naturel.

Expressions pour une oscillation modulée en fréquence avec une oscillation modulante sinusoïdale X(t) = sin ω o t a la forme

U(t) = UNE péché .

Le spectre des signaux modulés à différents indices de modulation est illustré à la figure 10.17.

Règle 2. Avant de connecter l'appareil au réseau, regardez ce qui est écrit sur la paroi arrière de l'appareil.

Vérifiez la tension à la sortie de l'autotransformateur au ralenti avant d'y connecter l'appareil.

Vérifiez l'alimentation en tension de la machine lors de la réalisation de copies.

Une fois terminé, débranchez l'autotransformateur du réseau. Ne laissez pas l'autotransformateur sous tension !

Règle 3. Il est très important de prendre en compte les exigences d'installation du copieur. L'appareil doit être installé sur une surface plane et horizontale. Un écart par rapport à la position horizontale entraîne une redistribution du toner et du support dans la cartouche de l'appareil dans le sens de la pente. En conséquence, leur mélange devient difficile et l'uniformité du revêtement de toner du rouleau magnétique est perturbée.

Travaux de laboratoire. Étudier le principe de fonctionnement des appareils de traitement audio

But du travail

Étudiez le schéma fonctionnel du système audio du PC et les composants du système audio.

7.2 Avancement des travaux :

1) Familiarisez-vous avec le schéma fonctionnel du système audio du PC.

2) Étudier les principaux composants (modules) du système de sonorisation.

3) Familiarisez-vous avec le principe de fonctionnement du module synthétiseur.

4) Familiarisez-vous avec le principe de fonctionnement du module d'interface.

5) Familiarisez-vous avec le principe de fonctionnement du module mélangeur.

1) Sujet, objectif, avancement des travaux ;

2) Formulation et description de la tâche individuelle ;

7.4 Questions de sécurité

1) Nommez les principaux modules d’une sonorisation classique.

2) Quelle est l'essence de la synthèse.

3) Nommez les phases du signal sonore.

4) Quelles méthodes de synthèse sonore connaissez-vous ?

5) Répertoriez les interfaces de périphériques audio modernes.

Consignes méthodiques.

Structure du système audio PC

Le système audio du PC est structurellement représenté par des cartes son, soit installées dans un emplacement de la carte mère, soit intégrées à la carte mère ou à une carte d'extension d'un autre sous-système du PC.

Un système audio classique, comme le montre la figure 23, contient :

1. module d'enregistrement et de lecture sonore ;

2. module synthétiseur ;

3. module d'interface ;

4. module mélangeur ;

5. système audio.

Figure 23 - Structure du système audio du PC

Module synthétiseur

Un synthétiseur de système de son numérique électromusical vous permet de générer presque tous les sons, y compris le son de vrais instruments de musique. Le principe de fonctionnement du synthétiseur est illustré sur la figure 24.

La synthèse est le processus de recréation de la structure d'un ton musical (note). Le signal sonore de tout instrument de musique comporte plusieurs phases temporelles. Dans la figure 24, UN montre les phases du signal sonore qui se produit lorsque vous appuyez sur ml du piano Vichy. Pour chaque instrument de musique, le type de signal sera unique, mais on y distinguera trois phases : attaque, soutien et atténuation. L'ensemble de ces phases est appelé enveloppe d'amplitude, dont la forme dépend du type d'instrument de musique. La durée d'attaque des différents instruments de musique varie de quelques dizaines à plusieurs dizaines, voire centaines de millisecondes. Dans la phase appelée support, l'amplitude du signal reste presque inchangée et la hauteur de la tonalité musicale se forme pendant le support. La dernière phase, l'atténuation, correspond à une tranche de diminution assez rapide de l'amplitude du signal.

Dans les synthétiseurs modernes, le son est créé comme suit. Un appareil numérique utilisant l'une des méthodes de synthèse génère un signal dit d'excitation à une hauteur donnée (note), qui doit avoir des caractéristiques spectrales aussi proches que possible des caractéristiques de l'instrument de musique simulé en phase de support, comme le montre la figure 24. b. Ensuite, le signal d'excitation est transmis à un filtre qui simule la réponse amplitude-fréquence d'un instrument de musique réel. Le signal d'enveloppe d'amplitude du même instrument est fourni à l'autre entrée du filtre. Ensuite, la combinaison de signaux est traitée pour obtenir des effets sonores spéciaux, par exemple un écho (réverbération), une performance chorale. Ensuite, la conversion numérique-analogique et le filtrage du signal sont effectués à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF).

Principales caractéristiques du module synthétiseur :

Méthode de synthèse sonore ;

Taille mémoire;

Possibilité de traitement matériel du signal pour créer des effets sonores ;

La polyphonie est le nombre maximum d'éléments sonores reproduits simultanément.

Méthode de synthèse sonore utilisé dans un système audio PC détermine non seulement la qualité sonore, mais également la composition du système. En pratique, les cartes son sont équipées de synthétiseurs qui génèrent du son selon les méthodes suivantes.

Figure 24 - Principe de fonctionnement d'un synthétiseur moderne : a - phases du signal sonore ; b - circuit synthétiseur

Méthode de synthèse basée sur la modulation de fréquence ( Synthèse de modulation de fréquence - synthèse FM) implique l'utilisation d'au moins deux générateurs de signaux de formes complexes pour générer la voix d'un instrument de musique. Le générateur de fréquence porteuse génère un signal de tonalité fondamentale, modulé en fréquence par un signal d'harmoniques et d'harmoniques supplémentaires qui déterminent le timbre sonore d'un instrument particulier. Le générateur d'enveloppe contrôle l'amplitude du signal résultant. Le générateur FM offre une qualité sonore acceptable, est peu coûteux, mais ne met pas en œuvre d'effets sonores. Par conséquent, les cartes son utilisant cette méthode ne sont pas recommandées selon la norme PC99.

Synthèse sonore basée sur une table d'ondes (Synthèse de table d'ondes - synthèse WT) est produit en utilisant des échantillons sonores prénumérisés d'instruments de musique réels et d'autres sons stockés dans une ROM spéciale, réalisée sous la forme d'une puce mémoire ou intégrée dans la puce mémoire du générateur WT. Le synthétiseur WT offre une génération sonore de haute qualité. Cette méthode de synthèse est implémentée dans les cartes son modernes.

Mémoire sur les cartes son équipées d'un synthétiseur WT, il peut être augmenté en installant des éléments de mémoire supplémentaires (ROM) pour stocker les banques d'instruments.

Effets sonores sont formés à l'aide d'un processeur d'effets spéciaux, qui peut être soit un élément indépendant (microcircuit), soit intégré au synthétiseur WT. Pour la grande majorité des cartes dotées de synthèse WT, les effets de réverbération et de chorus sont devenus la norme.

La synthèse sonore basée sur la modélisation physique implique l'utilisation de modèles mathématiques de production sonore d'instruments de musique réels pour la génération numérique et pour une conversion ultérieure en signal audio à l'aide d'un DAC. Les cartes son utilisant la méthode de modélisation physique ne sont pas encore largement utilisées car elles nécessitent un PC puissant pour fonctionner.

Module d'interface

Le module d'interface assure l'échange de données entre le système audio et d'autres appareils externes et internes.

Interface ISA en 1998, elle a été remplacée dans les cartes son par l'interface PCI.

Interface PCI fournit une large bande passante (par exemple, version 2.1 - plus de 260 Mbit/s), ce qui vous permet de transmettre des flux de données audio en parallèle. L'utilisation du bus PCI permet d'améliorer la qualité sonore, offrant un rapport signal/bruit supérieur à 90 dB. De plus, le bus PCI permet un traitement coopératif des données audio, lorsque les tâches de traitement et de transmission des données sont réparties entre le système audio et le CPU.

MIDI (interface numérique pour instruments de musique- interface numérique des instruments de musique) est réglementée par une norme spéciale contenant des spécifications pour l'interface matérielle : types de canaux, câbles, ports avec lesquels les appareils MIDI sont connectés entre eux, ainsi qu'une description de l'ordre d'échange de données - le Protocole d'échange d'informations entre appareils MIDI. En particulier, grâce aux commandes MIDI, vous pouvez contrôler les équipements d'éclairage et les équipements vidéo lors de la prestation d'un groupe musical sur scène. Les appareils dotés d'une interface MIDI sont connectés en série, formant une sorte de réseau MIDI, qui comprend un contrôleur - un appareil de contrôle, qui peut être utilisé comme un PC ou un synthétiseur de clavier musical, ainsi que des appareils esclaves (récepteurs) qui transmettent des informations. au responsable du traitement via sa demande. La longueur totale de la chaîne MIDI n'est pas limitée, mais la longueur maximale du câble entre deux appareils MIDI ne doit pas dépasser 15 mètres.

La connexion d'un PC à un réseau MIDI s'effectue à l'aide d'un adaptateur MIDI spécial, qui dispose de trois ports MIDI : entrée, sortie et pass-through, ainsi que de deux connecteurs pour connecter des joysticks.

La carte son comprend une interface pour connecter des lecteurs de CD-ROM.

7.5.4 Module mélangeur

Le module de mixage de la carte son fait :

Commutation (connexion/déconnexion) des sources et des récepteurs de signaux audio, ainsi que réglage de leur niveau ;

Mélanger (mélanger) plusieurs signaux audio et ajuster le niveau du signal résultant.

Les principales caractéristiques du module mélangeur sont les suivantes :

Nombre de signaux mixés sur le canal de lecture ;

Ajustement du niveau du signal dans chaque signal mixé ;

Réglage du niveau du signal total ;

Puissance de sortie de l'amplificateur ;

Disponibilité de connecteurs pour connecter des récepteurs/sources externes et internes de signaux audio.

Les sources et récepteurs de signaux audio sont connectés par le module de mixage via des connecteurs externes ou internes. Les connecteurs du système audio externe sont généralement situés sur le panneau arrière du boîtier de l'unité centrale : Manette/MIDI- pour connecter un joystick ou un adaptateur MIDI ; Entrée micro- de connecter un microphone ; Faire la queue- entrée linéaire pour connecter toutes sources de signaux audio ; Sortie ligne- sortie linéaire pour connecter n'importe quel récepteur de signal audio ; Conférencier pour connecter un casque (casque) ou un système de haut-parleurs passifs.

Le contrôle logiciel du mixeur s'effectue soit à l'aide des outils Windows, soit à l'aide du programme de mixage fourni avec le logiciel de la carte son

La compatibilité du système audio avec l'une des normes de carte son signifie que le système audio fournira une reproduction de haute qualité des signaux sonores. Les problèmes de compatibilité sont particulièrement importants pour les applications DOS. Chacun d'eux contient une liste de cartes son avec lesquelles l'application DOS est conçue pour fonctionner.

Norme Sound Blaster prend en charge les applications sous forme de jeux DOS, dans lesquels le son est programmé en mettant l'accent sur les cartes son de la famille Sound Blaster.

Norme du système audio Windows (WSS) de Microsoft comprend une carte son et un progiciel destiné principalement aux applications professionnelles.

Exemples de réalisation de tâches individuelles

Modèle 1 – Carte son SB PCI CMI 8738

Figure 25 - Apparence de la carte son SB PCI CMI 8738

Description : Carte son avec la possibilité de lire le son au format 5.1

Type de matériel : Carte son multimédia

Puce : C-Media 8738

Entrées analogiques : 2

Sorties analogiques : 3

Connecteurs : Externes : entrée ligne, entrée microphone, sortie haut-parleur avant, sortie haut-parleur arrière, sortie centrale/caisson de basse ; interne : entrée ligne, entrée CD

Possibilité de connecter 4 enceintes : Oui

Prise en charge Dolby Digital 5.1 : Oui

Prise en charge EAX : EAX 1.0 et 2.0

Interface : PCI

Possibilité de connecter 6 enceintes : Oui

Modèle 2 – Carte son SB PCI Terratec Aureon 5.1 PCI

Figure 26 - Aspect de la carte son SB PCI Terratec Aureon 5.1 PCI

Description : Carte son 6 canaux.

Audio 3D : EAX 1.0, EAX 2.0, Sensaura, Aureal A3D 1.0, Environment FX, Multi Drive, Zoom FX, I3DL2, DirectSound 3D

Puce : C-media CMI8738/PCI-6ch-MX

DAC : 16 bits/48 kHz

CAN : 16 bits/48 kHz

Nombre de colonnes : 5,1

Entrées analogiques : 1x connecteur miniJack asymétrique, entrée microphone miniJack, connecteurs internes : AUX, CD-in.

Sorties analogiques : sorties audio MiniJack pour connecter l'acoustique 5.1 (sortie avant, sortie arrière, sortie sub/centre).

S/PDIF : 16 bits/48 kHz

Entrées/sorties numériques : Sortie optique (TOSLINK), entrée optique (TOSLINK).

Taux d'échantillonnage : 44,1, 48 kHz

Configuration système requise (minimum) : Intel PentiumIII, AMD K6-III 500 MHz 64 Mo de mémoire

Interfaces : PCI 2.1, 2.2

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Ministère de l'Éducation de la PMR

Établissement d'enseignement public "Collège d'informatique et de droit de Tiraspol"

Travail d'études supérieures

Sujet : Etudier le système son du PC à l'aide d'une plaque à diodes

Tiraspol

Introduction

Chapitre 1. Partie théorique. Etudier le système audio du PC à l'aide d'une plaque à diodes

1.1 Revue analytique sur le sujet

1.2 Partie pratique

1.2.1 Schéma fonctionnel d'un dispositif émetteur-récepteur pour la transmission de signaux sans fil

1.2.2 Sélection de la base des éléments pour construire un dispositif d'étude du système audio PC

1.2.3 Principe de fonctionnement du dispositif d'étude de la sonorisation du PC

1.2.4 Application de l'appareil

Chapitre 2. Protection du travail. Mesures de sécurité lors de la maintenance du matériel informatique

2.1 Assainissement industriel et hygiène du travail

2.2 Exigences relatives à l’organisation et à l’équipement du poste de travail d’un technicien

2.3 Exigences en matière de sécurité incendie

Conclusion

Liste de la littérature utilisée

Introduction

La manière traditionnelle de transférer le son d'une carte son d'ordinateur vers un amplificateur de haut-parleur consiste à utiliser des câbles. Le projet de thèse examine la transmission sans fil du son sur un faisceau laser sur une distance allant jusqu'à plusieurs mètres.

Ce travail est pertinent, car le système audio étend considérablement les capacités du PC en tant que moyen technique d'informatisation. Le système audio du PC est structurellement représenté par des cartes son, soit installées dans un emplacement de la carte mère, soit intégrées à la carte mère ou à une carte d'extension d'un autre sous-système du PC.

Le but de cette thèse est d'étudier des solutions de conception de circuits pour des appareils permettant d'étudier le fonctionnement d'un système audio PC, de développer un schéma structurel et de circuit et de réaliser une maquette.

