Hang és fény (Akusztika, fénytechnika) Híradástechnika c. könyv Akusztikai alapok: 43-55. oldal Fénytechnikai alapok: 57-67- oldal

Akusztikai alapok A hang fizikai jellemzői A hallás fiziológiája A hangvétel és hangvisszaadás eszközei Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Hang – rugalmas közeg mechanikai rezgései szilárd anyag – testhang cseppfolyós anyag – folyadékhang levegő – léghang (emberi hallás) Léghang – légnyomásingadozás hangnyomás Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Léghang – légnyomásingadozás Longitudinális hullámok Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Síkhullámok ν a részecskesebesség ρo a levegő sűrűsége Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Fogalmak: hangnyomás p 1 Pa.=1N/m2 hangnyomásszint hangintenzitás intenzitásszint Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Fogalmak: hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás intenzitásszint átlagembernél 1000 Hz-es szinuszhang hallásküszöbje Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Fogalmak: hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás intenzitásszint időegység alatt a felületegy-ségen áthaladó energia Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hang fizikai leírása Fogalmak: hangnyomás hangnyomásszint hangintenzitás intenzitásszint átlagembernél 1000 Hz-es szinuszhang hallásküszöbje Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Hangintenzitás Teljesítmény sűrűség Síkhullámok Hang Elektromágneses Hangintenzitás Teljesítmény sűrűség

Az emberi hallás fiziológiája kvantált és logaritmikus jellegű két hang különböző erősségűnek hallható, ha 10% (1 dB) hangenergia eltérésűek különböző magasságúnak, ha 2-3% frekvencia eltérésűek amplitudó – kb. 120 szint frekvencia – kb. 840 szint Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az emberi hallás fiziológiája Fogalmak: hallásküszöb fájdalomküszöb hangerősség hangosság hangelfedés Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az emberi hallás korlátai Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az emberi hallás fiziológiája Szubjektív hangosságérzet – hangerősség tetszőleges frekvenciájú hang hangerőssége annyi phon, ahány dB a vele azonos hangosság- érzetet keltő 1000 Hz-es színuszhang hang- nyomásszintje Azonos hangerősségű pontokat a frekvencia függvényében összekötve – Fletcher-Munson görbék. Az így megállapított hangerősség LN Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Fletcher-Munson Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az emberi hallás fiziológiája Szubjektív hangosságérzet – hangosság mértékegysége son Megmutatja, hogy két phon-ban mért hangosságérzet aránya mekkora Hangosságérzet son-ban összegződik Ha LN>40 phon Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Hangelfedés Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az emberi hallás fiziológiája Hangforrás iránya oldalirány – alacsony frekvencián úthosszkülönbségből adódó fáziseltérés magas frekvencián fej árnyékolása miatti intenzitáskülönbség függőleges irány – fej mozgatása – fül iránykarakterisztikája Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hangtér mesterséges előállítása Hangtér előállítása Hangvétel Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A hangtér mesterséges előállítása Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Az átvitel fajtái, minőségi követelmények Típusa Frekv. tart. S/N k Áthallási csill. Távbeszélő 300-3400 Hz 20-25 dB 5-10 % AM 100-4500 Hz 40 dB URH-FM 50Hz-15kHz 60 dB <1% URH-FM-ST Analóg hanglemez 40Hz-16kHz 50..60 dB ≈1% 30..40 dB Analóg mágneses 70 dB CD(16 bites) 10Hz-20kHz 96 dB <0.005% Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Digitális hangrögzítés CD – digitális lézerlemez 16 bites kvantálás 44.1 kHz mintavételezés gyakorlatilag áthallásmentes sztereo R-DAT – digitális hangmagnetofon 12 v. 16 bites kvantálás 32, 44.1 vagy 48 kHz mintavételezés Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektroakusztikai átalakítók Elemei : mechanikai rezgőrendszer membrán Típusok: Vezérlés elvű (szénmikrofon) Elektromágneses Elektrodinamikus Piezzoelektromos Elektrosztatikus Elektromechanikai Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektroakusztikai átalakítók Szénmikrofon Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektromágneses átalakítók Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektromágneses átalakítók Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektrodinamikus átalakítók Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektrodinamikus átalakítók Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Mikrofonok Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Elektrodinamikus átalakítók Mikrofonkarakterisztikák Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

