Ozren Bilan ELEKTROAKUSTIKA predgovor i sadržaj 2

o knjizi

SUSTAVI OZVUČENJA

SNIMANJE ZVUKA I DIGITALNA AUDIO TEHNIKA

2003 -837 str. - 22x15 cm- 500 ilustracija- 30 tablica-350 referenci-kazalo-ISBN 953-97685-1-9 UDK 681.84 : 534.84

SADRŽAJ PREDGOVOR

RECENZIJE

Predgovor

Nakon izlaska knjige Akustika prostorija, zvučnici, pojačala i spojni vodovi javila se potreba za obradom nekih tema koje spomenuta knjiga nije obuhvatila. U prvom redu to se odnosi na sustave ozvučenja, snimanje zvuka i digitalnu audio tehniku. To je ujedno i razlog nastanka ove knjiga pod naslovom Sustavi ozvučenja, snimanje zvuka i digitalna audio tehnika koja je nastavak knjige Akustika prostorija, zvučnici, pojačala i spojni vodovi i s njom čini cjelinu.

Svrha knjige Sustavi ozvučenja je omogućavanje temeljitog stjecanja stručnih znanja i vještina o sustavima ozvučenja otvorenog i zatvorenog prostora. U ovoj knjizi iskorišteno je autorovo 20 godišnje iskustvo na poslovima najsloženijeg opremanja objekata, u prvom redu, projektiranjem, razvojem i konstrukcijom sustava ozvučenja; ali i predavača kolegija elektroakustike, te autora više desetaka članaka u domaćem i stranom tisku. Pri postupku stjecanja te usvajanja znanja i vještina, u knjizi se posebno intenzivno koriste prednosti informatičke osposobljenosti za uporabu suvremenih mjernih sustava. To se odnosi, u prvom redu, na delta-sigma mjerne sustave visoke točnosti, u cilju samostalnog rada na analizi i sintezi elektroakustičkih sustava, sustava ozvučenja, razvoja zvučničkih sustava i audio elektronike, akustike prostorija za potrebe pomnjivog slušanja i snimanja govora i glazbe, primjena rezultata mjerenja pri procjeni kakvoće elektroakustičkih sustava, subjektivnoj analizi kodera, primjena sustava digitalne audio tehnike, itd.

Pri projektiranju i izvedbi sustava ozvučenja nužno se koriste mikrofoni pa je posebno poglavlje posvećeno mikrofonima koji se analiziraju prema akustičkom tlaku i električnoj podjeli. Poseban dio posvećen je korištenju mikrofona pri snimanju u teatru i studiju.

Danas se digitalna audio tehnika komercijalno primjenjuje u audio sustavima već 30 godina i skoro potpuno istiskuje analognu audio tehniku. To je razlog zbog kojeg ova knjiga dijelom analizira sustave koji koriste digitalne sustave za snimanje, obradu i prenos audio podataka. U trenutku nastanka knjige obuhvaćeni su svi najvažniji kućni i profesionalni digitalni audio sustavi i formati. Nakon elementarne obrade analogno digitalne pretvorbe i objašnjenja temeljnih pojmova digitalne audio tehnologije, posebna pozornost posvećena je algoritmima za redukciju i sažimanje podataka, a prikazani su i jednostavni pokusi kojima se lako na primjerima mogu shvatiti principi redukcije podataka. Posebna pozornost posvećena je razvoju i realizaciji MPEG interoperabilne multimedijske strukture, a jedno poglavlje analizira subjektivnu kakvoću VAW, WMA, MP3, AAC i OOG audio kodera budući da će, vjerojatno u skoroj budućnosti, to biti osnovni oblici linijskih signala putem nemehaničkih reproduktora. Obrađeno je analogno i digitalno snimanje zvuka s poznatijim uređajima za snimanje i najpoznatijim digitalnim audio formatima.

U ovoj knjizi, na samom početku, obrađene su i osnove zvučnih valova te područja fiziološke i psihološke akustike u mnogo širem opsegu nego u prvoj knjizi. Posebni naglasak stavljen je na prostiranju zvuka vezano za sustave ozvučenja, te prikazu i analizi pojma faze i subjektivne osjetljivosti akustičke faze pri slušanju zvučničkih sustava.

Pored toga, nadopunjena su poglavlja o zvučnicima i akustici prostorija detaljnijim prikazom elektrostatskih zvučnika te prijenosnih linija (Transmission Line), pojasnih (Band Pass) i kompaundnih (Isobaric) kombinacija. Za sve tipove zvučnika prikazan je postupak konstrukcije primjenom računarskih programa. U istom poglavlju posebno detaljno su obrađeni tlačni pobuđivači s lijevcima konstantne usmjerenosti, koji su temelj profesionalnih razglasnih sustava u otvorenom i zatvorenom prostoru. Prikazan je cjeloviti postupak analize i konstrukcije dvopojasnog zvučničkog sustava, od potpuno nepoznatih komponenti, do gotovog sustava. Pri tome se koristi računarski mjerni sustav, kojim su izvršena sva mjerenja. Temeljem izmjerenih vrijednosti i uporabom teorije opisani su postupci pri projektiranju. Projektiran je sustav, izmjerene su mu najvažnije karakteristike i nakon toga, izvršeno je subjektivno testiranje sustava. Nedostaci uočeni pri radu u prvom redu potječu od konstrukcijskih nesavršenosti primijenjenih zvučnika.

Poglavlje o akustičkim apsorberima, difuzerima i Helmholtzovim rezonatorima dopunjeno je prikazom postupaka projektiranja i konstrukcija navedenih akustičkih sustava te ispitivanja i analize efikasnosti korištenjem računarskih programa.

Posebno završno poglavlje knjige posvećeno je elektroakustičkim mjerenjima s naglaskom na korelaciji subjektivnog osjeta sluha i rezultata mjerenja. U tom poglavlju detaljno su prikazani najpopularniji suvremeni programi za akustička mjerenja. Naglasak je na prikazu najvažnijih mjerenja i analizi dobivenih rezultata, a posebno se obrađuje mjerenje akustičke, minimalne, neminimalne i ekscesne faze zvučničkih sustava.

