семестр 7 / задания / Современные энергетические системы и электронные преобразователи / задание 4

М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»

(наименование института полностью)

Кафедра /департамент /центр¹ институт химии и энергетики

(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

(код и наименование направления подготовки, специальности)

(направленность (профиль) / специализация)

Практическое задание №__4_

по учебному курсу «_Современные энергетические системы и электронные преобразователи»

(наименование учебного курса)

Вариант ____ (при наличии)

Студент	Яшин И.А. (И.О. Фамилия)
Группа	ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия)
Преподаватель	Пудовинников Роман Николаевич (И.О. Фамилия)

Тольятти 2021

Задание №4

Аппаратура аудио- и видеозаписи

Механические музыкальные инструменты

Первыми устройствами для записи и воспроизведения звука были механические музыкальные инструменты. Они могли воспроизводить мелодии, но не способны были записывать произвольные звуки, такие как человеческий голос. Механические изобретения воспроизводили музыку, записанную на бумагу, дерево, металлические валики, перфорированные диски и другие приспособления. Помимо человеческих рук, эти механизмы также могли приводиться в действие иными способами: водой, песком, грузом, пружиной или электричеством.

Автоматическое воспроизведение музыки известно ещё с IX века, когда братья Бану Муса около 875 года изобрели наиболее старинный из известных механических инструментов — гидравлический или «водный орган», который автоматически проигрывал сменные цилиндры. Цилиндр с выступающими «кулачками» на поверхности оставался основным средством для механического воспроизведения музыки до второй половины XIX века. Механический карильон, в котором подобный механический цилиндр с выступами приводит в действие колокола, упоминается в начале XIII века. Также братья Бану Муса изобрели автоматическую флейту, которая предположительно представляла собой первую программируемую машину.

В эпоху возрождения появляются разнообразные механические музыкальные инструменты, использующие цилиндр для воспроизведения мелодий: шарманки (XV век), музыкальные часы (1598 год), механические спинеты (XVI век), музыкальные шкатулки, ящики (1815 год). Все эти изобретения могли играть сохранённую музыку, но не могли записывать различные звуки, живые выступления, и имели ограниченный набор мелодий.

Механическое пианино впервые было показано на выставке в Филадельфии в 1886 году, в нём использовалась бумажная перфорированная лента, которая позволяла записывать длинные пьесы. Механизм пианол постоянно

Механическая запись

Первоначально механическая запись осуществлялась механо-акустическим способом (записываемый звук воздействовал через рупор на мембрану, жёстко связанную с резцом). В дальнейшем этот способ был полностью вытеснен электро-акустическим способом: записываемые звуковые колебания преобразуются микрофоном в соответствующие электрические токи, воздействующие после их усиления на электромеханический преобразователь — рекордер, который превращает переменные электрические токи посредством магнитного поля в соответствующие механические колебания резца.совершенствовался, а выпуск их продолжался до середины XX века.

Электромеханическая запись

В 1925 году вместо способа записи через рупор стали пользоваться электроакустическим способом — записью через микрофон. За счёт уменьшения искажений частотный диапазон расширился с 150-4000 до 50-10000 Гц. Вместо пружинного двигателя для вращения пластинки стал использоваться электрический двигатель, а вместо механического звукоснимателя был применён сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный — магнитный. Эти звукосниматели преобразуют колебания иглы, бегущей по звуковой дорожке грампластинки, в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель.

Магнитная запись

Магнитная звукозапись основана на использовании свойств некоторых материалов сохранять намагниченность после прекращения воздействия на них внешнего магнитного поля.

Запись производится с помощью специального устройства — записывающей магнитной головки, создающей переменное магнитное поле на участке движущегося носителя (чаще всего магнитной ленты), обладающего магнитными свойствами. На ферромагнитном слое носителя остается след остаточного намагничивания. След и есть дорожка фонограммы. При воспроизведении магнитная головка преобразует остаточный магнитный поток движущегося носителя записи в электрический сигнал звуковой частоты.

Оптическая (фотографическая) запись

В 1904 году французский изобретатель Эжен (Юджин) Августин Ласт подготовил свой первый опытный образец системы записи звука на киноплёнку. В 1906 году он (вместе с австралийцем Хейнсом и британцем Джоном С. В. Плеттсом), подал заявку на патент, и получил патент № 18057 в 1907 году на «Процесс записи и воспроизведения одновременно движения людей или объектов и звуков, издаваемых ими», таким образом, 35-мм целлулоидная плёнка, содержала одновременно и кадр изображения, и дорожку звука. В 1911 году он представил звуковой фильм в США, возможно, первый в истории показ фильма с помощью технологии оптической записи звука.

Цифровая звукозапись

Первой цифровой записи предшествовали многочисленные разработки учёных из самых различных прикладных областей математики, физики, химии. В 1937 году британский учёный Алек Харли Ривз запатентовал первое описание импульсно-кодовой модуляции. В 1948 году Клод Шеннон опубликовал «Математическую теорию связи», а в 1949 — «Передача данных при наличии шума», где независимо от Котельникова доказал теорему с аналогичными теореме Котельникова результатами, поэтому в западной литературе эту теорему часто называют теоремой Шеннона. В 1950 Ричард Хэмминг опубликовал работу по обнаружению и исправлению ошибок В 1952 Дэвид Хаффман создал алгоритм префиксного кодирования с минимальной избыточностью (известный как алгоритм или код Хаффмана) В 1959 Алекс Хоквингем создал код исправления ошибок, ныне известный как Код Боуза — Чоудхури — Хоквингема В 1960 сотрудниками лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Ирвином Ридом и Густавом Соломоном изобретён Код Рида — Соломона Только в 1967 техническим институтом исследований NHK представлен первый цифровой катушечный стереозаписыватель на 1-дюймовой видеоленте. В устройстве использовалась ИКМ-запись с двенадцатеричной разрядностью и частотой дискретизации 30 кГц с применением компандера для расширения динамического диапазона.

Лазерная (оптическая) запись

При помощи лазерного луча на вращающийся оптический диск записываются цифровые сигналы. В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин (питов) и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанные данные. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки — как единицы. Такой способ записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания. По сравнению с механической и магнитной звукозаписью оптический диск имеет целый ряд преимуществ — очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством при записи и воспроизведении.

Магнитооптическая запись

Запись ведется при помощи магнитной головки и лазерного луча на особый магнитооптический слой диска. Излучение лазера разогревает участок дорожки выше температуры точки Кюри 121 °C, после чего электромагнитный импульс изменяет намагниченность, создавая отпечатки, равнозначные питам на оптических дисках. Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик.

1 Оставить нужное