Аудиални информационни технологии

3. Аудиални информационни технологии
(2 учебни часа)

I. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ.
1. Аудиални технологии - обща дидактическа и функционална характеристика
Живото междуличностно общуване между преподавателя и учещите може и трябва да бъде допълвано, активизирано и рационализирано с помощта на специално подбрани и структурирани аудиални дидактически материали. Съвременните аудиални технологии осигуряват широки възможности за подобен подбор, структуриране и използване на аудиална информация от областта на научната и социалната комуникация.
Аудиалните дидактически материали условно могат да се разделят на три групи: документални записи; записи на артистични изпълнения и специално структурирани за обучението записи.
Документалните записи осигуряват автентично включване в обучението на изказани мнения, становища, оценки, хипотези от изтъкнати учени, специалисти от практиката, държавници. Източниците на такива записи са много: организирани научни прояви (симпозиуми, конференции, кръгли маси); интервюта, анкети, дискусии по радиото и телевизията; социологически, етнографски и други проучвания и т.н. Към тази група се отнасят и записите на автентични чуждоезикови ситуации (за чуждоезиковото обучение), както и записите на процеси и явления с интересна за обучението звукова характеристика.
Аудиозаписите на артистични изпълнения (музикални, драматични, фолклорни и т.н.), свързани пряко или косвено с учебното съдържание, засилват емоционалната страна на комуникациите и създават много благоприятна мотивационна основа за обучението и възпитанието.
Специално структурираните аудиозаписи се използват предимно в езиковото обучение. за работа в езиковите лаборатории се използват комплексни аудиални програми в съответствие с принципите на програмираното обучение.
Съвременните носители на аудиозаписи са отличават с изключителните си качества: висококачествено възпроизвеждане, много близко до естественото звучене; дълготрайност на първоначално постигнатите качествени показатели; свободен, много бърз и надежден достъп до всички части на фонограмата, както и възможност за прередактирането й и постигане на различни монтажни ефекти и т.н.
За целите на обучението засега най-подходящ е касетофонът - във всичките си модификации главно поради функционалните си възможности за многократно записване, паралелно използване на две звукови писти с пълна редакция на записите, сравнение на два записа и т.н. В много модели някои от функциите са автоматизирани, с което се рационализира използването им, повишава се надеждността и качеството на работата.
Спектрографът позволява да се направи акустически анализ на избран звуков сегмент - получава се графично изображение на звуковия спектър от честоти с определена амплитуда.
Сонографът е един от най-съвършените апарати за акустически анализ на устната реч - след запис с микрофон се получава графично изображение на речевия фрагмент.
Интонографът (анализатор на мелодията) е електронно устройство, предназначено за корекция на интонацията и мелодията на дадена фраза.

2. Основни понятия и принципи в електроакустиката
Основни характеристики на звуковите явления
Първичната звукова картина съдържа музикални звукове (тонове) и шумове. Музикален звук е усещането, предизвикано от периодичното трептене в звуковото поле, а непериодичното трептене е шум.
Честотата на музикалния звук се нарича броят на пълните звукови трептения за 1 секунда. Единицата за звукова честота е Херц (Hz).
Психофизиологическото усещане за звук с определена честота се определя като височина на звука. Теоретично приетите граници на звуковия спектър са от 20 (16) Hz до 20 000 Hz. На практика горната граница зависи чувствително от възрастта на слушателя - децата чуват до 22 000 Hz, а възрастните - 8 - 10 000 Hz. Условно честотния спектър се разделя на две области с гранична честота 1 000 Hz - област на ниските звукови честоти ( до 1 000 Hz) и област на високите звукови честоти (над 1 000 Hz). Дефинират се и области извън звуковия спектър: инфразвук (под 20 Hz) и ултразвук (над 20 000 Hz).
Източниците на музикални звукове излъчват и определено количество хармонични съставки с различна честота и амплитуда - те определят тембъра на музикалния източник. За говора основния тон е в границите 50-350 Hz.
Оказва се, че основният тон не е толкова важен при възпроизвеждането на говор, колкото пълнотата на обертоновете. Следователно в една езикова лаборатория например трябва да се осигури честотна лента най-малко от 50 до 10 000 Hz.
Енергията на звучащото тяло определя звуковата мощност и звуковото налягане. Нивото на звуковото налягане се измерва в децибели (dB - 1/10 от практически неудобната единица бел).
Субективното усещане за определено ниво на звуковото налягане се нарича гръмкост, а единицата за ниво на гръмкостта - фон (phon).
Динамичен диапазон (динамика) на даден звуков източник е отношението на максималното към минималното звуково налягане, което този източник може да създаде.
Съществено влияние върху звуковата картина имат акустиката на мястото за слушане и шумовете от околната среда. Акустическата характеристика се определя от реверберацията - продължаващото звучене след прекратяване действието на звуковия източник. Реверберацията и околния шум влияят чувствително върху динамиката и общото качество на звуковъзпроизвеждането.