Ova knjiga namijenjena je onima koji žele proširiti saznanja o elektroakustici kao i onima koji se profesionalno bave problemima elektroakustike te na najbrži način trebaju doći do rješenja elektroakustičkih problema. Iz tih razloga primijenjen je isti pristup kao i u knjizi Akustika prostorija. Mnogi teoretski izvodi nisu u cijelosti izvedeni, nego su dani u obliku u kojem imaju najveću korist u praksi. Međutim, pri tome su sva neophodna fizikalna i grafička objašnjenja iznesena u cjelosti. Pri analizi tema usvojen je pristup pisan jednostavnim jezikom i bez opširne više matematičke analize, dostupne u brojnim knjigama i skriptama, ali predočene su bitne relacije od najveće koristi u praksi. Iz navedenih razloga knjiga se može smatrati uvodnom za navedena područja. Posebno su detaljno obrađena elektroakustička mjerenja uz veliki broj primjera izrađenih mjernim sustavom visoke točnosti. 612 poglavlja knjige, bogato je ilustrirano s oko 500 crteža, fotografija i tabela, a intenzivno je primijenjena tehnika prikaza računalnog ekrana. Pored studenata i profesionalaca u audio tehnici, veliku količinu korisnih informacija u ovoj knjizi naći će i svi oni koji se elektroakustikom bave kao hobijem, kao slušatelji amateri ili audiofili konstruktori. Oni mogu u ovoj knjizi pronaći veliku količinu korisnih informacija i objašnjenja, koja se mogu direktno primijeniti u praksi, jer se pri izlaganju tema nastojala zadržati ravnoteža između popularnog i stručnog pristupa.

Potrebno je spomenuti kako najveći broj primjera u knjizi predstavljaju prikaze konkretnih, uspješno riješenih problema iz prakse. Isto tako, brojni su prikazi računarskih programa kojima se mnogi praktični problemi mogu brzo i lako riješiti, a obuhvaćen je i manji broj riješenih zadataka, tipičnih u praksi. Pri izlaganju tema, na nekim mjestima daje se vrlo kratki povijesni prikaz sustava, uređaja ili formata, kao i najznačajnije ličnosti zaslužne za izume, otkrića i realizaciju sustava, kako korisnici ove knjige ne bi ostali prikraćeni za opća kulturna saznanja o temi koja ih interesira, te kako bi imali mogućnost anticipacije daljnjeg razvoja. Za cjelovito razumijevanje knjige nužna su osnovna predznanja o teoriji valova te fiziološkim i psihološkim aspektima zvuka. Pored toga, potrebno je i elementarno znanje o matematičkim funkcijama.

Navedena je vrlo obimna bibliografija (300 knjiga i članaka) koja može zainteresiranima poslužiti za temeljitiju analizu i širenje znanja. Na kraju je kazalo oko tisuću važnijih pojmova koji se spominju u knjizi te prilozi sponzora koji su omogućili tiskanje ove knjige. Nadam se da će ova knjiga, Sustavi ozvučenja i već ranije objavljena Akustika prostorija, u većem dijelu zaokružiti područje elektroakustike u korist svih zainteresiranih.

	Sadržaj	3
	Predgovor	20
	Uvod	23

I	OSNOVE ZVUČNIH VALOVA	24
I.1.	Tlak, nastajanje sinusnog vala	24
I.2.	Faza i polaritet	28
I.3.	Harmonici	28
I.4.	Longitudinalni i transverzalni valovi	29
I.5.	Teoretski i praktični izvori zvuka	30
I.5.1.	Monopol	30
I.5.2.	Dipol i bipol	32
I.6.	Sumiranje sinusnih valova	37
I.7.	Amplituda	40
I.8.	Frekvencija	41
I.9.	Valna dužina i period	42
I.10.1.	Širenje zvuka u otvorenom prostoru	44
I.10.2.	Koherencija	44
I.10.3.	Konstruktivna interferencija	45
I.10.4.	Destruktivna interferencija	46
I.10.5.	Treptajni valovi, tonovi sume i razlike	47
I.10.6.	Fourierova transformacija	47
I.10.7.	Divergencija valova	48
I.10.8.	Ekscesna slabljenje	50
I.10.8.1.	Ekscesna slabljenje uslijed apsorpcije	50
I.10.8.2.	Ekscesna slabljenje uslijed magle, kiše i snijega	51
I.10.8.3.	Utjecaj vlažnosti na širenje zvuka	52
I.10.8.4.	Difrakcija zvuka	53
I.10.8.5.	Ekscesna slabljenje prepreka	54
I.10.8.6.	Utjecaj stabala, šuma i grmlja	56
I.10.8.7.	Ekscesna atenuacija iznad zemlje - bez zone sjene	58
I.10.8.8.	Ekscesna atenuacija iznad zemlje - zona u sjeni	58
I.10.8.9.	Turbulencija	58
I.10.8.10.	Prostiranje zvuka iznad brdovitog terena	58
I.10.8.11.	Atmosferske nehomogenosti	59
I.10.8.11.1.	Utjecaj vjetra i temperaturnih gradijenata	59
I.10.8.11.2.	Kolebanja razine zvučnog tlaka zvučnih valova pri prostiranju kroz atmosferu	60
I.11.	Decibel	61
I.11.1.	Snaga i Bel	61
I.11.2.	dB_SPL	63
I.11.3.	dBm	64
I.11.4.	dBV	64
I.11.5.	dBu	65
I.11.6.	dBVU i dBfs	65
I.11.7.	Profesionalna razina	66
I.12.	Spektar šuma	67
I.12.1.	Bijeli šum	67
I.12.2.	Ružičasti šum	68