Pour atteindre ces objectifs, les tâches suivantes doivent être résolues :

examiner les données de la littérature sur le thème du diplôme, mener des recherches sur ce sujet (développer des circuits, concevoir un appareil, analyser les caractéristiques de performance de l'appareil), fournir des calculs d'ingénierie de cet appareil en cours de développement.

Le but de la protection du travail est l'analyse scientifique des conditions de travail, des processus technologiques, des appareils et des équipements du point de vue de la possibilité d'apparition de facteurs dangereux et de libération de substances industrielles nocives. Sur la base de cette analyse, les zones de production dangereuses et les situations d'urgence possibles sont identifiées et des mesures sont élaborées pour les éliminer ou en limiter les conséquences.

Étudier et résoudre les problèmes liés à la garantie de conditions saines et sûres dans lesquelles le travail humain s'effectue est l'une des tâches les plus importantes dans le développement de nouvelles technologies et de nouveaux systèmes de production.

Étudier et identifier les causes possibles d'accidents du travail, de maladies professionnelles, d'accidents, d'explosions, d'incendies et élaborer des mesures et des exigences visant à éliminer ces causes nous permettent de créer des conditions sûres et favorables au travail humain. Des conditions de travail confortables et sûres sont l’un des principaux facteurs influençant la productivité, la sécurité et la santé humaine.

Chapitre 1. Partie théorique. Etudier le système audio du PC à l'aide d'une plaque à diodes

1.1 Revue analytique sur le sujet

Le système audio PC sous la forme d'une carte son est apparu en 1989, élargissant considérablement les capacités du PC en tant que moyen technique d'informatisation.

Le système audio PC est un complexe de logiciels et de matériel qui remplit les fonctions suivantes :

enregistrer des signaux audio provenant de sources externes, telles qu'un microphone ou un magnétophone, en convertissant les signaux audio analogiques d'entrée en signaux numériques, puis en les stockant sur un disque dur ;

lecture de données audio enregistrées à l'aide d'un système de haut-parleurs externes ou d'un casque (écouteurs) ;

lecture de CD audio;

mélanger (mixer) lors de l'enregistrement ou de la lecture de signaux provenant de plusieurs sources ;

enregistrement et lecture simultanés de signaux audio (mode Full Duplex) ;

traitement des signaux audio : édition, combinaison ou séparation de fragments de signal, filtrage, modification de son niveau ;

traitement du signal audio conformément aux algorithmes sonores surround (tridimensionnels - 3D-Sound) ;

générer le son d'instruments de musique, ainsi que la parole humaine et d'autres sons à l'aide d'un synthétiseur ;

contrôle d'instruments de musique électroniques externes via une interface MIDI spéciale.

Le système audio du PC est structurellement composé de cartes son, soit installées dans un emplacement de la carte mère, soit intégrées à la carte mère ou à une carte d'extension d'un autre sous-système du PC, ainsi que de dispositifs d'enregistrement et de reproduction des informations audio (système de haut-parleurs). Des modules fonctionnels individuels du système audio peuvent être implémentés sous la forme de cartes filles installées dans les connecteurs correspondants de la carte son.

Système audio classique comme le montre la fig. 1, contient :

module d'enregistrement et de lecture sonore;

module synthétiseur;

module d'interface ;

module mélangeur;

systeme audio.

Riz. 1 - Structure du système audio PC

Les quatre premiers modules sont généralement installés sur la carte son. De plus, il existe des cartes son sans module synthétiseur ni module d'enregistrement/lecture audio numérique. Chacun des modules peut être réalisé soit sous la forme d'un microcircuit séparé, soit faire partie d'un microcircuit multifonctionnel. Ainsi, un chipset de système audio peut contenir soit plusieurs, soit une seule puce.

La conception des systèmes audio pour PC subit des changements importants ; Il existe des cartes mères sur lesquelles un chipset est installé pour le traitement audio.

Cependant, le but et les fonctions des modules d'un système audio moderne (quelle que soit sa conception) ne changent pas. Lorsqu'on considère les modules fonctionnels d'une carte son, il est d'usage d'utiliser les termes « système audio PC » ou « carte son ».

MODULE D'ENREGISTREMENT ET DE LECTURE

Le module d'enregistrement et de lecture du système audio effectue des conversions analogique-numérique et numérique-analogique en mode de transmission logicielle de données audio ou de transmission via des canaux DMA (Direct Memory Access - canal d'accès direct à la mémoire).

Le son, comme on le sait, est une onde longitudinale qui se propage librement dans l'air ou dans un autre milieu, de sorte que le signal sonore change continuellement dans le temps et dans l'espace.

L'enregistrement sonore est le stockage d'informations sur les fluctuations de la pression acoustique au moment de l'enregistrement. Actuellement, des signaux analogiques et numériques sont utilisés pour enregistrer et transmettre des informations sonores. Autrement dit, le signal audio peut être sous forme analogique ou numérique.

Si, lors de l'enregistrement du son, un microphone est utilisé, qui convertit un signal sonore continu dans le temps en un signal électrique continu dans le temps, un signal sonore est obtenu sous forme analogique. Étant donné que l'amplitude d'une onde sonore détermine l'intensité du son et que sa fréquence détermine la hauteur du son, afin de conserver des informations fiables sur le son, la tension du signal électrique doit être proportionnelle à la pression acoustique, et sa fréquence doit correspondre à la fréquence des oscillations de la pression acoustique.

Dans la plupart des cas, le signal sonore est fourni à l'entrée de la carte son du PC sous forme analogique. Étant donné que le PC fonctionne uniquement avec des signaux numériques, le signal analogique doit être converti en numérique. Dans le même temps, le système de haut-parleurs installé à la sortie de la carte son du PC ne perçoit que les signaux électriques analogiques. Par conséquent, après avoir traité le signal à l'aide d'un PC, il est nécessaire de convertir le signal numérique en analogique.

La conversion A/N est la conversion d'un signal analogique en signal numérique et comprend les étapes principales suivantes : échantillonnage, quantification et codage. Le circuit de conversion analogique-numérique d'un signal audio est illustré à la Fig. 2.

Riz. 2 - Circuit de conversion du signal audio analogique-numérique

Le signal audio pré-analogique est envoyé à un filtre analogique, qui limite la bande de fréquence du signal.

L'échantillonnage du signal consiste à échantillonner des échantillons d'un signal analogique avec une périodicité donnée et est déterminé par la fréquence d'échantillonnage. De plus, la fréquence d'échantillonnage ne doit pas être inférieure à deux fois la fréquence de l'harmonique (composante de fréquence) la plus élevée du signal audio d'origine. Étant donné que les humains sont capables d'entendre des sons dans la gamme de fréquences allant de 20 Hz à 20 kHz, la fréquence d'échantillonnage maximale du signal audio d'origine doit être d'au moins 40 kHz, c'est-à-dire que les échantillons doivent être prélevés 40 000 fois par seconde. Pour cette raison, la plupart des systèmes audio PC modernes ont un taux d'échantillonnage audio maximum de 44,1 ou 48 kHz.

Riz. 3 - Échantillonnage temporel et quantification basés sur le niveau du signal analogique

La quantification d'amplitude est la mesure des valeurs d'amplitude instantanées d'un signal temporel discret et sa conversion en temps et amplitude discrets. En figue. La figure 3 montre le processus de quantification par niveau de signal analogique, avec des valeurs d'amplitude instantanées codées sous forme de nombres sur 3 bits.

Le codage consiste à convertir un signal quantifié en code numérique. Dans ce cas, la précision de la mesure lors de la quantification dépend du nombre de bits du mot de code. Si les valeurs d'amplitude sont écrites à l'aide de nombres binaires et que la longueur du mot de code est définie sur N bits, le nombre de valeurs de mot de code possibles sera de 2N. Il peut y avoir le même nombre de niveaux de quantification de l'amplitude de l'échantillon. Par exemple, si la valeur d'amplitude de l'échantillon est représentée par un mot de code de 16 bits, le nombre maximum de gradations d'amplitude (niveaux de quantification) sera de 216 = 65 536. Pour une représentation de 8 bits, nous obtenons 28 = 256 gradations d'amplitude.

La conversion analogique-numérique est effectuée par un appareil électronique spécial - un convertisseur analogique-numérique (ADC), dans lequel des échantillons de signaux discrets sont convertis en une séquence de nombres. Le flux de données numériques résultant, c'est-à-dire Le signal comprend des interférences haute fréquence utiles et indésirables, pour filtrer les données numériques reçues qui passent à travers un filtre numérique.

La conversion numérique-analogique se déroule généralement en deux étapes, comme le montre la Fig. 4. Dans un premier temps, des échantillons de signaux sont extraits du flux de données numériques à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC), en suivant la fréquence d'échantillonnage. Lors de la deuxième étape, un signal analogique continu est formé à partir d'échantillons discrets par lissage (interpolation) à l'aide d'un filtre basse fréquence, qui supprime les composantes périodiques du spectre du signal discret.

Riz. 4 - Circuit de conversion numérique-analogique

L'enregistrement et le stockage d'un signal audio sous forme numérique nécessitent une grande quantité d'espace disque. Par exemple, un signal audio stéréo de 60 secondes numérisé à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz avec une quantification de 16 bits nécessite environ 10 Mo d'espace de stockage sur le disque dur.

Pour réduire la quantité de données numériques nécessaires pour représenter un signal audio avec une qualité donnée, on utilise la compression, qui consiste à réduire le nombre d'échantillons et les niveaux de quantification ou le nombre de bits par échantillon.

De telles méthodes de codage des données audio à l'aide de dispositifs de codage spéciaux permettent de réduire le volume du flux d'informations à près de 20 % de celui d'origine. Le choix de la méthode d'encodage lors de l'enregistrement des informations audio dépend de l'ensemble des programmes de codecs de compression (encodage-décodage) fournis avec le logiciel de la carte son ou inclus dans le système d'exploitation.

Exécutant les fonctions de conversion de signal analogique-numérique et numérique-analogique, le module d'enregistrement et de lecture audio numérique contient un ADC, un DAC et une unité de contrôle, qui sont généralement intégrés dans une seule puce, également appelée codec. Les principales caractéristiques de ce module sont : la fréquence d'échantillonnage ; type et capacité de l'ADC et du DAC ; procédé de codage de données audio ; possibilité de travailler en mode Full Duplex.

Le taux d'échantillonnage détermine la fréquence maximale du signal enregistré ou lu. Pour l'enregistrement et la lecture de la parole humaine, 6 à 8 kHz suffisent ; musique de faible qualité - 20 - 25 kHz ; Pour garantir un son de haute qualité (CD audio), la fréquence d'échantillonnage doit être d'au moins 44 kHz. Presque toutes les cartes son prennent en charge l'enregistrement et la lecture de l'audio stéréo à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 ou 48 kHz.

La profondeur de bits de l'ADC et du DAC détermine la profondeur de bits du signal numérique (8, 16 ou 18 bits). La grande majorité des cartes son sont équipées d'ADC et de DAC 16 bits. De telles cartes son peuvent théoriquement être classées comme Hi-Fi, ce qui devrait fournir un son de qualité studio. Certaines cartes son sont équipées d'ADC et de DAC 20 et même 24 bits, ce qui améliore considérablement la qualité de l'enregistrement/lecture du son.

Le Full Duplex est un mode de transmission de données sur un canal, selon lequel le système audio peut simultanément recevoir (enregistrer) et transmettre (lire) des données audio. Cependant, toutes les cartes son ne prennent pas entièrement en charge ce mode, car elles ne fournissent pas une qualité sonore élevée lors d'échanges de données intensifs. De telles cartes peuvent être utilisées pour travailler avec des données vocales sur Internet, par exemple lors de téléconférences, lorsqu'une qualité sonore élevée n'est pas requise.

MODULE DE SYNTHÈSE

Un synthétiseur de système de son numérique électromusical vous permet de générer presque tous les sons, y compris le son de vrais instruments de musique. Le principe de fonctionnement du synthétiseur est illustré sur la Fig. 5.

Riz. 5 - Le principe de fonctionnement d'un synthétiseur moderne : a - phases du signal sonore ; b - circuit synthétiseur

La synthèse est le processus de recréation de la structure d'un ton musical (note). Le signal sonore de tout instrument de musique comporte plusieurs phases temporelles. En figue. La figure 5a montre les phases du signal sonore qui se produit lorsque vous appuyez sur une touche du piano. Pour chaque instrument de musique, le type de signal sera unique, mais on y distinguera trois phases : attaque, soutien et atténuation. L'ensemble de ces phases est appelé enveloppe d'amplitude, dont la forme dépend du type d'instrument de musique. La durée d'attaque des différents instruments de musique varie de quelques dizaines à plusieurs dizaines, voire centaines de millisecondes. Dans la phase appelée support, l'amplitude du signal reste presque inchangée et la hauteur de la tonalité musicale se forme pendant le support. La dernière phase, l'atténuation, correspond à une tranche de diminution assez rapide de l'amplitude du signal.

Dans les synthétiseurs modernes, le son est créé comme suit. Un appareil numérique utilisant l'une des méthodes de synthèse génère un signal dit d'excitation avec une hauteur (note) donnée, qui doit avoir des caractéristiques spectrales aussi proches que possible des caractéristiques de l'instrument de musique simulé en phase de support, comme le montre la Fig. . 5B. Ensuite, le signal d'excitation est transmis à un filtre qui simule la réponse amplitude-fréquence d'un instrument de musique réel. Le signal d'enveloppe d'amplitude du même instrument est fourni à l'autre entrée du filtre. Ensuite, l'ensemble des signaux est traité pour obtenir des effets sonores spéciaux, par exemple un écho (réverbération), une performance chorale (refrain). Ensuite, la conversion numérique-analogique et le filtrage du signal sont effectués à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF). Principales caractéristiques du module synthétiseur :

méthode de synthèse sonore;

Mémoire;

possibilité de traitement matériel du signal pour créer des effets sonores ;

polyphonie - le nombre maximum d'éléments sonores reproduits simultanément.

La méthode de synthèse sonore utilisée dans un système audio PC détermine non seulement la qualité sonore, mais également la composition du système. En pratique, les cartes son sont équipées de synthétiseurs qui génèrent du son selon les méthodes suivantes.

La méthode de synthèse basée sur la modulation de fréquence (Frequency Modulation Synthesis - synthèse FM) implique l'utilisation d'au moins deux générateurs de signaux de formes complexes pour générer la voix d'un instrument de musique. Le générateur de fréquence porteuse génère un signal de tonalité fondamentale, modulé en fréquence par un signal d'harmoniques et d'harmoniques supplémentaires qui déterminent le timbre sonore d'un instrument particulier. Le générateur d'enveloppe contrôle l'amplitude du signal résultant. Le générateur FM offre une qualité sonore acceptable, est peu coûteux, mais ne met pas en œuvre d'effets sonores. Par conséquent, les cartes son utilisant cette méthode ne sont pas recommandées selon la norme PC99.