3. Монофонични, стереофонични и квадрофонични системи
Монофоничният принцип в електроакустиката означава преобразуване, пренасяне, записване и възпроизвеждане на звуковите сигнали, като се използва един електроакустически канал. В монофоничните системи се държи сметка за честотните и амплитудните характеристики на звуковите източници, но не и за тяхното разположение в пространството. Сложната пространствена звукова картина, съставена от различни източници, при възпроизвеждането се "свива", като всички тези източници се чуват от едно място. Характеристиката на системата не се променя и при използването на повече от един преобразувател (микрофон или високоговорител). Възпроизвеждането може да има високо качество по отношение на тоналност и динамика, но звученето е "плоско" - липсва пространствената картина на естественото звучене.
Стереофоничният принцип се основава на особеностите на слуховото възприятие, свързани с "бинауралния ефект" и мозъчния център за пространствена ориентация.. При странично разположен източник слуховото възприятие за двете ущи е различно (по-близкото ухо възприема звука малко по-рано и малко по-силно от по-отдалеченото), което е началото на локализацията на този източник.
Класическата стереофонична система използва два насочени микрофона, разположени съответно вляво и вдясно (или един стереомикрофон, разположен в средата) спрямо сложния звуков източник. Оформят се два канала, съответно за лявата група (А) и дясната (В) на звуковия източник. Тази система се нарича "АВ". За да не се получи "дупка" в средата, двата микрофона са насочени така, че да покриват и централната зона. Сигналите от двата микрофона се обработват (пренасят, записват и възпроизвеждат) по два отделни канала до озвучителните тела. Освен регулаторите за усилване и честотна корекция на двата канала, във възпроизвеждащия блок на системата е включен регулатор за баланс на каналите ("стереовезна").
Голямо значение за стереоефекта има разположението на озвучителните тела (тонклоните). Достатъчно прецизно за непрофесионални условия е разположението, при което тонклоните образуват равностранен триъгълник с идеално място (центъра) в зоната на слушалките.
Звуковата картина при възпроизвеждането не е пълна, тъй като локализацията на източниците в дълбочина е много слабо изразена. Впечатлението е, че звуковите източници са пренесени в помещението, където се слуша записът. Стремежът да се създаде пълен ефект на присъствието с концертна зала доведе до създаването на квадрофоничните системи.
В квадрофоничните системи се използват две двойки микрофони - предна (основна), която е насочена към звуковите източници, и задна, която реагира на отразените звукове (реверберацията на залата). така при квадрофоничната система се ангажират едновременно 4 канала и се използват 4 озвучителни тела.

4. Аналогови и дигитални технологии за аудиозапис
4.1. Аналогови технологии
При тези технологии непрекъснатият звуков сигнал се преобразува в електрически аналог, който след ново преобразуване се записва върху движещ се с постоянна скорост носите. Възпроизвеждането е обратен процес - от записания аналогов сигнал след ново двойно преобразуване се възстановява (в известна степен) звуковия сигнал.
Електромеханична звукозаписна технология (грамофонен запис). Записът на грамофонна плоча вече изчерпи своите възможности и не може да конкурира новите технологии.
Магнитна аналогова звукозаписна технология. При тази технология преобразуването на звуков сигнал завършва със създаване на пулсиращо магнитно поле - аналог на звуковия сигнал. В това поле попада движещият се носител, който се намагнитва и запазва това свое състояние извънредно дълго време. Като носители на магнитната фонограма се използват жици, ленти, дискове и др.
В апаратите за магнитен аудиозапис се осъществяват три основни технологични процеса: изтриване (размагнитване), записване и възпроизвеждане.
Изтриването (размагнитването) предхожда непосредствено новия запис - магнитната лента трябва да бъде напълно размагнитена независимо дали съдържа предишен запис, или не. Използва се генератор на ток с висока честота, към който е свързан специален електромагнит - изтриваща магнитна глава. Интензивното магнитно поле, създадено срещу прореза на изтриващата глава, постепенно отслабва от двете му страни. Резултатът е - постепенно намагнитване на приближаващия участък от лентата до краен предел (насищане) и постепенно пълно размагнитване при отдалечаване от изтриващата глава. Изтриващият генератор работи винаги, когато апаратът е включен за запис, но връзката му с изтриващата глава може да бъде прекъсната, когато трябва да се получи наслагване на един запис върху друг (триков запис).
Записващият блок включва източник за запис, усилвател за запис и записваща магнитна глава. Източник може да бъде не само микрофонът, но и всяко електроакустическо устройство, което има изход за електрическа връзка със записващ апарат. Усилвателят за запис е нискочестотен усилвател на напрежение с възможност за ръчно или автоматично регулиране на нивото на записвания сигнал. Ръчното регулиране е задължително за професионалния запис, прилага се и при полупрофесионалния Hi-Fi клас. Използват се стрелкови или графични индикатори за нивото на записа. Усилвателят за запис може да има смесително стъпало с регулатори за отделните входове и общ регулатор на нивото на смесения сигнал. Запиващата магнитна глава има много тесен прорез на магнитопровода, в който се концентрира пулсиращият магнитен поток. Отделните участъци от намагнитената лента могат да се разглеждат като магнитчета, обърнати с едноименните си полюси едно към друго. Дължината на магнитчетата отговаря на честотата на записвания сигнал.
Направеният по описания начин запис има недопустимо големи нелинейни изкривявания, особено забележими за най-слабите сигнали. За отстраняването им в заисващата глава освен записващия ток със звукова честота се подава и ток с висока честота, получен от изтриващия генератор. Фактически записващият сигнал е високочестотен, модулиран от сигнала със звукова честота. Високочестотният сигнал се нарича преднамагнитване на лентата. Неговата стойност е решаваща за качеството на записа и зависи от състава на магнитния слой на лентата - за работа с различни ленти се предвижда ръчно или автоматично определяне на необходимото преднамагнитване.
Възпроизвеждащият блок включва възпроизвеждаща магнитна глава, усилвател за възпроизвеждане и високоговорител (озвучително тяло). По конструкция възпроизвеждащата глава не се различава от записващата. Но процесите в нея са обратни по характер на записващите - движещата се плътно към прореза на главата намагнитена лента индуктира в нейната бо