II	FIZIOLOŠKA I PSIHOLOŠKA AKUSTIKA	69

II.1.	Građa uha	69
II.2.	Frekvencije maksimalne osjetljivosti uha	69
II.3.	Slušni proces	72
II.4.	Psihofizika - ispitivanje razlike podražaja	75
II.5.	Presbycusis, tinnitus i diplacusis	75
II.6.	Glasnoća	77
II.6.1.	Prag osjeta sluha	77
II.6.2.	Razine jednake glasnoće	78
II.6.3.	Prag zvučnog intenziteta	80
II.6.4.	Razine glasnoće - mjerenje	80
II.7.	Prag razlike frekvencije	81
II.8.	Koncept kritičnih područja	81
II.9.	Prag maskiranja	81
II.10.	Binauralna lokalizacija	82
II.11.	Vremenska konstanta uha	82
II.12.	Haasov efekt i efekt prethođenja Wallacha, Meyera i Shodera	84
II.13.	Čujnost faze	86
II.13.1.	Definicije	87
II.13.2.	Prva ispitivanja faze	90
II.13.3.	Neke osobitosti ljudskog osjeta sluha	91
II.13.4.	Osjet faze zvučničkog sustava	97
II.13.5.	Utjecaj frekvencijskih filtra na osjet faze	98
II.13.5.1.	Utjecaj frekvencijskih filtra konstantne snage i konstantnog napona na osjet faze	103
II.13.6.	Čujnost vremenskog izobličenja zbog kašnjenja signala	104
II.13.7.	Sustav linearne faze - sustav s konstantnim grupnim kašnjenjem	106
II.13.8.	Čujnost faznih izobličenja	109
III.	ELEKTRO-AKUSTIČKO-MEHANIČKE ANALOGIJE	112
IV.	MIKROFONI	119

IV.1.	Podjela mikrofona po akustičkom tlaku	119
IV.1.1.	Tlačni mikrofon	120
IV.1.2.	Gradijentni mikrofon	122
IV.2.	Mikrofoni po električnoj podijeli	124
IV.2.1.	Dinamički mikrofon titrajnom zavojnicom	124
IV.2.1.1.	Izbor dinamičkog mikrofona	126
IV.2.2.	Dinamički mikrofon s trakom	126
IV.2.2.1.	Izbor mikrofona s trakom	127
IV.2.3.	Kondenzatorski mikrofon	128
IV.2.3.1.	Izbor kondenzatorskog mikrofona	131
IV.2.4.	Elektret mikrofoni	132
IV.2.4.1.	Izbor elektret mikrofona	133
IV.2.5.	Boundary mikrofon	133
IV.2.5.1.	Izbor boundary mikrofona	134
IV.3.	Definicija slobodnog polja i odziva tlaka	135
IV.4.	Tehničke karakteristike	135
IV.4.1.	Osjetljivost	135
IV.4.2.	Karakteristike u području preopterećenja	137
IV.4.3.	Linearnost i izobličenja	137
IV.4.4.	Frekvencijski odziv	137
IV.4.5.	Šum	138
IV.4.6.	Mikrofonske razine	138
IV.4.7.	Karakteristika usmjerenosti	139
IV.4.7.1.	Krivulje usmjerenosti obzirom na uporabu	139
IV.4.7.1.1.	Gradijentni mikrofon prvog reda	139
IV.4.7.1.2.	Omnidirekcionalni ili kružni	141
IV.4.7.1.3.	Bidirekcionalni	142
IV.4.7.1.4.	Kardioidni	142
IV.4.7.1.5.	Usmjerenije karakteristike	142
IV.4.7.1.6.	Izbor karakteristike usmjerenosti mikrofona	143
IV.5.	Stereo mikrofoni	144
IV.6.	Postavljanje mikrofona	144
IV.6.1.	Uporaba samo jednog mikrofona	144
IV.6.2.	Stereo	147
IV.6.3.	Razmaknuti mikrofoni	148
IV.6.4.	Koincidentni kardioidni mikrofoni	148
IV.6.5.	MS tehnika	149
IV.6.6.	Veliki orkestri	150
IV.6.7.	Studio tehnika	151
IV.6.7.1.	Mikrofon za svaki instrument	151
IV.6.7.2.	Blisko postavljanje mikrofona	151
IV.6.7.3.	Akustičke ograde oko instrumenata ili snimanje u zasebnim studijima	151
IV.6.7.4.	Snimanje uz pomoć slušalica	151
IV.6.7.5.	Velik broj snimaka jedne skladbe	152
IV.6.7.6.	Pop filtri, štitnici od vjetra, windjammer	152
IV.6.7.7.	Prilagođenje mikrofona glazbenom instrumentu	155
IV.7.	Podjela mikrofona	155
IV.8.	Izvod frekvencijskih odziva mikrofona	156
IV.9.	Sustavi bežičnih mikrofona	157
IV.9.1.	Antene bežičnih mikrofona	159
IV.9.2.	Postavljanje prijemnih i predajnih antena	160
IV.9.3.	Obrada audio signala	161
IV.9.4.	Mikroprocesorski diversity sustav	161
IV.10.	Povijest mikrofona	163

V.	ELEKTROSTATSKI ZVUČNICI	164

V.1.	Princip rada i analitička obrada	164
V.2.1.	Konstrukcija	168
V.2.2.	Materijali	170
V.2.3.	Primjenjiva pojačala snage elektrostatskih zvučnika	170
V.2.4.	Stator	170
V.2.5.	Membrana	170
V.2.5.1.	Postupak izrade premaza	174
V.2.5.2.	Tipične impedancije	175
V.2.5.3.	Otpor membrane	175
V.2.5.4.	Mjerenje površinskog otpora	176
V.2.5.5.	Lijepljenje membrane	177
V.2.6.	Audio transformatori	177
V.2.7.	Visokonaponski dio	177
V.2.7.1.	Kapacitet	177
V.2.7.2.	Visokonaponska kaskada	178
V.3.	Postupak konstrukcije	180
V.4.	Projektiranje sustava	182