La synthèse sonore basée sur une table d'ondes (Wave Table Synthesis - synthèse WT) est réalisée en utilisant des échantillons sonores prénumérisés d'instruments de musique réels et d'autres sons stockés dans une ROM spéciale, réalisée sous la forme d'une puce mémoire ou intégrée au WT. puce mémoire du générateur. Le synthétiseur WT offre une génération sonore de haute qualité. Cette méthode de synthèse est implémentée dans les cartes son modernes.

La quantité de mémoire sur les cartes son avec un synthétiseur WT peut être augmentée en installant des éléments de mémoire supplémentaires (ROM) pour stocker les banques d'instruments.

Les effets sonores sont générés à l'aide d'un processeur d'effets spéciaux, qui peut être soit un élément indépendant (microcircuit), soit intégré au synthétiseur WT. Pour la grande majorité des cartes dotées de synthèse WT, les effets de réverbération et de chorus sont devenus la norme.

La synthèse sonore basée sur la modélisation physique implique l'utilisation de modèles mathématiques de production sonore d'instruments de musique réels pour la génération numérique et pour une conversion ultérieure en signal audio à l'aide d'un DAC. Les cartes son utilisant la méthode de modélisation physique ne sont pas encore largement utilisées car elles nécessitent un PC puissant pour fonctionner.

MODULE D'INTERFACE

Le module d'interface assure l'échange de données entre le système audio et d'autres appareils externes et internes.

L'interface ISA a été remplacée dans les cartes son par l'interface PCI en 1998.

L'interface PCI offre une bande passante élevée (par exemple, version 2.1 - plus de 260 Mbit/s), ce qui vous permet de transmettre des flux de données audio en parallèle. L'utilisation du bus PCI permet d'améliorer la qualité sonore, offrant un rapport signal/bruit supérieur à 90 dB. De plus, le bus PCI permet un traitement coopératif des données audio, lorsque les tâches de traitement et de transmission des données sont réparties entre le système audio et le CPU.

Le MIDI (Musical Instrument Digital Interface - interface numérique des instruments de musique) est réglementé par une norme spéciale contenant des spécifications pour l'interface matérielle : types de canaux, câbles, ports par lesquels les appareils MIDI sont connectés les uns aux autres, ainsi qu'une description des ordre d'échange de données - le protocole d'échange d'informations entre les appareils MIDI. En particulier, grâce aux commandes MIDI, vous pouvez contrôler les équipements d'éclairage et les équipements vidéo lors de la prestation d'un groupe musical sur scène. Les appareils dotés d'une interface MIDI sont connectés en série, formant une sorte de réseau MIDI, qui comprend un contrôleur - un appareil de contrôle, qui peut être utilisé comme un PC ou un synthétiseur de clavier musical, ainsi que des appareils esclaves (récepteurs) qui transmettent des informations. au responsable du traitement via sa demande. La longueur totale de la chaîne MIDI n'est pas limitée, mais la longueur maximale du câble entre deux appareils MIDI ne doit pas dépasser 15 mètres.

La connexion d'un PC à un réseau MIDI s'effectue à l'aide d'un adaptateur MIDI spécial, qui dispose de trois ports MIDI : entrée, sortie et pass-through, ainsi que de deux connecteurs pour connecter des joysticks.

La carte son comprend une interface pour connecter des lecteurs de CD-ROM.

MODULE MÉLANGEUR

Le module de mixage de la carte son fait :

commutation (connexion/déconnexion) des sources et récepteurs de signaux audio, ainsi que régulation de leur niveau ;

mélanger (mélanger) plusieurs signaux audio et ajuster le niveau du signal résultant.

Les principales caractéristiques du module mélangeur sont les suivantes :

nombre de signaux mixés sur le canal de lecture ;

régulation du niveau du signal dans chaque canal mixte ;

régulation du niveau du signal total;

puissance de sortie de l'amplificateur ;

disponibilité de connecteurs pour la connexion externe et interne
récepteurs/sources de signaux audio.

Les sources et récepteurs de signaux audio sont connectés au module de mixage via des connecteurs externes ou internes. Les connecteurs du système audio externe sont généralement situés sur le panneau arrière du boîtier de l'unité système : Joystick/MIDI - pour connecter un joystick ou un adaptateur MIDI ; Mic In - pour connecter un microphone ; Line In - entrée linéaire pour connecter toutes les sources de signaux audio ; Line Out - sortie linéaire pour connecter n'importe quel récepteur de signal audio ; Haut-parleur - pour connecter des écouteurs (écouteurs) ou un système de haut-parleurs passifs.

Le contrôle logiciel du mixeur s'effectue soit à l'aide des outils Windows, soit à l'aide du programme de mixage fourni avec le logiciel de la carte son.

La compatibilité du système audio avec l'une des normes de carte son signifie que le système audio fournira une reproduction de haute qualité des signaux sonores. Les problèmes de compatibilité sont particulièrement importants pour les applications DOS. Chacun d'eux contient une liste de cartes son avec lesquelles l'application DOS est conçue pour fonctionner.

Le standard Sound Blaster est supporté par des applications sous forme de jeux DOS, dans lesquels le son est programmé en mettant l'accent sur les cartes son de la famille Sound Blaster.

La norme Windows Sound System (WSS) de Microsoft comprend une carte son et un progiciel destinés principalement aux applications professionnelles.

SYSTÈME ACOUSTIQUE

Le système acoustique (AS) convertit directement le signal électrique audio en vibrations acoustiques et constitue le dernier maillon du chemin de reproduction sonore.

Un système de haut-parleurs comprend généralement plusieurs haut-parleurs audio, chacun pouvant comporter un ou plusieurs haut-parleurs. Le nombre de haut-parleurs dans un système de haut-parleurs dépend du nombre de composants qui composent le signal sonore et forment des canaux sonores distincts.

Par exemple, un signal stéréo contient deux composants : les signaux stéréo gauche et droit, ce qui nécessite au moins deux haut-parleurs dans un système de haut-parleurs stéréo. Un signal audio Dolby Digital contient des informations sur six canaux audio : deux canaux stéréo avant, un canal central (canal de dialogue), deux canaux arrière et un canal de caisson de basses. Par conséquent, pour reproduire un signal Dolby Digital, le système de haut-parleurs doit disposer de six haut-parleurs.

En règle générale, le principe de fonctionnement et la structure interne des haut-parleurs à usage domestique et ceux utilisés dans les moyens techniques d'informatisation dans le cadre d'un système de haut-parleurs PC sont pratiquement les mêmes.

Fondamentalement, un haut-parleur PC se compose de deux haut-parleurs audio qui assurent une lecture stéréo. En règle générale, chaque haut-parleur d'un PC possède un haut-parleur, mais les modèles coûteux en utilisent deux : pour les hautes et les basses fréquences. Dans le même temps, les modèles modernes de systèmes acoustiques permettent de reproduire le son dans presque toute la gamme de fréquences audibles grâce à l'utilisation d'une conception spéciale du haut-parleur ou du boîtier du haut-parleur.

Pour reproduire les basses et ultra-basses fréquences avec une haute qualité dans les haut-parleurs, en plus de deux haut-parleurs, une troisième unité sonore est utilisée - un subwoofer, installé sous le bureau. Ce système d'enceintes PC à trois composants se compose de deux enceintes dites satellites qui reproduisent les fréquences moyennes et hautes (d'environ 150 Hz à 20 kHz) et d'un subwoofer qui reproduit les fréquences inférieures à 150 Hz.

Une caractéristique distinctive des enceintes PC est la possibilité d'avoir son propre amplificateur de puissance intégré. Une enceinte avec amplificateur intégré est dite active. Les enceintes passives n'ont pas d'amplificateur.

Le principal avantage des enceintes actives est la possibilité de se connecter à la sortie linéaire d'une carte son. L'enceinte active est alimentée soit par des piles (accumulateurs), soit par le réseau électrique via un adaptateur spécial, réalisé sous la forme d'une unité externe séparée ou d'un module d'alimentation installé dans le boîtier de l'une des enceintes.

La puissance de sortie des haut-parleurs PC peut varier considérablement en fonction des spécifications de l'amplificateur et des haut-parleurs. Si le système est destiné à la diffusion de jeux informatiques, une puissance de 15 à 20 W par enceinte est suffisante pour une pièce de taille moyenne. S'il est nécessaire d'assurer une bonne audibilité lors d'une conférence ou d'une présentation devant un large public, il est possible d'utiliser un haut-parleur d'une puissance allant jusqu'à 30 W par canal. À mesure que la puissance du haut-parleur augmente, ses dimensions globales augmentent et son coût augmente.

Les modèles modernes de systèmes de haut-parleurs disposent d'une prise pour casque. Lorsqu'elle est connectée, la lecture du son via les haut-parleurs s'arrête automatiquement.

Principales caractéristiques des enceintes :

bande de fréquence reproduite,

sensibilité,

coefficient harmonique,

pouvoir.

La bande de fréquence reproductible (FrequencyResponse) est la dépendance amplitude-fréquence de la pression acoustique, ou la dépendance de la pression acoustique (intensité sonore) sur la fréquence de la tension alternative fournie à la bobine du haut-parleur. La bande de fréquences perçue par l'oreille humaine est comprise entre 20 et 20 000 Hz. En règle générale, les haut-parleurs ont une gamme limitée dans la région des basses fréquences de 40 à 60 Hz. Le problème de la reproduction des basses fréquences peut être résolu en utilisant un subwoofer.

La sensibilité d'un haut-parleur (Sensitivity) est caractérisée par la pression acoustique qu'il crée à une distance de 1 m lorsqu'un signal électrique d'une puissance de 1 W est appliqué à son entrée. Conformément aux exigences des normes, la sensibilité est définie comme la pression acoustique moyenne dans une certaine bande de fréquences.

Plus la valeur de cette caractéristique est élevée, mieux le haut-parleur restitue la plage dynamique du programme musical. La différence entre les sons « les plus faibles » et les « plus forts » des phonogrammes modernes est de 90 à 95 dB ou plus. Les haut-parleurs à haute sensibilité reproduisent assez bien les sons faibles et forts.

La distorsion harmonique totale (THD) évalue la distorsion non linéaire associée à l'apparition de nouvelles composantes spectrales dans le signal de sortie. Le facteur de distorsion harmonique est standardisé dans plusieurs gammes de fréquences. Par exemple, pour des enceintes Hi-Fi de haute qualité, ce coefficient ne doit pas dépasser : 1,5 % dans la gamme de fréquences 250 - 1000 Hz ; 1,5% dans la plage de fréquences 1000 - 2000 Hz et 1,0% dans la plage de fréquences 2000 - 6300 Hz. Plus la valeur de la distorsion harmonique est faible, meilleure est la qualité du haut-parleur.

La puissance électrique (Power Handling) que peut supporter l’enceinte est l’une des principales caractéristiques. Il n’existe cependant pas de relation directe entre puissance et qualité de restitution sonore. La pression acoustique maximale dépend plutôt de la sensibilité, et la puissance de l'enceinte détermine principalement sa fiabilité.

Souvent, sur l'emballage des enceintes PC, ils indiquent la puissance maximale du système d'enceintes, qui ne reflète pas toujours la puissance réelle du système, puisqu'elle peut dépasser de 10 fois la puissance nominale. En raison de différences significatives dans les processus physiques se produisant lors des tests AS, les valeurs de puissance électrique peuvent différer plusieurs fois. Pour comparer la puissance de différentes enceintes, vous devez savoir exactement quelle puissance indique le fabricant du produit et par quelles méthodes de test elle est déterminée.

Parmi les fabricants de haut-parleurs coûteux et de haute qualité figurent Creative, Yamaha, Sony et Aiwa. Les climatiseurs de classe inférieure sont produits par Genius, Altec, JAZZ Hipster.

Certains modèles d'enceintes Microsoft ne sont pas connectés à la carte son, mais au port USB. Dans ce cas, le son arrive aux enceintes sous forme numérique, et son décodage est effectué par un petit Chipset installé dans les enceintes.

PROCÉDÉS DE COMPRESSION D'INFORMATIONS AUDIO

La manière la plus simple de représenter numériquement des signaux est appelée modulation par impulsions codées (PCM) ou PCM (Pulse-Code Modulation). Le flux de données PCM est une séquence de valeurs instantanées ou d'échantillons en code binaire. Si les convertisseurs utilisés ont une caractéristique linéaire (la valeur instantanée de la tension du signal est proportionnelle au code), alors cette modulation est dite linéaire (Linear PCM). Dans le cas du PCM, le codeur et le décodeur n'effectuent pas de conversion d'informations, mais regroupent/décompressent uniquement les bits en octets et mots de données. Le débit binaire est défini comme le produit de la fréquence d'échantillonnage par la profondeur de bits et le nombre de canaux. Le CD audio donne un flux de 44 100 x 16 x 2 = 1 411 200 bps (stéréo).

Pour les signaux audio réels, le codage PCM linéaire n'est pas économique. Le flux de données peut être réduit en utilisant un simple algorithme de compression utilisé dans le système delta PCM (DPCM), également connu sous le nom de DPCM (Differential Pulse-Code Modulation). De manière simplifiée, cet algorithme ressemble à ceci : le flux numérique ne transmet pas les échantillons instantanés eux-mêmes, mais la différence d'échelle entre l'échantillon réel et sa valeur construite par le codec à partir du flux de données qu'il a généré précédemment. La différence est transmise avec moins de chiffres que les lectures elles-mêmes. Dans ADPCM (adaptatif | DPCM, ou ADPCM - Adaptive Differential Pulse-Code Modulation), l'échelle de la différence est déterminée par l'historique - si la différence augmente de manière monotone, l'échelle augmente, et vice versa.

Bien entendu, le signal reconstruit avec cette représentation sera plus différent de celui d'origine qu'avec le PCM conventionnel, mais une réduction significative du flux de données numériques peut être obtenue. L'ADPCM est devenu largement utilisé dans le stockage numérique et la transmission d'informations audio (par exemple, dans les modems vocaux). Du point de vue du processeur PC, l'algorithme ADPCM peut être implémenté aussi bien en logiciel qu'en matériel à l'aide d'une carte son (modem).

Des algorithmes plus complexes et des taux de compression élevés sont utilisés dans les codecs audio MPEG. Dans l'encodeur MPEG-1, le flux d'entrée est constitué d'échantillons de 16 bits à une fréquence de 48 kHz (audio professionnel), 44,1 kHz (équipement grand public) ou 32 kHz (utilisé dans les télécommunications).

La norme définit trois « couches » de compression : la couche I, la couche 2 et la couche 3, travaillant l'une sur l'autre.

La compression initiale est réalisée sur la base des propriétés psychophysiques de la perception sonore. Ici, la propriété du masquage sonore se joue : si le signal contient deux tonalités avec des fréquences similaires dont le niveau diffère considérablement, alors le signal le plus puissant masquera le plus faible (il ne sera pas entendu). Les seuils de masquage dépendent de la distance entre les fréquences.

