Dynamika signálu

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Dynamika signálu je bezrozměrná veličina, vyjadřující poměr maximální a minimální rozlišitelné velikosti signálu nesoucího informaci (viz též dynamický rozsah), nebo směrnice změny.[1] Signál může být optický, elektromagnetický, elektrický, akustický, mechanický, pneumatický či hydraulický. Podle charakteru může být signál spojitý, nebo diskrétní. Podle toho lze dynamiku signálu rozdělit.

Dynamika signálu může být vyjádřena přímo velikostí poměru, ale často se vyjadřuje nějakou logaritmickou stupnicí - desítkovou (v decibelech), nebo odvozenou od přirozeného logaritmu (v Neperech) a nebo dvojkovou (EV ve fotografii).

Dynamika optického signálu[editovat | editovat zdroj]

Dynamika optického signálu je obvykle dána kontrastem (jasovým i barevným) a u digitálních signálů barevnou hloubkou. Často se zde setkáváme s použitím výrazu Dynamický rozsah [1]

Dynamika elektromagnetického signálu[editovat | editovat zdroj]

Tato dynamika je nejčastěji vázána na dynamiku elektrického signálu, který vyvolává magnetické pole.

Dynamika elektrického signálu[editovat | editovat zdroj]

Dynamika elektrického signálu je nejčastěji používaným pojmem a často souvisí s dynamikou dalších signálů, které se na signál elektrický převádí či naopak.

Dynamika akustického signálu[editovat | editovat zdroj]

Dynamika akustického signálu je často omezována pouze na zdroj akustického signálu a následně na vliv prostředí, kde dochází ke změnám této dynamiky.

Dynamika signálu[editovat | editovat zdroj]

Dynamika živé hudby a dynamika hudby zaznamenané a následně reprodukované

Nejčastěji se však s tímto pojmem setkáváme[2] u elektroakustického řetězce či jeho jednotlivých částí[3],[4], kde se běžně vyjadřuje v decibelech. Elektroakustický řetězec většinou navazuje na zdroj akustického signálu a začíná jeho přeměnou na signál elektrický, který se dále může všemožně upravovat, případně i v různých podobách zaznamenávat a následně snímat, zakončením elektroakustického řetězce bývá opětovná přeměna na signál akustický.

Průchod elektrického signálu elektroakustickým řetězcem naráží však na různá omezení:

  1. Nejslabší signály se utápí v šumu a různém rušení.
  2. Nejsilnější signály jsou omezeny přenosovými schopnostmi řetězce


Bavíme se většinou o odstupu efektivního signálu od šumu, odstup signál/šum a poměru nejslabších signálů a maximálního signálu, dynamice signálu. Dynamika signálu stejně jak přebuditelnost se nejčastěji vyjadřuje v dB.[5]

Specifická omezení[editovat | editovat zdroj]

Průchod signálu elektroakustickým řetězcem může narazit ještě na další, specifické omezení jednotlivých přenosových zařízení, pak vznikají odlišné hodnoty dynamiky, viz obrázek[6], výsledná dynamika celého řetězce však nemůže být lepší než nejhorší v celém řetězci[7].[8]

Vlastnosti lidského ucha[editovat | editovat zdroj]

Odchylky citlivosti lidského ucha od 90 fonu.

Lidské ucho má přibližně logaritmický průběh vnímání různých úrovní akustického tlaku - intenzity zvuku. Subjektivní hodnota hlasitosti je také závislá na frekvenci[9]

  1. V grafu „Hladiny stejné hlasitosti pro různé intenzity a kmitočty“ je znázorněna subjektivní hlasitost při různých akustických tlacích.
  2. V grafu „Odchylky citlivosti lidského ucha od 90fonu“

je znázorněna relativní odchylka citlivosti sluchového orgánu člověka od referenční úrovně 90fonů.
Vnímání dynamiky akustického signálu je rovněž závislé na nelineárních vlastnostech sluchu.

Vlastnosti lidského sluchu byly zkoumány a zadokumentovány [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22], [23], až k úrovni akustického tlaku 180dB. [24], Dle různých zdrojů je hranice 120 - 130dB považována za práh bolesti, nad hranici 130dB dochází ke změnám ve vnitřním uchu a nad hranici 170dB již dochází k poškození bubínku a sluchových kůstek.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. směrnice doby náběhu (attack gradient) a směrnice doby poklesu (decay gradient) uvedené http://www.h.amu.cz/zvuk/studio/dokumenty/Lit66.pdf
  2. http://www.google.cz/search?hl=cs&q=Dynamika+sign%C3%A1lu&lr=
  3. http://www.volny.cz/rolandino/kap-015.htm
  4. http://www.volny.cz/amapro/gisa/cam/zesilovac.htm
  5. Tabulka http://www.audioheritage.org/html/perspectives/drews-clues/1-intro.html
  6. Obrázek http://en.wikipedia.org/wiki/Programme_level
  7. Druhý odstavec http://www.volny.cz/rolandino/kap-015.htm
  8. Druhý odstavec a dále http://www.radiotv.cz/radio-clanky/40/blizi-se-kvalita-modulace-vkv-fm-rozhlasu-opravdu-cd-.html
  9. ABC lovce zvuku, edice Delfín, Zdeněk Bouček, Ivo Rottenberg, Vydala Práce 1974
  10. Psychoakustika http://fu.ff.cuni.cz/vyuka/akustika/psychoakustika.pdf
  11. Sluchový vjem zvukového signálu http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.htm
  12. Fyziologické vnímání zvuku http://fyzika.jreichl.com/index.php?page=211&sekce=browse
  13. Frekvenční závislost citlivosti sluchového orgánu http://home.zcu.cz/~tomiczr/html/kap-012.htm
  14. Základy akustiky http://www.dreamface.net/modules.php?name=News&file=print&sid=194
  15. The Elements of Musical Perception http://www.headwize.com/tech/elemnts_tech.htm
  16. What is a decibel http://www.phys.unsw.edu.au/jw/dB.html
  17. How Is Noise Perceived? http://www.acoustiproducts.com/en/quiet_pcs_noise.asp
  18. Tuning the Marimba Bar and Resonator http://www.lafavre.us/tuning-marimba.htm
  19. General Acoustic Considerations Of The Marimba http://www.percussionclinic.com/art_mbasa.htm
  20. ISO 226, 1987a; D.W. Robinson & Dadson, 1956 http://www.nonoise.org/library/whonoise/whonoise.htm
  21. en.wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Fletcher-Munson_curves
  22. http://www.nedo.go.jp/itd/grant-e/report/00pdf/is-01e.pdf
  23. http://www.aist.go.jp/aist_e/latest_research/2003/20031114/20031114.html
  24. Hluk a jeho působení na lidský organismus http://envi.upce.cz/pisprace/starsi/krato/hluk.htm

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Zdeněk Bouček; Ivo Rottenberg. ABC lovce zvuku. [s.l.]: Práce, 1974. (Delfín). 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • OPTIMÁLNÍ KOMBINACE METOD PRO REDUKCI DYNAMIKY SIGNÁLU FDM, diplomová práce, VYSOKÉ Učení TECHNICKÉ V BRNě Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, Ústav radioelektroniky, Brno 2006 Josef URBAN [2]
  • Zvukové efekty - 1. díl, 07.12. 2002, Viktor Svoboda [3]
  • Blíží se kvalita modulace VKV FM rozhlasu opravdu CD?, Petr Hora, 02.06.99,[4]
  • Dynamické procesory [5]