VI.	PRIJENOSNA LINIJA, POJASNA I KOMPAUNDNA KONFIGURACIJA, DIPOLNI SUSTAV, TLAČNI POBUĐIVAČI I LIJEVCI	184

VI.1.	Izbor zvučničke konfiguracije	184
VI.2.	Sustavi s prijenosnom linijom (TL)	184
VI.2.1.	Primjer proračuna TL sustava	187
VI.3.	Pojasna refleksna konfiguracija	189
VI.4.	Izobarična ili kompaundna konfiguracija	191
VI.5.	Dipolne zvučničke konfiguracije	195
VI.5.1.	Usmjerenost zvučnika i odziv prostorije	198
VI.5.2.	Stojni valovi u prostoriji	201
VI.5.3.	Kritični polumjer ili udaljenost	203
VI.5.4.	Primjenjiva pojačala snage dipolnih sustava	206
VI.5.5.	Princip rada dipolnog zvučnika	207
VI.5.6.	Dipolni linijski izvor	210
VI.6.	Tlačni pobuđivači	215
VI.6.1.	Konstrukcija tlačnog pobuđivača	215
VI.6.2.	Efikasnost tlačnog pobuđivača	217
VI.6.3.	Nadomjesna shema	217
VI.6.4.	Efikasnost zvučnika s lijevkom	218
VI.6.5.	Lomna točka zbog mase titrajnog sustava	219
VI.6.6.	Proračun visokofrekvencijske lomne točke	220
VI.6.7.	Sekundarne rezonancije	221
VI.6.8.	Proračun teoretske efikasnosti	221
VI.6.9.	Nelinearnosti tlačnih pobuđivača	222
VI.6.10.	Mjerenja i specifikacije tlačnih pobuđivača	222
VI.6.11.	Proračun ravnog vala u cijevi	223
VI.6.12.	Proračun izobličenja	224
VI.7.	Karakteristike lijevaka s konstantnom usmjerenošću	227
VI.7.1.	Zadaće lijevka s konstantnom usmjerenošću	228
VI.7.2.	Specifikacije lijevaka s konstantnom usmjerenošću	230
VI.7.3.	Polarne karakteristike	231
VI.7.4.	Frekvencijski odziv	232
VI.7.5.	Karakteristike postava lijevaka s konstantnom usmjerenosti	232
VI.7.5.1.	Sužavanje zone interferencije	234
VI.7.5.2.	Interferencija zvučnika postave	235
VI.7.5.3.	Projektiranje postave s lijevcima konstantne usmjerenosti	236

VII.	PROJEKTIRANJE DVOPOJASNOG ELEKTRODINAMIČKOG ZVUČNIČKOG SUSTAVA	239

VII.1.	Pristup izradi zvučnika	239
VII.1.1.	Broj zvučnika i tipovi sustava	239
VII.1.2.	Bas refleks, aperiodska i potpuno zatvorena kutija	240
VII.1.3.	Izbor zvučnika	242
VII.1.4.	Amplitudni i fazni odziv zvučnika	243
VII.1.5.	Dostupne tehnologije izrade	244
VII.2.	Dostupni materijali za izradu visokotonskih zvučnika	245
VII.2.1.	Izbor visokotonskog zvučnika	246
VII.3.	Dostupni materijali bas konusnih zvučnika	250
VII.3.1.	Materijali za izradu ovjesa	251
VII.3.2.	Materijali za košare zvučnika	251
VII.3.3.	Magnet i zavojnica	251
VII.4.	Parametri zvučnika	251
VII.4.1.	Izbor bas srednjetonskog zvučnika	253
VII.5.	Parametri potpuno zatvorene kutije	257
VII.5.1.	Qcb sustava	258
VII.5.2.	Optimalni parametri zatvorene kutije	259
VII.5.3.	Materijali za ispunu kutije	261
VII.5.4.	Utjecaj termoakustičnog materijala	261
VII.6.	Difrakcijski gubici na prednjoj ploči	262
VII.7.	Električna snaga zvučničkog sustava	266
VII.8.	Snaga i pomak komponenti sustava	268
VII.9	Vršna akceleracija sustava	269
VII.10.	Izbor frekvencijskih filtra	270
VII.10.1.	Pristup izradi filtra	273
VII.10.2.	Geometrija zvučničkog sustava	275
VII.10.3.	Izvedba filtra zvučnika	277
VII.10.4.	Shema filtra i vrijednosti elemenata	277
VII.10.5.	Linearizacija modula impedancije	283
VII.11.	Akustički centar zvučnika	286
VII.12.	Atenuacija visokotonskog zvučnika	288
VII.13.	Izrada frekvencijskog filtra	289
VII.14.	Izrada zvučničke kutije	289
VII.14.1.	Nacrti, montaža i obrada kutije	292
VII.14.2.	Stalci zvučničkog kabineta	292
VII.15.	Rezultati mjerenja sustava	292
VII.16.	Notch filtar	294
VII.17.	Utjecaj zaštitne mrežice zvučničkog sustava	297
VII.18.	Subjektivni slušni test	297
VII.18.1.	Utjecaj akustike prostorije i postave zvučnika	300
VII.18.2.	Utjecaj elektroakustičkih uređaja i kablova	301
VII.19.	Akustička analiza prostorije i optimizacija položaja zvučnika	302
VIII.	MEHANIČKA KONSTRUKCIJA ZVUČNIČKIH KUTIJA	305
VIII.1.	Svrha kutije	305
VIII.2.	Omjer stranica	306
VIII.3.	Materijal za izradu kutije	306
VIII.4.	Sprječavanje refleksija	306
VIII.5.	Unutrašnja apsorpcija	307
VIII.6.	Prigušenje	308
VIII.7.	Rezonantne frekvencije i oblik kutije	308
VIII.8.	Debljina stjenki, površina i materijal	309
VIII.9.	Mehanička ukrućenja	309
VIII.10.	Materijal za izradu zvučničke kutije	310
VIII.11.	Kutovi i rubovi	310
VIII.12.	Ukrućenja	310
VIII.13.	Bas refleks otvori i cijevi	311
VIII.14.	Postavljanje bas refleks cijevi	311
VIII.15.	Apsorpcija kutije	312
VIII.16.	Srednjetonska komora	312
VIII.17.	Raspored zvučnika na prednjoj ploči	312
VIII.18.	Više basova u jednom zvučniku	313

IX.	AKUSTIČKI APSORBER, HELMHOLTZOV REZONATOR I DIFUZER	314

IX.1.	Apsorber	316
IX.1.1.	Projektiranje i postavljanje apsorbera	317
IX.1.2.	Prikaz rezultata mjerenja gušenja refleksija	317
IX.2.	Projektiranje helmholtzovog rezonatora	319
IX.3.	Projektiranje i postavljanje difuzera	321