En MPEG, toute la gamme de fréquences audio est divisée en 32 sous-bandes ; dans chaque sous-bande, les composantes spectrales les plus puissantes sont déterminées et des seuils de fréquence de masquage sont calculés pour elles. Les effets masquants de plusieurs composants puissants sont cumulatifs. L'effet du masquage s'étend non seulement aux signaux présents simultanément avec le signal puissant, mais également à ceux qui le précèdent pendant 2 à 5 ms (prémasquage) et aux suivants jusqu'à 100 ms (post-masquage). Les signaux de région masquée sont traités avec une résolution inférieure car ils ont des exigences de rapport signal/bruit plus faibles. En raison de ce « grossissement », une compression se produit. La compression psychophysique est effectuée par la couche 1.

L'étape suivante (couche 2) améliore la précision de la présentation et regroupe les informations plus efficacement. Ici l'encodeur dispose d'une « fenêtre » de 23 ms (1152 échantillons) en fonctionnement.

Lors de la dernière étape (couche 3), des ensembles complexes de filtres et de quantification non linéaire sont appliqués. Le plus haut degré de compression est fourni par la couche 3, pour laquelle un taux de compression de 11:1 est atteint avec une fiabilité de décodage élevée.

MÉTHODES DE TRAITEMENT DES INFORMATIONS AUDIO

Le stockage numérique facilite la mise en œuvre de nombreux effets qui nécessitaient auparavant des dispositifs électromécaniques ou électroacoustiques volumineux ou une électronique analogique complexe.

On sait que dans un espace clos (par exemple une salle), non seulement le son direct parvient à l'auditeur depuis la source, mais également réfléchi (plusieurs fois) depuis diverses surfaces (murs, colonnes, etc.). Les signaux réfléchis arrivent par rapport au signal direct avec divers retards et atténuations. Ce phénomène est appelé réverbération. Et ce phénomène peut être contrôlé grâce au traitement numérique du signal. Le stockage numérique facilite la mise en œuvre de nombreux effets qui nécessitaient auparavant des dispositifs électromécaniques ou électroacoustiques volumineux ou une électronique analogique complexe.

Tout d’abord, il y a une réverbération et un écho artificiels.

On sait que dans un espace clos (par exemple une salle), non seulement le son direct parvient à l'auditeur depuis la source, mais également réfléchi (plusieurs fois) depuis diverses surfaces (murs, colonnes, etc.). Les signaux réfléchis arrivent par rapport au signal direct avec divers retards et atténuations. Ce phénomène est appelé réverbération. Et ce phénomène peut être contrôlé grâce au traitement numérique du signal.

Des effets plus complexes peuvent être obtenus sur la base du biais de l'échantillon. Sous forme de représentation numérique, l'effet Doppler est facilement simulé - un changement de fréquence lorsqu'une source sonore s'approche rapidement de l'auditeur ou que la source s'éloigne de l'auditeur. Tout le monde a rencontré cet effet : le sifflement à tonalité unique d'un train en approche sonne plus haut et celui d'un train au départ sonne plus bas que la tonalité réelle. En lecture numérique, l'accumulation du décalage d'échantillonnage entraînera une diminution de la tonalité, tandis que la réduction du décalage entraînera une augmentation de la tonalité.

En plus des astuces avec des retards, il est possible d'utiliser le filtrage numérique - de la mise en œuvre des blocs de tonalité et des égaliseurs les plus simples à la « coupure » d'une voix d'une chanson (l'effet « karaoké »). Tout est déterminé par le logiciel et les ressources informatiques du processeur.

CONSEILS POUR AMÉLIORER LE SYSTÈME SONORE

Actuellement, Intel, Compaq et Microsoft ont proposé une nouvelle architecture pour le système audio des PC. Selon cette architecture, les modules de traitement du signal audio sont déplacés hors du boîtier du PC, où ils sont soumis au bruit électrique, et sont placés, par exemple, dans les haut-parleurs d'un système acoustique. Dans ce cas, les signaux sonores sont transmis sous forme numérique, ce qui augmente considérablement leur immunité au bruit et la qualité de la reproduction sonore. Pour transmettre des données numériques sous forme numérique, des bus USB haut débit et IEEE 1394 sont utilisés.

Une autre direction dans l'amélioration du système audio est la création d'un son surround (spatial), appelé son tridimensionnel ou son 3D (son tridimensionnel). Pour obtenir un son surround, un traitement spécial de phase du signal est effectué : les phases des signaux de sortie des canaux gauche et droit sont décalées par rapport à l'original. Celui-ci utilise la capacité du cerveau humain à déterminer la position de la source sonore en analysant la relation entre les amplitudes et les phases du signal sonore perçu par chaque oreille. L'utilisateur d'un système audio équipé d'un module spécial de traitement du son 3D ressent l'effet de « déplacer » la source sonore.

Une nouvelle direction dans l'utilisation des technologies multimédias est la création d'un cinéma maison sur PC (PC-Theater), c'est-à-dire une variante de PC multimédia destinée à plusieurs utilisateurs simultanément pour regarder un jeu, regarder un programme éducatif ou un film au standard DVD. PC-Theater comprend un système acoustique multicanal spécial qui génère un son surround. Les systèmes Surround Sound créent divers effets sonores dans une pièce, l'utilisateur ayant le sentiment d'être au centre du champ sonore et que les sources sonores sont autour de lui. Les systèmes de son surround multicanaux sont utilisés dans les cinémas et commencent déjà à apparaître sous la forme d'appareils grand public.

Dans les systèmes grand public multicanaux, le son est enregistré sur deux pistes de disques vidéo laser ou de cassettes vidéo à l'aide de la technologie Dolby Surround développée par Dolby Laboratories. Les développements les plus connus dans cette direction comprennent :

Dolby (Surround) Pro Logic est un système audio à quatre canaux contenant des canaux stéréo gauche et droit, un canal central pour les dialogues et un canal arrière pour les effets.

Dolby Surround Digital est un système audio composé de 5 + 1 canaux : canaux d'effets arrière gauche, droit, central, gauche et droit et un canal ultra-basse fréquence. Les signaux du système sont enregistrés sous la forme d’une bande sonore optique numérique sur film.

Dans certains modèles d'enceintes acoustiques, en plus des commandes standard de haute/basse fréquence, de volume et de balance, il existe des boutons pour activer des effets spéciaux, par exemple le son 3D, Dolby Surround, etc.

1.2 Partie pratique

1.2.1 Schéma fonctionnel d'un dispositif émetteur-récepteur pour la transmission de signaux sans fil

Avec la popularité croissante des technologies sans fil, la portée de leurs applications s’élargit. La thèse examine une solution basée sur le principe de transmission de données multimédias sur des canaux sans fil et conçue pour combiner des PC et des composants d'équipements audio domestiques en un seul complexe multimédia.

De temps en temps, les utilisateurs d'ordinateurs personnels doivent connecter cet appareil à un équipement audio fixe, par exemple à un centre musical. Bien entendu, l'option la plus simple dans ce cas est de se connecter via un câble. Cependant, la grande majorité des composants audio fixes disposent de connecteurs permettant de connecter des sources de signaux situés sur le panneau arrière, ce qui n'est généralement pas si facile à atteindre. Le deuxième problème, plus grave, est le manque d'entrées pour connecter des sources de signaux externes dans de nombreuses radios et centres musicaux bon marché.

L'un des moyens les plus universels de résoudre ces problèmes est l'utilisation d'émetteurs radio de faible puissance qui diffusent un signal audio dans la gamme VHF (la possibilité de recevoir des programmes sur ces fréquences est mise en œuvre dans presque tous les modèles modernes de radios et de centres de musique) . Il convient également de noter que le signal ainsi transmis peut être reçu simultanément par plusieurs récepteurs radio proches.

Dans le cas de l'interaction d'un lecteur numérique avec des équipements analogiques (magnétophones radio, systèmes stéréo, etc.), la transmission du son sous forme analogique est la seule option possible. Si l'on considère l'interaction de deux appareils numériques (par exemple, un ordinateur et un centre multimédia), il est alors préférable dans ce cas d'utiliser la transmission de données audio sur un canal sans fil sous forme numérique.

La manière traditionnelle de transférer le son de la carte son de votre PC vers votre amplificateur de haut-parleur consiste à utiliser des câbles. Le projet de thèse examine la transmission sans fil du son via un faisceau laser sur une distance allant jusqu'à plusieurs mètres.

En figue. La figure 6 montre un schéma fonctionnel d'un récepteur de signal audio :

Riz. 6 - Schéma fonctionnel d'un récepteur de signal audio

En figue. La figure 7 montre un schéma fonctionnel d'un émetteur de signal audio :

Riz. 7 - Schéma fonctionnel de l'émetteur de signal audio

L'enroulement primaire doit être directement connecté à la sortie du signal audio. Nous connectons le moins de la batterie à l'une des extrémités de l'enroulement secondaire, et connectons le plus de la batterie directement au plus de la diode laser.

Nous connectons la deuxième extrémité de l'enroulement secondaire via une résistance de 15-47 Ohm au moins de la diode laser.

1.2.2 Sélection de la base des éléments pour construire un dispositif d'étude du système audio PC

Pour assembler un appareil de transmission de signal sans fil, l'équipement suivant est requis : une source de signal audio (ordinateur personnel, chaîne stéréo ou téléphone portable), un transformateur réseau d'une puissance de 10-15 W, une résistance de 5 à 20 Ohms et un batterie.

Vous pouvez utiliser n'importe quel transformateur réseau d'une puissance maximale de 20 W, contenant un enroulement secondaire de 6 ou 12 V, ou vous pouvez l'enrouler vous-même (enroulement primaire - 15 tours de fil de 0,8 mm, enroulement secondaire - 10 tours de 0,8 mm).

Pour un récepteur de signal audio, vous aurez besoin d'une photodiode et d'un amplificateur basse fréquence.

La LED utilisée est une LED ordinaire. Il peut être remplacé par un laser (cela augmentera considérablement la distance de transmission), qui devra être connecté via une résistance de 5 Ohm, 0,5 W. La source du faisceau lumineux peut également être complétée par des optiques provenant d'un lecteur de DVD, concentrant ainsi le faisceau lumineux et augmentant la distance de transmission. La batterie est utilisée Li-Ion (lithium-ion) provenant d'un téléphone portable. Au lieu de cela, vous pouvez utiliser une alimentation stabilisée de 3,5 à 4 V, avec un courant ne dépassant pas 1 A. Paramètres du module solaire : tension maximale 14 V, avec un courant maximum de 100 mA. Le module peut être remplacé par n'importe quel autre photodétecteur.

1.2.3 Principe de fonctionnement du dispositif d'étude de la sonorisation du PC

A partir d'une source sonore de faible puissance (ordinateur personnel, téléphone portable), un signal audio est envoyé à l'enroulement primaire du transformateur, sort de l'enroulement secondaire, est amplifié par une batterie et va à la diode LED/laser. La photodiode, qui sert de récepteur de signal audio, est directement connectée à l'entrée de l'amplificateur de puissance. Ensuite, allumez la musique et dirigez le faisceau vers le photodétecteur. Le faisceau lumineux est reçu par un module solaire, qui est connecté à un amplificateur, et l'amplificateur de puissance amplifie le signal faible et le résultat est un son d'assez haute qualité. Au lieu d'un laser, vous pouvez également utiliser une LED ordinaire, mais dans ce cas, la portée de transmission du signal sonore ne dépassera pas 30 centimètres, il est conseillé d'utiliser des LED blanches ou ultraviolettes provenant de briquets. Lors de l'utilisation d'un pointeur laser, il est possible de transmettre un signal audio sur une distance allant jusqu'à 15 mètres, et notons que la qualité sonore est plutôt bonne. Le son transmis est assez puissant à une distance de 7 mètres : l'amplificateur a délivré 80 % de sa puissance à la charge à plein volume.

La qualité du signal transmis est assez bonne, aucune distorsion sonore n'est observée.

1.2.4 Application de l'appareil

Un tel dispositif a trouvé une application très large dans la science et la technologie: les microphones laser destinés à l'espionnage sont précisément basés sur un tel émetteur et récepteur.

Un tel appareil est un excellent accessoire pour un ordinateur, par exemple, de la musique est diffusée sur l'ordinateur et l'amplificateur de puissance n'est pas connecté par câble à l'ordinateur, de cette façon, vous pouvez également transmettre une conversation, il vous suffit d'appliquer un signal du microphone (avec un préamplificateur) à l'entrée de l'appareil et le résultat est un téléphone sans fil ou un talkie-walkie, ou un excellent bug pour les courtes distances.

Chapitre 2. Protection du travail. Mesures de sécurité lors de la maintenance du matériel informatique

2.1 Assainissement industriel et hygiène du travail

transmission du signal du mélangeur d'enregistrement

Conformément à GOST 12.0.002 SSBT « Termes et définitions », l'assainissement industriel est un système de mesures organisationnelles, sanitaires et hygiéniques, de moyens et de méthodes techniques qui préviennent ou réduisent l'impact des facteurs de production nocifs sur les travailleurs à des valeurs​​non dépassant les limites acceptables.

L’éventail des questions abordées dans le cadre de l’assainissement industriel et de l’hygiène du travail comprend :

Assurer les exigences sanitaires et hygiéniques de l'air dans la zone de travail ;

Fournir des paramètres de microclimat sur les lieux de travail ;

Fournir un éclairage naturel et artificiel standard ;

Protection contre le bruit et les vibrations sur les lieux de travail ;

Protection contre les rayonnements ionisants et les champs électromagnétiques ;

Fournir des aliments spéciaux, des pâtes et onguents protecteurs, des vêtements spéciaux et des onguents spéciaux. chaussures, équipements de protection individuelle (masques à gaz, respirateurs, etc.) ;

Mise à disposition d'installations sanitaires, etc., conformes aux normes.

L'hygiène du travail ou hygiène professionnelle est une branche de l'hygiène qui étudie l'impact du processus de travail et de l'environnement de production environnant sur le corps des travailleurs afin d'élaborer des normes et mesures sanitaires, hygiéniques, thérapeutiques et préventives visant à créer des conditions de travail plus favorables, assurer la santé et un haut niveau de performance humaine.

Dans les conditions de production industrielle, les humains sont souvent exposés à des températures de l'air basses et élevées, à un fort rayonnement thermique, à de la poussière, à des produits chimiques nocifs, au bruit, aux vibrations, aux ondes électromagnétiques, ainsi qu'à une grande variété de combinaisons de ces facteurs, qui peuvent conduire à certains problèmes de santé. problèmes. , à une diminution des performances. Pour prévenir et éliminer ces effets néfastes et leurs conséquences, une étude est réalisée sur les caractéristiques des processus de production, des équipements et des matières transformées (matières premières, auxiliaires, intermédiaires, sous-produits, déchets de production) du point de vue de leur impact. sur le corps des travailleurs ; conditions sanitaires de travail (facteurs météorologiques, pollution de l'air par poussières et gaz, bruit, vibrations, ultrasons, etc.) ; la nature et l'organisation des processus de travail, les modifications des fonctions physiologiques pendant le travail.

L'assainissement industriel est un système de mesures et de moyens organisationnels, préventifs et sanitaires et hygiéniques visant à empêcher les travailleurs d'être exposés à des facteurs de production nocifs.

Les activités de travail peuvent être effectuées à l'extérieur et à l'intérieur.

Les locaux industriels sont des espaces clos dans tous les bâtiments et structures où, pendant les heures de travail, des personnes travaillent de manière constante ou périodique dans divers types de production. Une personne peut travailler dans différentes pièces d’un ou plusieurs bâtiments et structures. Dans de telles conditions de travail, il est nécessaire de parler de lieu de travail ou de zone de travail.

L'environnement de production d'un espace de travail est déterminé par un complexe de facteurs. La présence de ces facteurs (dangers) dans l'environnement de travail peut affecter non seulement l'état du corps, mais aussi la productivité, la qualité, la sécurité du travail, entraîner une diminution des performances, provoquer des modifications fonctionnelles du corps et des maladies professionnelles.

Dans les conditions modernes d'automatisation du travail, un complexe de facteurs faiblement exprimés agit sur le corps ; il est extrêmement difficile d'étudier les effets de l'interaction, c'est pourquoi l'assainissement industriel et l'hygiène du travail résolvent les problèmes suivants :

prendre en compte l'influence des facteurs de l'environnement de travail sur la santé et la performance ;

améliorer les méthodes d'évaluation des performances et de l'état de santé ;

développement de mesures organisationnelles, technologiques, d'ingénierie et socio-économiques pour rationaliser l'environnement de production ;

développement de mesures préventives et sanitaires;

améliorer les méthodes d'enseignement.

La température et l'humidité de la pièce sont les paramètres les plus importants qui déterminent l'état de confort à l'intérieur.

Les températures de l'air intérieur recommandées selon diverses normes sont comprises entre 20-22С et 22-26С. Un autre paramètre physique de l'atmosphère interne qui affecte directement l'échange thermique du corps humain est l'humidité de l'air, qui caractérise sa saturation en vapeur d'eau. Ainsi, un manque d'humidité, inférieur à 20 % d'humidité relative, entraîne un dessèchement des muqueuses et provoque de la toux. Et un dépassement du taux d'humidité, supérieur à 65 %, entraîne une détérioration du transfert de chaleur lorsque la sueur s'évapore, et une sensation d'étouffement apparaît. La température doit donc être liée aux niveaux d’humidité.

La vitesse de l'air est déterminée dans la zone de travail de la pièce, c'est-à-dire là où se trouvent les gens, soit dans un espace de 0,15 m. du sol jusqu'à 1,8 m de hauteur et à une distance d'au moins 0,15 m des murs. La vitesse de l'air dans la zone de travail est recommandée entre 0,13 et 0,25 m/s. À vitesse inférieure, il fait étouffant, voire chaud ; à vitesse élevée, ce n'est qu'un courant d'air, ce qui n'a de sens que lorsque la température dépasse les valeurs standards.

Analyse des conditions de travail

L'évaluation des conditions de travail est réalisée selon une méthodologie particulière, basée sur une analyse des niveaux de facteurs nocifs et dangereux dans un lieu de travail donné.

Pour réaliser une certification sur le lieu de travail, il est également nécessaire d'évaluer de manière globale les conditions de travail.

La détermination de la classe de conditions de travail sur les lieux de travail est effectuée dans le but de :

priorisation des activités d’amélioration de la santé ;

créer une banque de données sur les conditions de travail existantes;

détermination des paiements et des indemnisations pour conditions de travail préjudiciables.

Un facteur de production nocif est un facteur environnemental et de processus de travail qui peut entraîner une diminution des performances, une pathologie (maladie professionnelle) et entraîner une altération de la santé de la progéniture.

Peut être nocif :

facteurs physiques : température, humidité et mobilité de l'air, rayonnements non ionisants et ionisants, bruit, vibrations, éclairage insuffisant ;

facteurs chimiques : niveaux de gaz et de poussières dans l’air ;

facteurs biologiques : agents pathogènes ;

facteurs de gravité du travail : charge physique, statique et dynamique ; un grand nombre de mouvements de travail stéréotypés, un grand nombre de courbures du corps, une posture de travail inconfortable ;

facteurs de stress au travail : stress intellectuel, sensoriel, émotionnel, monotonie et durée du travail.

Un facteur de production dangereux est un facteur environnemental et de travail qui peut entraîner une forte détérioration de la santé, des blessures et la mort.

Il s'agit : du courant électrique, du feu, de la surface chauffée, des parties mobiles des équipements, des surpressions, des arêtes vives des objets, de la hauteur, etc.).

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Ministère de l'Éducation de l'établissement d'enseignement public PMR « Collège technique d'informatique et de droit de Tiraspol »

Travail d'études supérieures

Sujet : Etudier le système son du PC à l'aide d'une plaque à diodes

Tiraspol

Introduction Chapitre 1. Partie théorique. Etudier le système audio du PC à l'aide d'une plaque à diodes

1.1 Revue analytique sur le sujet

1.2 Partie pratique

1.2.1 Schéma fonctionnel d'un dispositif émetteur-récepteur pour la transmission de signaux sans fil

1.2.2 Sélection de la base des éléments pour construire un dispositif d'étude du système audio PC

1.2.3 Principe de fonctionnement du dispositif d'étude de la sonorisation du PC

1.2.4 Utilisation de l'appareil Chapitre 2. Sécurité au travail. Mesures de sécurité lors de la maintenance du matériel informatique

2.1 Assainissement industriel et hygiène du travail

2.2 Exigences relatives à l’organisation et à l’équipement du poste de travail d’un technicien

2.3 Exigences en matière de sécurité incendie Conclusion Liste de références

La manière traditionnelle de transférer le son d'une carte son d'ordinateur vers un amplificateur de haut-parleur consiste à utiliser des câbles. Le projet de thèse examine la transmission sans fil du son sur un faisceau laser sur une distance allant jusqu'à plusieurs mètres.

Ce travail est pertinent, car le système audio étend considérablement les capacités du PC en tant que moyen technique d'informatisation. Le système audio du PC est structurellement représenté par des cartes son, soit installées dans un emplacement de la carte mère, soit intégrées à la carte mère ou à une carte d'extension d'un autre sous-système du PC.

Le but de cette thèse est d'étudier des solutions de conception de circuits pour des appareils permettant d'étudier le fonctionnement d'un système audio PC, de développer un schéma structurel et de circuit et de réaliser une maquette.

Pour atteindre ces objectifs, les tâches suivantes doivent être résolues :

examiner les données de la littérature sur le thème du diplôme, mener des recherches sur ce sujet (développer des circuits, concevoir un appareil, analyser les caractéristiques de performance de l'appareil), fournir des calculs d'ingénierie de cet appareil en cours de développement.

Le but de la protection du travail est l'analyse scientifique des conditions de travail, des processus technologiques, des appareils et des équipements du point de vue de la possibilité d'apparition de facteurs dangereux et de libération de substances industrielles nocives. Sur la base de cette analyse, les zones de production dangereuses et les situations d'urgence possibles sont identifiées et des mesures sont élaborées pour les éliminer ou en limiter les conséquences.

Étudier et résoudre les problèmes liés à la garantie de conditions saines et sûres dans lesquelles le travail humain s'effectue est l'une des tâches les plus importantes dans le développement de nouvelles technologies et de nouveaux systèmes de production.

Étudier et identifier les causes possibles d'accidents du travail, de maladies professionnelles, d'accidents, d'explosions, d'incendies et élaborer des mesures et des exigences visant à éliminer ces causes nous permettent de créer des conditions sûres et favorables au travail humain. Des conditions de travail confortables et sûres sont l’un des principaux facteurs influençant la productivité, la sécurité et la santé humaine.

Chapitre 1. Partie théorique. Etudier le système audio du PC à l'aide d'une plaque à diodes

1.1 Revue analytique sur le sujet

Le système audio PC sous la forme d'une carte son est apparu en 1989, élargissant considérablement les capacités du PC en tant que moyen technique d'informatisation.

Un système audio PC est un ensemble de logiciels et de matériels qui remplissent les fonctions suivantes :

enregistrer des signaux audio provenant de sources externes, telles qu'un microphone ou un magnétophone, en convertissant les signaux audio analogiques d'entrée en signaux numériques, puis en les stockant sur un disque dur ;

lecture de données audio enregistrées à l'aide d'un système de haut-parleurs externes ou d'un casque (écouteurs) ;

lecture de CD audio;

mélanger (mixer) lors de l'enregistrement ou de la lecture de signaux provenant de plusieurs sources ;

enregistrement et lecture simultanés de signaux audio (mode Full Duplex) ;

traitement des signaux audio : édition, combinaison ou séparation de fragments de signal, filtrage, modification de son niveau ;

traitement du signal audio conformément aux algorithmes sonores surround (tridimensionnels - 3D-Sound) ;

générer le son d'instruments de musique, ainsi que la parole humaine et d'autres sons à l'aide d'un synthétiseur ;

contrôle d'instruments de musique électroniques externes via une interface MIDI spéciale.

Le système audio du PC est structurellement composé de cartes son, soit installées dans un emplacement de la carte mère, soit intégrées à la carte mère ou à une carte d'extension d'un autre sous-système du PC, ainsi que de dispositifs d'enregistrement et de reproduction des informations audio (système de haut-parleurs). Des modules fonctionnels individuels du système audio peuvent être implémentés sous la forme de cartes filles installées dans les connecteurs correspondants de la carte son.

Système audio classique comme le montre la fig. 1, contient :

module d'enregistrement et de lecture sonore;

module synthétiseur;

module d'interface ;

module mélangeur;

systeme audio.

Riz. 1 — Structure du système audio PK Les quatre premiers modules sont généralement installés sur la carte son. De plus, il existe des cartes son sans module synthétiseur ni module d'enregistrement/lecture audio numérique. Chacun des modules peut être réalisé soit sous la forme d'un microcircuit séparé, soit faire partie d'un microcircuit multifonctionnel. Ainsi, un chipset de système audio peut contenir soit plusieurs, soit une seule puce.

La conception des systèmes audio pour PC subit des changements importants ; Il existe des cartes mères sur lesquelles un chipset est installé pour le traitement audio.

Cependant, le but et les fonctions des modules d'un système audio moderne (quelle que soit sa conception) ne changent pas. Lorsqu'on considère les modules fonctionnels d'une carte son, il est d'usage d'utiliser les termes « système audio PC » ou « carte son ».

MODULE D'ENREGISTREMENT ET DE LECTURE Le module d'enregistrement et de lecture du système audio effectue des conversions analogique-numérique et numérique-analogique en mode de transmission logicielle des données audio ou leur transmission via des canaux DMA (Direct Memory Access - accès direct à la mémoire canal).

Le son, comme on le sait, est une onde longitudinale qui se propage librement dans l'air ou dans un autre milieu, de sorte que le signal sonore change continuellement dans le temps et dans l'espace.

L'enregistrement sonore est le stockage d'informations sur les fluctuations de la pression acoustique au moment de l'enregistrement. Actuellement, des signaux analogiques et numériques sont utilisés pour enregistrer et transmettre des informations sonores. Autrement dit, le signal audio peut être sous forme analogique ou numérique.

Si, lors de l'enregistrement du son, un microphone est utilisé, qui convertit un signal sonore continu dans le temps en un signal électrique continu dans le temps, un signal sonore est obtenu sous forme analogique. Étant donné que l'amplitude d'une onde sonore détermine l'intensité du son et que sa fréquence détermine la hauteur du son, afin de conserver des informations fiables sur le son, la tension du signal électrique doit être proportionnelle à la pression acoustique, et sa fréquence doit correspondre à la fréquence des oscillations de la pression acoustique.

Dans la plupart des cas, le signal sonore est fourni à l'entrée de la carte son du PC sous forme analogique. Étant donné que le PC fonctionne uniquement avec des signaux numériques, le signal analogique doit être converti en numérique. Dans le même temps, le système de haut-parleurs installé à la sortie de la carte son du PC ne perçoit que les signaux électriques analogiques. Par conséquent, après avoir traité le signal à l'aide d'un PC, il est nécessaire de convertir le signal numérique en analogique.

La conversion A/N est la conversion d'un signal analogique en signal numérique et comprend les étapes principales suivantes : échantillonnage, quantification et codage. Le circuit de conversion analogique-numérique d'un signal audio est illustré à la Fig. 2.

Riz. 2 — Schéma de conversion analogique-numérique d'un signal audio. Un signal audio pré-analogique est envoyé à un filtre analogique, qui limite la bande de fréquence du signal.

L'échantillonnage du signal consiste à échantillonner des échantillons d'un signal analogique avec une périodicité donnée et est déterminé par la fréquence d'échantillonnage. De plus, la fréquence d'échantillonnage ne doit pas être inférieure à deux fois la fréquence de l'harmonique (composante de fréquence) la plus élevée du signal audio d'origine. Puisqu'une personne est capable d'entendre des sons dans la gamme de fréquences de 20 Hz à 20 kHz, la fréquence d'échantillonnage maximale du signal audio original doit être d'au moins 40 kHz, c'est-à-dire que les échantillons doivent être prélevés 40 000 fois par seconde. Pour cette raison, la plupart des systèmes audio PC modernes ont un taux d'échantillonnage audio maximum de 44,1 ou 48 kHz.

Riz. 3 — Échantillonnage temporel et quantification par niveau de signal analogique La quantification d'amplitude est la mesure des valeurs d'amplitude instantanées d'un signal discret dans le temps et sa conversion en un signal discret de temps et d'amplitude. En figue. La figure 3 montre le processus de quantification par niveau de signal analogique, avec des valeurs d'amplitude instantanées codées sous forme de nombres sur 3 bits.

Le codage consiste à convertir un signal quantifié en code numérique. Dans ce cas, la précision de la mesure lors de la quantification dépend du nombre de bits du mot de code. Si les valeurs d'amplitude sont écrites à l'aide de nombres binaires et que la longueur du mot de code est définie sur N bits, le nombre de valeurs de mot de code possibles sera de 2N. Il peut y avoir le même nombre de niveaux de quantification de l'amplitude de l'échantillon. Par exemple, si la valeur d'amplitude de l'échantillon est représentée par un mot de code de 16 bits, le nombre maximum de gradations d'amplitude (niveaux de quantification) sera de 216 = 65 536. Pour une représentation de 8 bits, on obtient respectivement 28 = 256 gradations d'amplitude.

La conversion analogique-numérique est effectuée par un appareil électronique spécial - un convertisseur analogique-numérique (ADC), dans lequel des échantillons de signaux discrets sont convertis en une séquence de nombres. Le flux de données numériques reçu, c'est-à-dire le signal, comprend des interférences haute fréquence à la fois souhaitables et indésirables, qui sont filtrées en faisant passer les données numériques reçues à travers un filtre numérique.