X.	MAGNETSKO SNIMANJE ZVUKA	326

X.1	Feromagnetizam	327
X.2	Osnove analognih uređaja za snimanje	329
X.2.1.	Snimanje	329
X.2.2.	Reprodukcija	331
X.2.3.	Prototip uređaja za magnetsko snimanje	331
X.2.4.	Visokofrekvencijski prednapon	332
X.2.5.	Magnetski medij	335
X.2.5.1.	Mediji s magnetskim česticama	335
X.2.6.	Uređaji za snimanje	338
X.2.6.1.	Uređaji s magnetskim trakama	338
X.2.6.2.	Mehanika uređaja za magnetsko snimanje	339
X.2.6.3.	Azimut	340
X.3.	Kazetofoni	341
X.4.	Podešavanje prednapona magnetizacije	341
X.5.	Izjednačavanje - ekvalizacija	342
X.6.	Odnos izobličenja, odziva i šuma	342
X.7.	Referencijalne trake	342
X.8.	Referencijalna razina	343
X.9.	Radna razina	343
X.10.	Ekvalizacijske razine	343
X.11.	Izvori šuma	344
X.12.	Tehnike kompandiranja	344
X.13.	Dupliciranje	345

XI.	DIGITALNA AUDIO TEHNIKA	346

XI.1.	Razlozi potrebe za digitalnom tehnikom i kratki povijesni prikaz	346
XI.2.	A/D i D/A pretvorba	347
XI.3.	Alias	354
XI.4.	Binarni brojevi i bit	357
XI.5.	Kvantizacijski šum i dither	358
XI.6.	Noise shaping	360
XI.7.	Komplement broja 2	361
XI.8.	Frekvencijska širina pojasa i prostor na tvrdom disku	363

XI.9.	PRIJENOS DIGITALNIH SIGNALA	364
XI.9.1.	Prijenos AES/EBU signalom	365
XI.9.2.	Informacije o AES/EBU	367
XI.9.3.	Jitter prijenosnih linija	368
XI.9.4.	Temeljni frame rate	368
XI.9.5.	S/PDIF	368
XI.9.6.	Jitter	369
XI.9.6.1	Jitter, AES/EBU i S/PDIF	370
XI.9.6.2.	Jitter u nizu audio uređaja i A/D pretvarač	370
XI.9.6.3.	Jitter i digitalni signal procesori	371
XI.9.6.4.	Računala i jitter	371
XI.9.6.5.	Kompakt disk i jitter	371
XI.9.6.6.	Novija rješenja	372

XI.10.	OSNOVE DIGITALNOG SNIMANJA ZVUKA	372
XI.10.1.	Principi digitalnog snimanja zvuka	372
XI.10.2.	Diskretno vrijeme	373
XI.10.3.	Diskretna amplituda	373
XI.10.4.	Sustav za digitalno snimanje i obradu podataka	374
XI.10.5.	Utjecaj rezolucije	375
XI.10.6.	Utjecaj frekvencije uzimanja uzoraka	376
XI.10.7.	Snimanje digitalnih podataka	377
XI.10.8.	Kod ispravka greške	378
XI.10.9.	Prednosti digitalnih signala	379
XI.10.10.	Formati digitalnih signala	380
XI.10.10.1.	Uobičajeni sustavi kodiranja	380
XI.10.10.2.	Sustavi za snimanje i pohranu podataka	381

XI.11.	SAŽIMANJE I REDUCIRANJE PODATAKA	382
XI.11.1.	Strategije sažimanja	383
XI.11.2.	Postupci sažimanja PCM signala	384
XI.11.2.1.	Sniženje frekvencije uzorkovanja i rezolucije kvantizacije	384
XI.11.2.2.	Redundancija i prediktivno kodiranje	384
XI.11.2.3.	Irelevantnost i perceptualno kodiranje	386
XI.11.2.3.1	Sažimanja perceptualnim kodiranjem	387
XI.11.2.3.2.	MPEG audio sažimanje	388
XI.11.2.3.2.1.	MPEG-1 ISO/IEC 11172	389
XI.11.2.3.2.2.	MPEG-2 ISO/IEC 13818	392
XI.11.2.3.2.3.	MPEG-4 ISO/IEC 14496	396
XI.11.2.3.2.4.	MPEG-7 ISO/IEC 15938	399
XI.11.2.3.2.5.	MPEG-21 ISO IEC 18034	402
XI.11.2.3.2.6.	Rekapitulacija MPEG Audio sažimanja	402
XI.11.2.3.2.7.	Perceptualni model	405
XI.11.2.3.3.	Kritična područja	406
XI.11.2.3.4.	Bark	407
XI.11.2.3.5.	Temporalno maskiranje	407
XI.11.2.3.6.	Koraci algoritma	408
XI.11.2.3.7.	Format bitstream	409
XI.11.2.3.8.	Primjer maskiranja	409
XI.11.2.3.9.	MPEG slojevi	409
XI.11.2.3.10.	Efikasnost MPEG audio sažimanja	410
XI.11.3.	Digitalni formati WAV, WMA, MP3, OGG	410
XI.11.3.1.	Usporedba postupaka sažimanja	413
XI.11.3.2.	CBR i VBR	414

XI.12.	RAZVOJ DIGITALNIH UREĐAJA ZA SNIMANJE	414
XI.13.	OSNOVE CD	417
XI.13.1.	Tehnologije koje su omogućile razvoj CD	417
XI.13.2.	Pregled osnovnih značajki	418
XI.13.3.	Pogonski prijenos	421
XI.13.4.	Konstrukcija CD diska	421
XI.13.5.	Informacija na CD i CD-ROM disku	422
XI.13.6.	Princip rada CD optike	423
XI.13.7.	Laser	424
XI.13.8.	Servo sustav	425
XI.13.9.	Obrada audio podataka	426
XI.13.10.	Demodulacija i ispravak greške	426
XI.13.11.	Filtriranje signala na izlazu	428
XI.13.12.	D/A pretvarač	428
XI.13.12.1.	Višebitni pretvarač	429
XI.13.12.2.	Jednobitni pretvarači	430
XI.13.12.3.	Usporedba HIGH BIT i LOW BIT pretvarača	432
XI.13.12.4.	Digitalno filtriranje, naduzorkovanje i Noise Shaping	433
XI.13.12.5.	Prednosti sustava s naduzorkovanjem	435
XI.13.13.	Pravilan smještaj CD reproduktora	436
XI.14.	DVD DIGITALNI SVESTRANI DISK	436
XI.14.1.	DVD tehnologija	437
XI.14.2.	Mogućnosti uporabe	440

XI.15.	DVD-AUDIO I HIGH RESOLUTION AUDIO	440
XI.15.1.	Kapacitet	440
XI.15.2.	Zvuk visoke rezolucije	441
XI.15.3.	5.1 okružujući zvuk	441

XI.16.	HIGH DEFINITION COMPATIBLE DIGITAL (HDCD)	441
XI.16.1.	Koder sustava	442
XI.16.2.	A/D pretvorba	443
XI.16.3.	Analiza signala i memorija	443
XI.16.4.	Decimirajući filtar i redukcija na 44.1 kHz	443
XI.16.5.	Dekodiranje i struktura pojačanja	443
XI.16.6.	Skriveni kod/izlazni dither/kvantizacija	444
XI.16.7.	Dekoder sustava	444

XI.17.	SUPER AUDIO CD I DSD (DIRECT STREAM DIGITAL)	445
XI.17.1.	Zahtjevi međunarodnog ISC odbora	446
XI.17.2.	Tehnologije koje omogućavaju SACD	446
XI.17.3.	Direct stream digitalno kodiranje	446
XI.17.4.	Delta-sigma pretvarač (D S )	447

XI.18.	DIGITAL AUDIO TAPE R- DAT I S- DAT	450
XI.18.1.	R- DAT	450
XI.18.2.	Osnovne karakteristike R-DAT	450
XI.18.3.	Format	451
XI.18.4.	Ispravak greške	451
XI.18.5.	Mogućnosti profesionalnog sustava	452
XI.18.6.	Prijenosni R-DAT	453
XI.18.7.	S-DAT	454

XI.19.	MINI DISC	455
XI.19.1.	Snimanje/reprodukcija magneto/optičkom metodom	455
XI.19.2.	Magneto/optički zapis	456
XI.19.3.	Organizacija podataka	457

XI.20.	DIGITALNI SIGNALNI PROCESORI	458
XI.20.1.	Noviji digitalni procesori SONY, BERINGHER	458

XII.	SUSTAVI OZVUČENJA	463

XII.1.	Projektni alati i kriteriji analize razglasnog sustava	463
XII.2.	MIKROFONSKA PRETPOJAČALA, TONSKA I AUTOMATSKA MIJEŠALA	465
XII.2.1.	Mikrofonska pretpojačala	465
XII.2.2.	Šum	466
XII.2.3.	Pojačanje i ulazne razine	468
XII.2.4.	Transformatorski ulazi	468
XII.2.5.	Radiofrekvencijske smetnje	468
XII.2.6.	Profesionalna pretpojačala	469
XII.2.7.	Tonska miješala sustava ozvučenja	470
XII.2.8.	Ulazne opcije miksera	470
XII.2.9.	Sustav za kombiniranje izlaza	471
XII.2.10.	Izlazne opcije miksera	473
XII.2.11.	Izlazno monitoriranje	473
XII.2.12.	Mikser u mikseru	473
XII.2.13.	Matrica	474
XII.2.14.	Panoramski potenciometar	475
XII.2.15.	Specifikacije miksera	476
XII.3.	AUTOMATSKI MIKSERI	477
XII.3.1.	Razlika pojačanja i razine	479
XII.3.2.	Upravljanje automatskim mikserom	480
XII.3.3.	Petersov sustav	481
XII.3.4.	Detektori razine	481
XII.3.5.	Adaptivni prag aktiviranja	482
XII.3.6.	Julstromov detektor razine	482
XII.3.7.	Algoritam pojačanja proporcionalan razini	482
XII.3.8.	Matrična pretpojačala	483

XII.4.	IZBOR I POSTAVLJANJE ZVUČNIKA	485

XII.5.	KINO SUSTAVI	489
XII.5.1.	Obrada signala	490
XII.5.2.	Subbas zvučnici	490
XII.5.3.	Dolby Stereo i okružujući sustavi	491
XII.5.3.1.	Princip rada	492
XII.5.3.2.	Dolby Cinema procesori	492

XII.6.	OPĆI POSTUPAK SPAJANJA ELEKTROAKUSTIČKIH UREĐAJA I ZAŠTITA OD PRENAPONA	493
XII.6.1.	Centralno uzemljenje	494
XII.6.2.	Posebno mrežno napajanje	494
XII6.3.	Smještaj audio elektronike	494
XII.6.4.	Prenaponska zaštita	495
XII.6.5.	Načini zaštite	495
XII.6.6.	Metal Oksid Varistor	495
XII.6.7.	Čistoća napojne mreže	496
XII.6.8.	Impulsne pojave na mreži	497
XII.6.9.	Kratkotrajni pad napona	497
XII.6.10.	Kratkotrajno valovanje ili visoki napon	497
XII.6.11.	Referencijalna mreža signala	498
XII.6.12.	Definiranje kakvoće napajanja	499

XII.7.	ORMARI S UREĐAJIMA	499
XII.7.1.	Uzemljenja ormara s uređajima	500
XII.7.2.	Spajanje ekrana signalnih kablova	501
XII.7.3.	Povezivanje dvaju uređaja preko prespojnog polja	502
XII.7.4.	Povezivanje mikrofona preko prespojnog polja	503
XII.7.5.	Povezivanje mikrofona preko miksera	503
XII.7.6.	Uzemljenje kućišta elektroničkih uređaja	504