La conversion numérique-analogique se déroule généralement en deux étapes, comme le montre la Fig. 4. Dans un premier temps, des échantillons de signaux sont extraits du flux de données numériques à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC), en suivant la fréquence d'échantillonnage. Lors de la deuxième étape, un signal analogique continu est formé à partir d'échantillons discrets par lissage (interpolation) à l'aide d'un filtre basse fréquence, qui supprime les composantes périodiques du spectre du signal discret.

Riz. 4 - Circuit de conversion numérique-analogique Pour enregistrer et stocker un signal audio sous forme numérique, un espace disque important est nécessaire. Par exemple, un signal audio stéréo de 60 secondes numérisé à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz avec une quantification de 16 bits nécessite environ 10 Mo d'espace de stockage sur le disque dur.

Pour réduire la quantité de données numériques nécessaires pour représenter un signal audio avec une qualité donnée, on utilise la compression, qui consiste à réduire le nombre d'échantillons et les niveaux de quantification ou le nombre de bits par échantillon.

De telles méthodes de codage des données audio à l'aide de dispositifs de codage spéciaux permettent de réduire le volume du flux d'informations à près de 20 % de celui d'origine. Le choix de la méthode d'encodage lors de l'enregistrement des informations audio dépend de l'ensemble des programmes de codecs de compression (encodage-décodage) fournis avec le logiciel de la carte son ou inclus dans le système d'exploitation.

Exécutant les fonctions de conversion de signal analogique-numérique et numérique-analogique, le module d'enregistrement et de lecture audio numérique contient un ADC, un DAC et une unité de contrôle, qui sont généralement intégrés dans une seule puce, également appelée codec. Les principales caractéristiques de ce module sont : la fréquence d'échantillonnage ; type et capacité de l'ADC et du DAC ; procédé de codage de données audio ; possibilité de travailler en mode Full Duplex.

Le taux d'échantillonnage détermine la fréquence maximale du signal enregistré ou lu. Pour enregistrer et reproduire la parole humaine, 6 à 8 kHz suffisent ; musique de faible qualité - 20 - 25 kHz ; Pour garantir un son de haute qualité (CD audio), la fréquence d'échantillonnage doit être d'au moins 44 kHz. Presque toutes les cartes son prennent en charge l'enregistrement et la lecture de l'audio stéréo à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 ou 48 kHz.

La profondeur de bits de l'ADC et du DAC détermine la profondeur de bits du signal numérique (8, 16 ou 18 bits). La grande majorité des cartes son sont équipées d'ADC et de DAC 16 bits. De telles cartes son peuvent théoriquement être classées comme Hi-Fi, ce qui devrait fournir un son de qualité studio. Certaines cartes son sont équipées d'ADC et de DAC 20 et même 24 bits, ce qui améliore considérablement la qualité de l'enregistrement/lecture du son.

Le Full Duplex est un mode de transmission de données sur un canal, selon lequel le système audio peut simultanément recevoir (enregistrer) et transmettre (lire) des données audio. Cependant, toutes les cartes son ne prennent pas entièrement en charge ce mode, car elles ne fournissent pas une qualité sonore élevée lors d'échanges de données intensifs. De telles cartes peuvent être utilisées pour travailler avec des données vocales sur Internet, par exemple lors de téléconférences, lorsqu'une qualité sonore élevée n'est pas requise.

MODULE SYNTHÉTISEUR Un synthétiseur numérique électromusical d'un système audio vous permet de générer presque tous les sons, y compris le son de vrais instruments de musique. Le principe de fonctionnement du synthétiseur est illustré sur la Fig. 5.

Riz. 5 - Principe de fonctionnement d'un synthétiseur moderne : a - phases du signal sonore ; b - circuit synthétiseur La synthèse est le processus de recréation de la structure d'un son musical (note). Le signal sonore de tout instrument de musique comporte plusieurs phases temporelles. En figue. La figure 5a montre les phases du signal sonore qui se produit lorsque vous appuyez sur une touche du piano. Pour chaque instrument de musique, le type de signal sera unique, mais on y distinguera trois phases : attaque, soutien et atténuation. L'ensemble de ces phases est appelé enveloppe d'amplitude, dont la forme dépend du type d'instrument de musique. La durée d'attaque des différents instruments de musique varie de quelques dizaines à plusieurs dizaines, voire centaines de millisecondes. Dans la phase appelée support, l'amplitude du signal reste presque inchangée et la hauteur de la tonalité musicale se forme pendant le support. La dernière phase, l'atténuation, correspond à une tranche de diminution assez rapide de l'amplitude du signal.

Dans les synthétiseurs modernes, le son est créé comme suit. Un appareil numérique utilisant l'une des méthodes de synthèse génère un signal dit d'excitation avec une hauteur (note) donnée, qui doit avoir des caractéristiques spectrales aussi proches que possible des caractéristiques de l'instrument de musique simulé en phase de support, comme le montre la Fig. . 5B. Ensuite, le signal d'excitation est transmis à un filtre qui simule la réponse amplitude-fréquence d'un instrument de musique réel. Le signal d'enveloppe d'amplitude du même instrument est fourni à l'autre entrée du filtre. Ensuite, l'ensemble des signaux est traité pour obtenir des effets sonores spéciaux, par exemple un écho (réverbération), une performance chorale (refrain). Ensuite, la conversion numérique-analogique et le filtrage du signal sont effectués à l'aide d'un filtre passe-bas (LPF). Principales caractéristiques du module synthétiseur :

méthode de synthèse sonore;

Mémoire;

possibilité de traitement matériel du signal pour créer des effets sonores ;

polyphonie - le nombre maximum d'éléments sonores reproduits simultanément.

La méthode de synthèse sonore utilisée dans un système audio PC détermine non seulement la qualité sonore, mais également la composition du système. En pratique, les cartes son sont équipées de synthétiseurs qui génèrent du son selon les méthodes suivantes.

La méthode de synthèse basée sur la modulation de fréquence (Frequency Modulation Synthesis - synthèse FM) implique l'utilisation d'au moins deux générateurs de signaux de formes complexes pour générer la voix d'un instrument de musique. Le générateur de fréquence porteuse génère un signal de tonalité fondamentale, modulé en fréquence par un signal d'harmoniques et d'harmoniques supplémentaires qui déterminent le timbre sonore d'un instrument particulier. Le générateur d'enveloppe contrôle l'amplitude du signal résultant. Le générateur FM offre une qualité sonore acceptable, est peu coûteux, mais ne met pas en œuvre d'effets sonores. Par conséquent, les cartes son utilisant cette méthode ne sont pas recommandées selon la norme PC99.

La synthèse sonore basée sur une table d'ondes (Wave Table Synthesis - synthèse WT) est réalisée en utilisant des échantillons sonores prénumérisés d'instruments de musique réels et d'autres sons stockés dans une ROM spéciale, réalisée sous la forme d'une puce mémoire ou intégrée au WT. puce mémoire du générateur. Le synthétiseur WT offre une génération sonore de haute qualité. Cette méthode de synthèse est implémentée dans les cartes son modernes.

La quantité de mémoire sur les cartes son avec un synthétiseur WT peut être augmentée en installant des éléments de mémoire supplémentaires (ROM) pour stocker les banques d'instruments.

Les effets sonores sont générés à l'aide d'un processeur d'effets spéciaux, qui peut être soit un élément indépendant (microcircuit), soit intégré au synthétiseur WT. Pour la grande majorité des cartes dotées de synthèse WT, les effets de réverbération et de chorus sont devenus la norme.

La synthèse sonore basée sur la modélisation physique implique l'utilisation de modèles mathématiques de production sonore d'instruments de musique réels pour la génération numérique et pour une conversion ultérieure en signal audio à l'aide d'un DAC. Les cartes son utilisant la méthode de modélisation physique ne sont pas encore largement utilisées car elles nécessitent un PC puissant pour fonctionner.

MODULE D'INTERFACE Le module d'interface permet l'échange de données entre le système audio et d'autres appareils externes et internes.

L'interface ISA a été remplacée dans les cartes son par l'interface PCI en 1998.

L'interface PCI offre une bande passante élevée (par exemple, version 2.1 - plus de 260 Mbps), ce qui vous permet de transmettre des flux de données audio en parallèle. L'utilisation du bus PCI permet d'améliorer la qualité sonore, offrant un rapport signal/bruit supérieur à 90 dB. De plus, le bus PCI permet un traitement coopératif des données audio, lorsque les tâches de traitement et de transmission des données sont réparties entre le système audio et le CPU.

Le MIDI (Musical Instrument Digital Interface - interface numérique des instruments de musique) est réglementé par une norme spéciale contenant des spécifications pour l'interface matérielle : types de canaux, câbles, ports via lesquels les appareils MIDI sont connectés les uns aux autres, ainsi qu'une description de l'interface matérielle. ordre d'échange de données - le protocole d'échange d'informations entre les appareils MIDI. En particulier, grâce aux commandes MIDI, vous pouvez contrôler les équipements d'éclairage et les équipements vidéo lors de la prestation d'un groupe musical sur scène. Les appareils dotés d'une interface MIDI sont connectés en série, formant une sorte de réseau MIDI, qui comprend un contrôleur - un appareil de contrôle, qui peut être utilisé comme un PC ou un synthétiseur de clavier musical, ainsi que des appareils esclaves (récepteurs) qui transmettent des informations. au responsable du traitement via sa demande. La longueur totale de la chaîne MIDI n'est pas limitée, mais la longueur maximale du câble entre deux appareils MIDI ne doit pas dépasser 15 mètres.

La connexion d'un PC à un réseau MIDI s'effectue à l'aide d'un adaptateur MIDI spécial, qui dispose de trois ports MIDI : entrée, sortie et pass-through, ainsi que de deux connecteurs pour connecter des joysticks.

La carte son comprend une interface pour connecter des lecteurs de CD-ROM.

MODULE MIXEUR Le module mélangeur de la carte son effectue :

commutation (connexion/déconnexion) des sources et récepteurs de signaux audio, ainsi que régulation de leur niveau ;

mélanger (mélanger) plusieurs signaux audio et ajuster le niveau du signal résultant.

Les principales caractéristiques du module mélangeur sont les suivantes :

nombre de signaux mixés sur le canal de lecture ;

régulation du niveau du signal dans chaque canal mixte ;

régulation du niveau du signal total;

puissance de sortie de l'amplificateur ;

disponibilité de connecteurs pour la connexion externe et interne
récepteurs/sources de signaux audio.

Les sources et récepteurs de signaux audio sont connectés au module de mixage via des connecteurs externes ou internes. Les connecteurs du système audio externe sont généralement situés sur le panneau arrière du boîtier de l'unité système : Joystick/MIDI - pour connecter un joystick ou un adaptateur MIDI ; Mic In - pour connecter un microphone ; Line In - entrée linéaire pour connecter toutes les sources de signaux audio ; Line Out - sortie linéaire pour connecter n'importe quel récepteur de signal audio ; Haut-parleur - pour connecter des écouteurs (écouteurs) ou un système de haut-parleurs passifs.

Le contrôle logiciel du mixeur s'effectue soit à l'aide des outils Windows, soit à l'aide du programme de mixage fourni avec le logiciel de la carte son.

La compatibilité du système audio avec l'une des normes de carte son signifie que le système audio fournira une reproduction de haute qualité des signaux sonores. Les problèmes de compatibilité sont particulièrement importants pour les applications DOS. Chacun d'eux contient une liste de cartes son avec lesquelles l'application DOS est conçue pour fonctionner.

Le standard Sound Blaster est supporté par des applications sous forme de jeux DOS, dans lesquels le son est programmé en mettant l'accent sur les cartes son de la famille Sound Blaster.

La norme Windows Sound System (WSS) de Microsoft comprend une carte son et un progiciel destinés principalement aux applications professionnelles.

SYSTÈME ACOUSTIQUE Le système acoustique (AS) convertit directement le signal électrique audio en vibrations acoustiques et constitue le dernier maillon du chemin de reproduction sonore.

Un système de haut-parleurs comprend généralement plusieurs haut-parleurs audio, chacun pouvant comporter un ou plusieurs haut-parleurs. Le nombre de haut-parleurs dans un système de haut-parleurs dépend du nombre de composants qui composent le signal sonore et forment des canaux sonores distincts.

Par exemple, un signal stéréo contient deux composants : les signaux stéréo gauche et droit, ce qui nécessite au moins deux haut-parleurs dans un système de haut-parleurs stéréo. Un signal audio Dolby Digital contient des informations sur six canaux audio : deux canaux stéréo avant, un canal central (canal de dialogue), deux canaux arrière et un canal de caisson de basses. Par conséquent, pour reproduire un signal Dolby Digital, le système de haut-parleurs doit disposer de six haut-parleurs.

En règle générale, le principe de fonctionnement et la structure interne des haut-parleurs à usage domestique et ceux utilisés dans les moyens techniques d'informatisation dans le cadre d'un système de haut-parleurs PC sont pratiquement les mêmes.

Fondamentalement, un haut-parleur PC se compose de deux haut-parleurs audio qui assurent une lecture stéréo. En règle générale, chaque haut-parleur d'un PC possède un haut-parleur, mais les modèles coûteux en utilisent deux : pour les hautes et les basses fréquences. Dans le même temps, les modèles modernes de systèmes acoustiques permettent de reproduire le son dans presque toute la gamme de fréquences audibles grâce à l'utilisation d'une conception spéciale du haut-parleur ou du boîtier du haut-parleur.

Pour reproduire les basses et ultra-basses fréquences avec une haute qualité, en plus de deux haut-parleurs, les haut-parleurs utilisent une troisième unité sonore - un subwoofer, installé sous le bureau. Ce système d'enceintes PC à trois composants se compose de deux enceintes dites satellites qui reproduisent les fréquences moyennes et hautes (d'environ 150 Hz à 20 kHz) et d'un subwoofer qui reproduit les fréquences inférieures à 150 Hz.

Une caractéristique distinctive des enceintes PC est la possibilité d'avoir son propre amplificateur de puissance intégré. Une enceinte avec amplificateur intégré est dite active. Le passif AC n’a pas d’amplificateur.

Le principal avantage des enceintes actives est la possibilité de se connecter à la sortie linéaire d'une carte son. L'enceinte active est alimentée soit par des piles (accumulateurs), soit par le réseau électrique via un adaptateur spécial, réalisé sous la forme d'une unité externe séparée ou d'un module d'alimentation installé dans le boîtier de l'une des enceintes.

La puissance de sortie des haut-parleurs PC peut varier considérablement en fonction des spécifications de l'amplificateur et des haut-parleurs. Si le système est destiné à la notation de jeux informatiques, une puissance de 15 à 20 W par enceinte est suffisante pour une pièce de taille moyenne. S'il est nécessaire d'assurer une bonne audibilité lors d'une conférence ou d'une présentation devant un large public, il est possible d'utiliser un haut-parleur d'une puissance allant jusqu'à 30 W par canal. À mesure que la puissance du haut-parleur augmente, ses dimensions globales augmentent et son coût augmente.