XII.8.	RADIO FREKVENCIJSKE SMETNJE	505

XII.9.	PROJEKTIRANJE SUSTAVA OZVUČENJA	506
XII.9.1.	Slabljenje zvuka - obrnuto kvadratu udaljenosti	506
XII.9.2.	Karakteristike usmjerenosti zvučnika	507
XII.9.3.	Sustav ozvučenja u otvorenom prostoru	510
XII.9.3.1.	Akustično pojačanje	511
XII.9.3.2.	Utjecaj usmjerenosti mikrofona i zvučnika na maksimalno pojačanje sustava	512
XII.9.3.3.	Potrebno pojačanje	513
XII.9.3.4.	Razumljivost sustava	514
XII.9.3.5.	Razine buke u otvorenom prostoru	515
XII.9.4.	Sustavi ozvučenja u prostorijama	516
XII.9.4.1.	Direktno i ječno zvučno polje	517
XII.9.4.2.	Kritični polumjer	517
XII.9.4.3.	Konstanta prostorije R	519
XII.9.4.4.	Statistički model i situacija u praksi	521
XII.9.5.	Sustav ozvučenja u zatvorenom prostoru	522
XII.9.5.1.	Mikrofonija i potencijalno pojačanje sustava	522
XII.9.5.2.	Analiza zvučnog polja u maloj prostoriji	523
XII.9.5.3.	Proračun za prostoriju srednje veličine	526
XII.9.5.4.	Proračun akustičkog pojačanja	527
XII.9.5.5.	Distribuirani zvučnički sustav	529
XII.9.5.5.1.	Proračun distribuiranih sustava računalom	530
XII.9.5.5.2.	Proračun potencijalnog i potrebnog akustičkog pojačanja distribuiranih sustava	531
XII.9.5.6.	Pojačanje sustava i frekvencijski odziv	534
XII.9.5.7.	Pojačanje u prostoriji	535
XII.9.5.8.	Mjerenje pojačanja sustava ozvučenja	535
XII.9.5.9.	Opći zahtjevi za razumljivost govora	536
XII.9.5.10.	Određivanje razumljivosti	538
XII.9.5.10.1.	Primjer određivanje razumljivosti	541
XII.9.5.11.	Postupak pri projektiranju ozvučenja u prostoriji	542
XII.9.5.12.	Arhitektura sustava ozvučenja	543
XII.9.5.13.	Tipični dijagram	543

XII.10.	PRESJEK ZVUČNIČKIH INSTALACIJA -	547
XII.10.1.	Niskoomske linije	547
XII.10.2.	100V linije	548

XII.11.	PRIMJER OZVUČENJA ZATVORENOG PROSTORA	549
XII.11.1.	Tehnički opis	549
XII.11.2.	Specifikacija razglasnog sustava	553
XII.11.3.	Razmještaj elektroakustičke opreme	554
XII.11.4.	Proračun ozvučenja	556
XII.11.5.	Blok shema razglasnog sustava	558
XII.11.6.	Razmještaj opreme u rackovima	560
XII.11.7.	Opis dijelova opreme	560
XII.11.8.	Dispozicija opreme u ton kabini	562
XII.11.9.	Opis osnovnih mogućnosti i faza rada u dvorani	564
XII.11.9.1.	Skupovi	565
XII.11.9.2.	Priredbe	565
XII.11.9.3.	Kino projekcije	565
XII.11.10.	Ozvučenje za priredbe s dva zvučnika	566
XII.11.11.	Opis izvedenog stanja instalacija	566

XIII.	MJERENJA U ELEKTROAKUSTICI	567

XIII.1.	Opći uvod	567
XIII.1.1.	Izlazna impedancija	568
XIII.1.2.	Ulazna impedancija	569
XIII.1.3.	Faktor pojačanja	569
XIII.1.3.1.	Linearnost pojačanja	569
XIII.1.4.	Frekvencijska širina pojasa	570
XIII.1.5.	Fazni odziv	570
XIII.1.6.	Slew Rate	570
XIII.1.7.	Frekvencijska širina pojasa	572
XIII.1.8.	Maksimalni izlazni napon	572
XIII.1.9.	Mjerenja šuma	572
XIII.1.10.	Dinamičko područje	573
XIII.1.11.	Odnos signal/šum	574
XIII.1.12.	Ekvivalentni ulazni šum (EIN)	575
XIII.1.13.	Faktor potiskivanja zajedničkog signala (CMRR)	575
XIII.1.14.	Ukupno harmonijsko izobličenje (THD)	576
XIII.1.15.	Ukupno harmonijsko izobličenje + šum (THD+N)	577
XIII.1.16.	Istosmjerni offset	578
XIII.1.17.	Ispitivanje elektroakustičkih pretvarača	578
XIII.1.17.1.	Efikasnost mikrofona	578
XIII.1.17.2.	Frekvencijska karakteristika mikrofona	579
XIII.1.17.3.	Usmjerena karakteristika mikrofona	579
XIII.1.17.4.	Harmonička izobličenja mikrofona	579
XIII.1.17.5.	Tranzijentna izobličenja	579
XIII.1.17.6.	Naponi smetnje	579
XIII.1.17.7.	Impedancija mikrofona	579
XIII.1.17.8.	Korisnost mikrofona	579