Les modèles modernes de systèmes de haut-parleurs disposent d'une prise pour casque. Lorsqu'elle est connectée, la lecture du son via les haut-parleurs s'arrête automatiquement.

Principales caractéristiques des enceintes :

bande de fréquence reproduite,

sensibilité,

coefficient harmonique,

pouvoir("https://site", 11).

La bande de fréquence reproductible (FrequencyResponse) est la dépendance amplitude-fréquence de la pression acoustique, ou la dépendance de la pression acoustique (intensité sonore) sur la fréquence de la tension alternative fournie à la bobine du haut-parleur. La bande de fréquences perçue par l'oreille humaine est comprise entre 20 et 20 000 Hz. En règle générale, les haut-parleurs ont une gamme limitée dans la région des basses fréquences de 40 à 60 Hz. Le problème de la reproduction des basses fréquences peut être résolu en utilisant un subwoofer.

La sensibilité d'un haut-parleur (Sensitivity) est caractérisée par la pression acoustique qu'il crée à une distance de 1 m lorsqu'un signal électrique d'une puissance de 1 W est appliqué à son entrée. Conformément aux exigences des normes, la sensibilité est définie comme la pression acoustique moyenne dans une certaine bande de fréquences.

Plus la valeur de cette caractéristique est élevée, mieux le haut-parleur restitue la plage dynamique du programme musical. La différence entre les sons « les plus faibles » et les « plus forts » des phonogrammes modernes est de 90 à 95 dB ou plus. Les haut-parleurs à haute sensibilité reproduisent assez bien les sons faibles et forts.

La distorsion harmonique totale (THD) évalue la distorsion non linéaire associée à l'apparition de nouvelles composantes spectrales dans le signal de sortie. Le facteur de distorsion harmonique est standardisé dans plusieurs gammes de fréquences. Par exemple, pour des enceintes Hi-Fi de haute qualité, ce coefficient ne doit pas dépasser : 1,5 % dans la gamme de fréquences 250 - 1000 Hz ; 1,5% dans la plage de fréquences 1000 - 2000 Hz et 1,0% dans la plage de fréquences 2000 - 6300 Hz. Plus la valeur de la distorsion harmonique est faible, meilleure est la qualité du haut-parleur.

La puissance électrique (Power Handling) que peut supporter l’enceinte est l’une des principales caractéristiques. Il n’existe cependant pas de relation directe entre puissance et qualité de restitution sonore. La pression acoustique maximale dépend plutôt de la sensibilité, et la puissance de l'enceinte détermine principalement sa fiabilité.

Souvent, sur l'emballage des enceintes PC, ils indiquent la puissance maximale du système d'enceintes, qui ne reflète pas toujours la puissance réelle du système, puisqu'elle peut dépasser de 10 fois la puissance nominale. En raison de différences significatives dans les processus physiques se produisant lors des tests AS, les valeurs de puissance électrique peuvent différer plusieurs fois. Pour comparer la puissance de différentes enceintes, vous devez savoir exactement quelle puissance indique le fabricant du produit et par quelles méthodes de test elle est déterminée.

Parmi les fabricants de haut-parleurs coûteux et de haute qualité figurent Creative, Yamaha, Sony et Aiwa. Les climatiseurs de classe inférieure sont produits par Genius, Altec, JAZZ Hipster.

Certains modèles d'enceintes Microsoft ne sont pas connectés à la carte son, mais au port USB. Dans ce cas, le son arrive aux enceintes sous forme numérique, et son décodage est effectué par un petit Chipset installé dans les enceintes.

MÉTHODES DE COMPRESSION DES INFORMATIONS AUDIO La méthode la plus simple de représentation numérique des signaux est appelée modulation par impulsions codées (PCM) ou PCM (Pulse-Code Modulation). Le flux de données PCM est une séquence de valeurs instantanées ou d'échantillons en code binaire. Si les convertisseurs utilisés ont une caractéristique linéaire (la valeur instantanée de la tension du signal est proportionnelle au code), alors cette modulation est dite linéaire (Linear PCM). Dans le cas du PCM, le codeur et le décodeur n'effectuent pas de conversion d'informations, mais regroupent/décompressent uniquement les bits en octets et mots de données. Le débit binaire est défini comme le produit de la fréquence d'échantillonnage par la profondeur de bits et le nombre de canaux. Le CD audio donne un flux de 44 100 × 16 × 2 = 1 411 200 bps (stéréo).

Pour les signaux audio réels, le codage PCM linéaire n'est pas économique. Le flux de données peut être réduit en utilisant un simple algorithme de compression utilisé dans le système delta PCM (DPCM), également connu sous le nom de DPCM (Differential Pulse-Code Modulation). De manière simplifiée, cet algorithme ressemble à ceci : le flux numérique ne transmet pas les échantillons instantanés eux-mêmes, mais la différence d'échelle entre l'échantillon réel et sa valeur construite par le codec à partir du flux de données qu'il a généré précédemment. La différence est transmise avec moins de chiffres que les lectures elles-mêmes. Dans ADPCM (adaptatif | DPCM, ou ADPCM - Adaptive Differential Pulse-Code Modulation), l'échelle de la différence est déterminée par l'historique - si la différence augmente de manière monotone, l'échelle augmente, et vice versa.

Bien entendu, le signal reconstruit avec cette représentation sera plus différent de celui d'origine qu'avec le PCM conventionnel, mais une réduction significative du flux de données numériques peut être obtenue. L'ADPCM est devenu largement utilisé dans le stockage numérique et la transmission d'informations audio (par exemple, dans les modems vocaux). Du point de vue du processeur PC, l'algorithme ADPCM peut être implémenté aussi bien en logiciel qu'en matériel à l'aide d'une carte son (modem).

Des algorithmes plus complexes et des taux de compression élevés sont utilisés dans les codecs audio MPEG. Dans l'encodeur MPEG-1, le flux d'entrée est constitué d'échantillons de 16 bits à une fréquence de 48 kHz (audio professionnel), 44,1 kHz (équipement grand public) ou 32 kHz (utilisé dans les télécommunications).

La norme définit trois « couches » de compression : la couche I, la couche 2 et la couche 3, travaillant l'une sur l'autre.

La compression initiale est réalisée sur la base des propriétés psychophysiques de la perception sonore. Ici, la propriété du masquage sonore se joue : si le signal contient deux tonalités avec des fréquences similaires dont le niveau diffère considérablement, alors le signal le plus puissant masquera le plus faible (il ne sera pas entendu). Les seuils de masquage dépendent de la distance entre les fréquences.

En MPEG, toute la gamme de fréquences audio est divisée en 32 sous-bandes ; dans chaque sous-bande, les composantes spectrales les plus puissantes sont déterminées et des seuils de fréquence de masquage sont calculés pour elles. Les effets masquants de plusieurs composants puissants sont cumulatifs. L'effet du masquage s'étend non seulement aux signaux présents simultanément avec le signal puissant, mais également à ceux qui le précèdent pendant 2 à 5 ms (prémasquage) et aux suivants jusqu'à 100 ms (post-masquage). Les signaux de région masquée sont traités avec une résolution inférieure car ils ont des exigences de rapport signal/bruit plus faibles. En raison de ce « grossissement », une compression se produit. La compression psychophysique est effectuée par la couche 1.

L'étape suivante (couche 2) améliore la précision de la présentation et regroupe les informations plus efficacement. Ici l'encodeur dispose d'une « fenêtre » de 23 ms (1152 échantillons) en fonctionnement.

Lors de la dernière étape (couche 3), des ensembles complexes de filtres et de quantification non linéaire sont appliqués. Le plus haut degré de compression est fourni par la couche 3, pour laquelle un taux de compression de 11:1 est atteint avec une fiabilité de décodage élevée.

MÉTHODES DE TRAITEMENT DES INFORMATIONS AUDIO Le stockage numérique met facilement en œuvre de nombreux effets qui nécessitaient auparavant des dispositifs électromécaniques ou électroacoustiques volumineux ou une électronique analogique complexe.

On sait que dans un espace clos (par exemple une salle), non seulement le son direct parvient à l'auditeur depuis la source, mais également réfléchi (plusieurs fois) depuis diverses surfaces (murs, colonnes, etc.). Les signaux réfléchis arrivent par rapport au signal direct avec divers retards et atténuations. Ce phénomène est appelé réverbération. Et ce phénomène peut être contrôlé grâce au traitement numérique du signal. Le stockage numérique facilite la mise en œuvre de nombreux effets qui nécessitaient auparavant des dispositifs électromécaniques ou électroacoustiques volumineux ou une électronique analogique complexe.

Tout d’abord, il y a une réverbération et un écho artificiels.

On sait que dans un espace clos (par exemple une salle), non seulement le son direct parvient à l'auditeur depuis la source, mais également réfléchi (plusieurs fois) depuis diverses surfaces (murs, colonnes, etc.). Les signaux réfléchis arrivent par rapport au signal direct avec divers retards et atténuations. Ce phénomène est appelé réverbération. Et ce phénomène peut être contrôlé grâce au traitement numérique du signal.

Des effets plus complexes peuvent être obtenus sur la base du biais de l'échantillon. Sous forme de représentation numérique, l'effet Doppler est facilement simulé - un changement de fréquence lorsqu'une source sonore s'approche rapidement de l'auditeur ou que la source s'éloigne de l'auditeur. Tout le monde a déjà rencontré cet effet : le sifflement à tonalité unique d'un train en approche sonne plus haut et celui d'un train au départ sonne plus bas que la tonalité réelle. En lecture numérique, l'accumulation du décalage d'échantillonnage entraînera une diminution de la tonalité, tandis que la réduction du décalage entraînera une augmentation de la tonalité.

En plus des astuces avec des retards, il est possible d'utiliser le filtrage numérique - de la mise en œuvre des blocs de tonalité et des égaliseurs les plus simples à la « coupure » d'une voix d'une chanson (l'effet « karaoké »). Tout est déterminé par le logiciel et les ressources informatiques du processeur.

DIRECTIONS POUR AMÉLIORER LE SYSTÈME SONORE Actuellement, Intel, Compaq et Microsoft ont proposé une nouvelle architecture pour le système audio des PC. Selon cette architecture, les modules de traitement du signal audio sont déplacés hors du boîtier du PC, où ils sont soumis au bruit électrique, et sont placés, par exemple, dans les haut-parleurs d'un système acoustique. Dans ce cas, les signaux sonores sont transmis sous forme numérique, ce qui augmente considérablement leur immunité au bruit et la qualité de la reproduction sonore. Pour transmettre des données numériques sous forme numérique, des bus USB haut débit et IEEE 1394 sont utilisés.

Une autre direction dans l'amélioration du système audio est la création d'un son surround (spatial), appelé son tridimensionnel ou son 3D (son tridimensionnel). Pour obtenir un son surround, un traitement spécial de phase du signal est effectué : les phases des signaux de sortie des canaux gauche et droit sont décalées par rapport à l'original. Celui-ci utilise la capacité du cerveau humain à déterminer la position de la source sonore en analysant la relation entre les amplitudes et les phases du signal sonore perçu par chaque oreille. L'utilisateur d'un système audio équipé d'un module spécial de traitement du son 3D ressent l'effet de « déplacer » la source sonore.

Une nouvelle direction dans l'utilisation des technologies multimédias est la création d'un cinéma maison sur PC (PC-Theater), c'est-à-dire une version d'un PC multimédia destinée à plusieurs utilisateurs simultanément pour regarder un jeu, regarder un programme éducatif ou un film. dans la norme DVD. PC-Theater comprend un système acoustique multicanal spécial qui génère un son surround. Les systèmes Surround Sound créent différents effets sonores dans une pièce, l'utilisateur ayant le sentiment d'être au centre du champ sonore et que les sources sonores sont autour de lui. Les systèmes de son surround multicanaux sont utilisés dans les cinémas et commencent déjà à apparaître sous la forme d'appareils grand public.

Dans les systèmes grand public multicanaux, le son est enregistré sur deux pistes de disques vidéo laser ou de cassettes vidéo à l'aide de la technologie Dolby Surround développée par Dolby Laboratories. Les développements les plus connus dans cette direction comprennent :

Dolby (Surround) Pro Logic est un système audio à quatre canaux contenant des canaux stéréo gauche et droit, un canal central pour les dialogues et un canal arrière pour les effets.

Dolby Surround Digital est un système audio composé de 5 + 1 canaux : canaux d'effets arrière gauche, droit, central, gauche et droit et un canal ultra-basse fréquence. Les signaux du système sont enregistrés sous la forme d’une bande sonore optique numérique sur film.

Dans certains modèles d'enceintes acoustiques, en plus des commandes standard de haute/basse fréquence, de volume et de balance, il existe des boutons pour activer des effets spéciaux, par exemple le son 3D, Dolby Surround, etc.

1.2 Partie pratique

1.2.1 Schéma fonctionnel d'un dispositif émetteur-récepteur pour la transmission de signaux sans fil

Avec la popularité croissante des technologies sans fil, la portée de leurs applications s’élargit. La thèse examine une solution basée sur le principe de transmission de données multimédias sur des canaux sans fil et conçue pour combiner des PC et des composants d'équipements audio domestiques en un seul complexe multimédia.

De temps en temps, les utilisateurs d'ordinateurs personnels doivent connecter cet appareil à un équipement audio fixe, par exemple à un centre musical. Bien entendu, l'option la plus simple dans ce cas est de se connecter via un câble. Cependant, la grande majorité des composants audio fixes disposent de connecteurs permettant de connecter des sources de signaux situés sur le panneau arrière, ce qui n'est généralement pas si facile à atteindre. Le deuxième problème, plus grave, est le manque d'entrées pour connecter des sources de signaux externes dans de nombreuses radios et centres musicaux bon marché.

L'un des moyens les plus universels de résoudre ces problèmes est l'utilisation d'émetteurs radio de faible puissance qui diffusent un signal audio dans la gamme VHF (la possibilité de recevoir des programmes sur ces fréquences est mise en œuvre dans presque tous les modèles modernes de radios et de centres de musique) . Il convient également de noter que le signal ainsi transmis peut être reçu simultanément par plusieurs récepteurs radio proches.

Dans le cas de l'interaction d'un lecteur numérique avec des équipements analogiques (magnétophones radio, systèmes stéréo, etc.), la transmission du son sous forme analogique est la seule option possible. Si l'on considère l'interaction de deux appareils numériques (par exemple, un ordinateur et un centre multimédia), il est alors préférable dans ce cas d'utiliser la transmission de données audio sur un canal sans fil sous forme numérique.

La manière traditionnelle de transférer le son de la carte son de votre PC vers votre amplificateur de haut-parleur consiste à utiliser des câbles. Le projet de thèse examine la transmission sans fil du son via un faisceau laser sur une distance allant jusqu'à plusieurs mètres.