XIII.2.	ELEKTROAKUSTIČKA MJERENJA PRIMJENOM RAČUNALA	580
XIII.2.1.	Elektroakustička mjerenja primjenom zvučne kartice računala i posebnih programa	581
XIII.2.2.	Mjerenje frekvencijskog odziva	582
XIII.2.3.	FFT analiza	583
XIII.2.4.	Prozor filtri	584
XIII.2.5.	MLS analiza	585
XIII.2.6.	Impulsni odziv klasičnom i MLS metodom	586
XIII.2.7.	Ostale pogodnosti MLS metode	587
XIII.2.8.	Mjerenje dvokanalnim FFT analizatorom spektra	588
XIII.2.9.	Signal generator	591
XIII.2.10.	Točnost signala	592
XIII.2.11.	Analiza glasa	593
XIII.2.12.	Primjer digitalnog filtriranja	594
XIII.2.13.	Vrijeme odjeka	595
XIII.2.14.	Prijenosna funkcija amplitudnog i faznog odziva	596
XIII.2.15.	Analiza vibracija	597
XIII.2.16.	Analiza ukupnog harmonijskog izobličenja (THD)	599
XIII.2.17.	Intermodulacijsko izobličenje (IMD)	600
XIII.2.18.	MJERENJE I MODELIRANJE IMPEDANCIJE RAČUNALOM	601
XIII.2.18.1.	Mjerenje impedancije programom Spectra Lab	602
XIII.2.18.2.	Mjerenje impedancije programom Speaker Workshop	604
XIII.2.18.3.	Modeliranje impedancije zvučnika Program Speakershop	607
	Modeliranje impedancije zvučnika Program Speakershop
XIII.2.19.	Prespojno polje za zvučnu karticu	610
XIII.3.	ELEKTROAKUSTIČKA MJERENJA PRIMJENOM MJERNE PLOČICE ZA RAČUNALO S D S PRETVARAČEM	612
XIII.3.1.	Mjerna kartica	612
XIII.3.2.	Specifikacije	613
XIII.3.3.	Generator	613
XIII.3.4.	Analizator	613
XIII.3.5.	Mjerni mikrofon	613
XIII.3.6.	Specifikacije	614
XIII.3.7.	Delta-Sigma pretvarač (D S )	614
XIII.3.8.	Konfiguracija računala	614
XIII.3.9.	Radna površina mjernog sustava	615
XIII.3.10.	Izbornik mjernih metoda	616
XIII.3.11	Upravljanje generatorom	616
XIII.3.12	Upravljanje ulazima	617
XIII.3.13	Upravljanje mikrofonom	617
XIII.3.14	Osnovni načini spajanja	617
XIII.3.15	Spajanje mjernog sustava	618
XIII.3.16	Priključenje mikrofona	618
XIII.3.17	Aktiviranje i pohrana arhiva	619
XIII.3.18	Eksportiranje grafike	619
XIII.3.19	Glavno mjerno sučelje	619
XIII.3.20	Grafički prikaz	620
XIII.3.21	MLS u vremenskom području	621
XIII.3.22	Multimetar	621
XIII.3.23.	Precizni zvukomjer	621
XIII.3.24.	RCL most	621
XIII.3.25.	Uporaba multimetra	621
XIII.3.26.	Upravljanje generatorom	622
XIII.3.27.	Zvukomjer	623
XIII.3.28	FFT i RTA	624
XIII.3.28.1.	Spektar buke	624
XIII.3.28.2.	LCR metar	625
XIII.3.28.3.	Mjerenje otpora, induktiviteta i kapaciteta	626
XIII.3.28.4.	Interakcija multimetra i FFT	627
XIII.3.28.5.	FFT upravljački panel	628
XIII.3.28.6.	Podešavanje FFT mjerenja	628
XIII.3.28.7.	FFT i analiza u realnom vremenu	628
XIII.3.28.8.	Usrednjavanje	629
XIII.3.28.9.	Oscilograf (Time Data)	629
XIII.3.28.10.	Mjerenja CD reproduktora i CDROM-a FFT-eom	631
XIII.3.28.11.	Mjerenje pretpojačala	635
XIII.3.29	MLS	637
XIII.3.29.1.	MLS upravljački panel	638
XIII.3.29.2.	Padajući izbornici trake sa zadaćama	638
XIII.3.29.3.	Dijalog MLS podešavanja	638
XIII.3.29.4.	MLS alati za naknadnu obradu (Postprocesing)	640
XIII.3.29.5.	Dugmad trake sa zadaćama	641
XIII.3.29.6.	Mjerenje frekvencijskog odziva	641
XIII.3.29.7.	Mjerna razina	641
XIII.3.29.8.	MLS veličina	642
XIII.3.29.9.	Akustički frekvencijski odziv	643
XIII.3.29.10.	Mjerenje električne i akustične faza zvučnika	648
XIII.3.29.11.	Faza i grupno kašnjenje	648
XIII.3.29.12.	Prava faza, minimalna faza i ekscesna faza	651
XIII.3.29.13.	Akustički centar zvučnika ekscesno grupno kašnjenje	653
XIII.3.29.14.	ETC i step odziv	659
XIII.3.29.15.	ETC krivulja	659
XIII.3.29.16.	Step odziv	661
XIII.3.29.17.	Step odziv zvučnika minimalne i linearne faze i dinamičkog sustava neminimalne faze	663
XIII.3.29.18.	Određivanje osjetljivosti zvučnika postprocesnim alatom	665
XIII.3.29.19.	Mjerenje vremena odjeka	666
XIII.3.30.	Sinusna analiza	666
XIII.3.30.1.	Upravljački panel sinusne analize	667
XIII.3.30.2.	Padajući izbornici trake sa zadaćama	667
XIII.3.30.3.	Podešavanje pri sinusnom mjerenju	668
XIII.3.30.4.	Kratki opis utjecaja načina mjerenja na točnost	669
XIII.3.30.5.	Koračna i kontinuirana promjena frekvencije	670
XIII.3.30.6	Frekvencijska rezolucija	670
XIII.3.30.7.	Gating	671
XIII.3.30.8.	Izobličenja i podešavanja	672
XIII.3.31.	Istitravanje (Waterfall)	674
XIII.3.31.1.	Upravljački panel analize istitravanja	675
XIII.3.31.2.	CSD i ETF modovi - podešavanje i mjerenje	675
XIII.3.31.3.	Načini arhivskog prikazivanja, podešavanje i rad	676
XIII.3.31.4.	Mjerenje CSD (Cumulative Spectral Decay)	677
XIII.3.32.	Mjerenje impedancije i Thiele-Small parametara	679
XIII.3.32.1.	Interni način mjerenja impedancije	679
XIII.3.32.2.	Interakcija multimetra i FFT	681
XIII.3.32.3.	Mjerenje impedancije zvučnika	681
XIII.3.32.4.	Podešavanje ispravne razine	682
XIII.3.32.5.	Utjecaj šuma okoline	683
XIII.3.32.6.	Utjecaj vibracija	684
XIII.3.32.7.	Thiele-Small parametri	684
XIII.3.32.8.	Upravljački panel T-S parametara	685
XIII.3.32.9.	Opis simbola	685
XIII.3.32.10.	TS - metoda korak po korak	686
XIII.3.32.11.	Metoda minimalnog kvadrata pogreške MSE	690
XIII.4.	SLOŽENIJI MJERNI SUSTAVI	690

XIV.	KORELACIJA SUBJEKTIVNIH I OBJEKTIVNIH KARAKTERISTIKA ELEKTROAKUSTIČKIH SUSTAVA	692
XV.	LITERATURA	695
	Kazalo	712
	Bilješka o piscu	723
	Prilog	724