En figue. La figure 6 montre un schéma fonctionnel d'un récepteur de signal audio :

Riz. 6 — Schéma fonctionnel d'un récepteur de signal audio Sur la Fig. La figure 7 montre un schéma fonctionnel d'un émetteur de signal audio :

Riz. 7 — Schéma fonctionnel d'un émetteur de signal audio L'enroulement primaire doit être directement connecté à la sortie du signal audio. Nous connectons le moins de la batterie à l'une des extrémités de l'enroulement secondaire, et connectons le plus de la batterie directement au plus de la diode laser.

Nous connectons la deuxième extrémité de l'enroulement secondaire via une résistance de 15-47 Ohm au moins de la diode laser.

1.2.2 Sélection de la base des éléments pour construire un dispositif d'étude du système audio PC

Pour assembler un appareil de transmission de signal sans fil, l'équipement suivant est requis : une source de signal audio (ordinateur personnel, chaîne stéréo ou téléphone portable), un transformateur réseau d'une puissance de 10-15 W, une résistance de 5 à 20 Ohms et un batterie.

Vous pouvez utiliser n'importe quel transformateur réseau d'une puissance maximale de 20 W, contenant un enroulement secondaire de 6 ou 12 V, ou vous pouvez l'enrouler vous-même (enroulement primaire - 15 tours de fil de 0,8 mm, enroulement secondaire - 10 tours de 0,8 mm).

Pour un récepteur de signal audio, vous aurez besoin d'une photodiode et d'un amplificateur basse fréquence.

La LED utilisée est une LED ordinaire. Il peut être remplacé par un laser (cela augmentera considérablement la distance de transmission), qui devra être connecté via une résistance de 5 Ohm, 0,5 W. La source du faisceau lumineux peut également être complétée par des optiques provenant d'un lecteur de DVD, concentrant ainsi le faisceau lumineux et augmentant la distance de transmission. La batterie est utilisée Li-Ion (lithium-ion) provenant d'un téléphone portable. Au lieu de cela, vous pouvez utiliser une alimentation stabilisée de 3,5 à 4 V, avec un courant ne dépassant pas 1 A. Paramètres du module solaire : tension maximale 14 V, avec un courant maximum de 100 mA. Le module peut être remplacé par n'importe quel autre photodétecteur.

1.2.3 Principe de fonctionnement du dispositif d'étude de la sonorisation du PC

A partir d'une source sonore de faible puissance (ordinateur personnel, téléphone portable), un signal audio est envoyé à l'enroulement primaire du transformateur, sort de l'enroulement secondaire, est amplifié par une batterie et va à la diode LED/laser. La photodiode, qui sert de récepteur de signal audio, est directement connectée à l'entrée de l'amplificateur de puissance. Ensuite, allumez la musique et dirigez le faisceau vers le photodétecteur. Le faisceau lumineux est reçu par un module solaire, qui est connecté à un amplificateur, et l'amplificateur de puissance amplifie le signal faible et le résultat est un son d'assez haute qualité. Au lieu d'un laser, vous pouvez également utiliser une LED ordinaire, mais dans ce cas, la portée de transmission du signal sonore ne dépassera pas 30 centimètres, il est conseillé d'utiliser des LED blanches ou ultraviolettes provenant de briquets. Lors de l'utilisation d'un pointeur laser, il est possible de transmettre un signal audio sur une distance allant jusqu'à 15 mètres, et notons que la qualité sonore est plutôt bonne. Le son transmis est assez puissant à une distance de 7 mètres : l'amplificateur a délivré 80 % de sa puissance à la charge à plein volume.

La qualité du signal transmis est assez bonne, aucune distorsion sonore n'est observée.

1.2.4 Application de l'appareil

Un tel dispositif a trouvé une application très large dans la science et la technologie: les microphones laser destinés à l'espionnage sont précisément basés sur un tel émetteur et récepteur.

Un tel appareil est un excellent accessoire pour un ordinateur, par exemple, de la musique est diffusée sur l'ordinateur et l'amplificateur de puissance n'est pas connecté par câble à l'ordinateur, de cette façon, vous pouvez également transmettre une conversation, il vous suffit d'appliquer un signal du microphone (avec un préamplificateur) à l'entrée de l'appareil et le résultat est un téléphone sans fil ou un talkie-walkie, ou un excellent bug pour les courtes distances.

Chapitre 2. Protection du travail. Mesures de sécurité lors de la maintenance du matériel informatique

2.1 Assainissement industriel et hygiène du travail

transmission du signal du mélangeur d'enregistrement Conformément aux « Termes et définitions » de GOST 12.0.002 SSBT, l'assainissement industriel est un système de mesures organisationnelles, sanitaires et hygiéniques, de moyens et de méthodes techniques qui préviennent ou réduisent l'impact des facteurs de production nocifs sur les travailleurs à des valeurs ​sans dépasser les limites acceptables.

L’éventail des questions abordées dans le cadre de l’assainissement industriel et de l’hygiène du travail comprend :

— garantir les exigences sanitaires et hygiéniques relatives à l'air dans la zone de travail ;

— garantir les paramètres du microclimat sur les lieux de travail ;

— assurer un éclairage naturel et artificiel standard ;

— protection contre le bruit et les vibrations sur le lieu de travail ;

— protection contre les rayonnements ionisants et les champs électromagnétiques ;

— fourniture d'aliments spéciaux, de pâtes et pommades protectrices, de vêtements spéciaux et d'équipements spéciaux. chaussures, équipements de protection individuelle (masques à gaz, respirateurs, etc.) ;

— mise à disposition d'installations sanitaires conformes aux normes, etc.

L'hygiène du travail ou hygiène professionnelle est une branche de l'hygiène qui étudie l'impact du processus de travail et de l'environnement de production environnant sur le corps des travailleurs afin d'élaborer des normes et mesures sanitaires, hygiéniques, thérapeutiques et préventives visant à créer des conditions de travail plus favorables, assurer la santé et un haut niveau de performance humaine.

Dans les conditions de production industrielle, les humains sont souvent exposés à des températures de l'air basses et élevées, à un fort rayonnement thermique, à de la poussière, à des produits chimiques nocifs, au bruit, aux vibrations, aux ondes électromagnétiques, ainsi qu'à une grande variété de combinaisons de ces facteurs, qui peuvent conduire à certains problèmes de santé. problèmes. , à une diminution des performances. Pour prévenir et éliminer ces effets néfastes et leurs conséquences, une étude est réalisée sur les caractéristiques des processus de production, des équipements et des matières transformées (matières premières, auxiliaires, intermédiaires, sous-produits, déchets de production) du point de vue de leur impact. sur le corps des travailleurs ; conditions sanitaires de travail (facteurs météorologiques, pollution de l'air par poussières et gaz, bruit, vibrations, ultrasons, etc.) ; la nature et l'organisation des processus de travail, les modifications des fonctions physiologiques pendant le travail.

L'assainissement industriel est un système de mesures et de moyens organisationnels, préventifs et sanitaires et hygiéniques visant à empêcher les travailleurs d'être exposés à des facteurs de production nocifs.

Les activités de travail peuvent être effectuées à l'extérieur et à l'intérieur.

Les locaux industriels sont des espaces clos dans tous les bâtiments et structures où, pendant les heures de travail, des personnes travaillent de manière constante ou périodique dans divers types de production. Une personne peut travailler dans différentes pièces d’un ou plusieurs bâtiments et structures. Dans de telles conditions de travail, il est nécessaire de parler de lieu de travail ou de zone de travail.

L'environnement de production d'un espace de travail est déterminé par un complexe de facteurs. La présence de ces facteurs (dangers) dans l'environnement de travail peut affecter non seulement l'état du corps, mais aussi la productivité, la qualité, la sécurité du travail, entraîner une diminution des performances, provoquer des modifications fonctionnelles du corps et des maladies professionnelles.

Dans les conditions modernes d'automatisation du travail, un complexe de facteurs faiblement exprimés agit sur le corps ; il est extrêmement difficile d'étudier les effets de l'interaction, c'est pourquoi l'assainissement industriel et l'hygiène du travail résolvent les problèmes suivants :

prendre en compte l'influence des facteurs de l'environnement de travail sur la santé et la performance ;

améliorer les méthodes d'évaluation des performances et de l'état de santé ;

développement de mesures organisationnelles, technologiques, d'ingénierie et socio-économiques pour rationaliser l'environnement de production ;

développement de mesures préventives et sanitaires;

améliorer les méthodes d'enseignement.

La température et l'humidité de la pièce sont les paramètres les plus importants qui déterminent l'état de confort à l'intérieur.

Les températures de l'air intérieur recommandées selon diverses normes sont comprises entre 20−22С et 22−26С. Un autre paramètre physique de l'atmosphère interne qui affecte directement l'échange thermique du corps humain est l'humidité de l'air, qui caractérise sa saturation en vapeur d'eau. Ainsi, un manque d'humidité, inférieur à 20 % d'humidité relative, entraîne un dessèchement des muqueuses et provoque de la toux. Et un dépassement du taux d'humidité, supérieur à 65 %, entraîne une détérioration du transfert de chaleur lorsque la sueur s'évapore, et une sensation d'étouffement apparaît. La température doit donc être liée aux niveaux d’humidité.

La vitesse de l'air est déterminée dans la zone de travail de la pièce, c'est-à-dire là où se trouvent les personnes, à savoir dans un espace allant de 0,15 m du sol à 1,8 m de hauteur et à une distance d'au moins 0,15 m des murs. La vitesse de l'air dans la zone de travail est recommandée entre 0,13 et 0,25 m/s. À vitesse inférieure, il fait étouffant, voire chaud ; à vitesse élevée, ce n'est qu'un courant d'air, ce qui n'a de sens que lorsque la température dépasse les valeurs standards.

Analyse des conditions de travail L'évaluation des conditions de travail est réalisée selon une méthodologie particulière, basée sur une analyse des niveaux de facteurs nocifs et dangereux dans un lieu de travail donné.

Pour réaliser une certification sur le lieu de travail, il est également nécessaire d'évaluer de manière globale les conditions de travail.

La détermination de la classe de conditions de travail sur les lieux de travail est effectuée dans le but de :

priorisation des activités d’amélioration de la santé ;

créer une banque de données sur les conditions de travail existantes;

détermination des paiements et des indemnisations pour conditions de travail préjudiciables.

Un facteur de production nocif est un facteur environnemental et de processus de travail qui peut entraîner une diminution des performances, une pathologie (maladie professionnelle) et entraîner une altération de la santé de la progéniture.

Peut être nocif :

facteurs physiques : température, humidité et mobilité de l'air, rayonnements non ionisants et ionisants, bruit, vibrations, éclairage insuffisant ;

facteurs chimiques : niveaux de gaz et de poussières dans l’air ;

facteurs biologiques : agents pathogènes ;

facteurs de gravité du travail : charge physique, statique et dynamique ; un grand nombre de mouvements de travail stéréotypés, un grand nombre de courbures du corps, une posture de travail inconfortable ;

facteurs de stress au travail : stress intellectuel, sensoriel, émotionnel, monotonie et durée du travail.

Un facteur de production dangereux est un facteur environnemental et de travail qui peut entraîner une forte détérioration de la santé, des blessures ou la mort.

La conception d'appareils électroniques modernes (ES) est un processus complexe dans lequel les principes de fonctionnement des systèmes électroniques, des circuits et des conceptions d'équipements ainsi que la technologie de leur fabrication sont mutuellement liés. Dans le cadre de ce processus global, la conception doit satisfaire à toutes les exigences relatives à la conception d’un système électrique. La conception peut être mise en œuvre à l’aide de diverses méthodes. Existant...

Ainsi, l’efficacité de l’accumulation cohérente est déterminée par le nombre effectif de signaux accumulés de manière cohérente. Avec une accumulation cohérente de signaux sur tout l'intervalle d'observation (), l'efficacité maximale de l'accumulation cohérente est égale au nombre de signaux uniques dans la séquence. Le rapport signal/bruit de puissance résultant de l’accumulation cohérente d’une séquence de signaux uniques peut être...

La fonction spectrale étant complexe, on peut parler de spectre d'amplitude et de spectre de phase. La signification physique de la fonction spectrale : le signal est représenté comme la somme d'une série infinie de composantes harmoniques (sinusoïdes) avec des amplitudes qui remplissent continuellement l'intervalle de fréquence de 0 à et les phases initiales. La dimension de la fonction spectrale est la dimension du signal multipliée par le temps....

Diplôme

En général, le système de communication fonctionnant selon la norme GSM est conçu pour être utilisé dans divers domaines. Il offre aux utilisateurs une large gamme de services et la possibilité d'utiliser une variété d'équipements pour la transmission de messages vocaux et de données, de signaux d'appel et d'urgence ; se connecter aux réseaux téléphoniques publics commutés (PSTN), aux réseaux de données (PDN) et aux réseaux numériques avec intégration...

ANNEXES Annexe A Développer un projet informatique d'entreprise. réseaux (KVS) pour un immeuble de 3 étages. Plan d'étage d'un étage : type 1=(5, 11, 17, 23, 29, 35, 41, 47, 53, 59, 65, 71, 77, 83, 89, 95,101). tapez 2=(6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 66, 72, 78, 84, 90, 96,102). tapez 3=(1, 7, 13, 19, 25, 31, 37, 43, 49, 55, 61, 67, 73, 79, 85, 91, 97,103). tapez 4=( 2, 8, 14, 20, 26, 32, 38, 44...

Cours

Il est pratique de commencer à construire le LFC souhaité à partir de la région des moyennes fréquences dans la séquence suivante. À l'aide des valeurs données et du tableau, nous déterminons la fréquence de coupure (3.2). Pour déterminer, nous obtenons : Nous traçons la fréquence sur l'axe des x et traçons une ligne droite qui la traverse avec une pente de -20 dB/déc. La fréquence qui limite la région des moyennes fréquences du LFC souhaité sur la gauche est déterminée par la taille du segment. Fréquence...

Lors de la conception, de la réparation, de la fabrication, de l'exploitation et du test des composants électroniques et électriques d'équipements électriques, une documentation technique est utilisée, appelée documentation de conception. Pour faciliter la conception et le développement de la documentation de conception, divers progiciels de conception assistée par ordinateur sont utilisés. À la suite de ce travail de cours, vous...

Lors de la détermination de la fiabilité d'un ordinateur, il est nécessaire de connaître : a) le processus de défaillance des appareils informatiques ; b) la configuration du système, qui décrit la nature de la connexion des appareils et les règles de leur fonctionnement ; c) la procédure d'entretien et de réparation des appareils informatiques. Le processus d’apparition d’une panne dans un ordinateur est généralement décrit par des lois probabilistes complexes. Par conséquent, dans la pratique de l’ingénierie, pour évaluer la fiabilité d’un ordinateur, ils introduisent...

Cours

La résistivité électrique, ou simplement la résistivité d'une substance, est une grandeur physique qui caractérise la capacité d'une substance à empêcher le passage du courant électrique. Pour le substrat expérimental en silicium présenté dans ce travail, le type de conductivité est déterminé par la méthode thermoEMF. Selon cette étude, il a été constaté que le substrat est p-conducteur. L'essence de la méthode est donnée ci-dessous. Plan d'installation pour...