szubjektív (pszicho-) Fénytechnikai alapok Érzet, fizikai és pszichofizikai jellemzők szubjektív (pszicho-) pszichofizikai objektív (-fizikai) Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Fénytechnikai alapok CIE – Commission International de l’Éclairage szabványosított mérések a szubjektív tényezőket szabványosított karakterisztikával vesszük figyelembe Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A látás fiziológiája Ideghártyában (retinán) idegvégződések Csapok – erős fényben Pálcikák – gyenge fényben Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Érzetjellemzők (mik a pszichofizikai megfelelőik?) A látás fiziológiája Érzetjellemzők (mik a pszichofizikai megfelelőik?) világosság, színezet, telítettség Egy felület több v. kevesebb fényt bocsájt ki ill. reflektál Színek (kék, zöld...) A fehér és a telített (spektrális) szín között hol helyezkedik el (világoszöld, sötétvörös...) Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Fotometriai mérések látószerv frekvenciafüggő érzékenységét is figyelembe veszik – műszem 1924 –ben szabvány CIE fénymérő fénysűrűség (a világosság pszichofizikai megfelelője) Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Színmérés színérzeteket figyelembe veszik –1951–ben CIE szabvány λR=700 nm, λG=546.1 nm, λB=435.8 nm izokrom színingerek – több RGB beállításban is létrejöhet azonos színinger Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Színmérés – 3 koordináta Összehasonlító színmérések sorozata Színösszetevők X,Y,Z Színkoordináták x,y Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Színdiagramok – 2 koordináta Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Színdiagramok Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

CIE színdiagram Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

CIE színdiagram Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

CIE színdiagram λd domináns hullámhossz (színezet pszichofizikai jellemzője) pe=a/b színtartalom (telítettség pszichofizikai jellemzője) Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A kép átvitele hírközlő csatornán Felbontás pixelekre Fényesség (szürke árnyalatú) Szinekre bontás A képet pixelekre bontva és definiált sorrendben kiolvasva időfüggvényt kapunk Kérdés: mekkora csatorna átviteli kapacitás szükséges a mozgó képek átviteléhez? Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A kép átvitele hírközlő csatornán Emberi szem függőleges felbontóképessége 2’ Optimális képnézőszög 20o Jól bevált képméretarány 4:3 Így képelemek száma: függőlegesen 20o/2’=600 vízszintesen 600*4/3=800 Híradástechnika előadás; Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

A kép átvitele hírközlő csatornán Szürkeárnyalatú kép képelemszáma 600*800=4.8*105 Árnyalatok száma 100 már élvezhető részletgazdaság

Fekete-fehér kép információtartalma Az s=100 szint információtartalma Iképelem=ld s=ld(100)=6.65 bit A teljes kép információtartalma

Mozgókép továbbítás Emberi szem tehetetlensége miatt N=25-30 kép/sec Adatátviteli sebesség

150 árnyalat

100 árnyalat

50 árnyalat

Színes kép információtartalma Színfelbontás szükséges mértéke 20 szín szint Emberi szem színfelbontó képessége 10’ (5-ször rosszabb, mint fekete-fehérre) Minden színes pixelen 2 független adat, pl x,y

Színes mozgókép továbbítás Színes kép össz információtartalma 3.19Mbit+166kbit=3.36Mbit Adatátviteli sebesség 25*3.36Mbit/s  84Mbit/s

1874 - Ernst W. Siemens was the first to describe the "dynamic" or moving-coil transducer, with a circular coil of wire in a magnetic field and supported so that it could move axially. He filed his U. S. patent application for a "magneto-electric apparatus" for "obtaining the mechanical movement of an electrical coil from electrical currents transmitted through it" on Jan. 20, 1874, and was granted patent No. 149,797 Apr. 14, 1874. However, he did not use his device for audible transmission, as did Alexander G. Bell who patented the telephone in 1876. After Bell's patent was granted, Siemens applied for German patent No. 2355, filed Dec. 14, 1877, for a nonmagnetic parchment diaphragm as the sound radiator of a moving-coil transducer. The diaphragm could take the form of a cone, with an exponentially flaring "morning glory" trumpet form. This is the first patent for the loudspeaker horn that would be used on most phonographs players in the acoustic era. His German patent was granted July 30, 1878 and his British patent No. 4685 was granted Feb. 1, 1878.

1874 - Ernst W. Siemens

1898 - Oliver Lodge filed for British patent No. 9712 on Apr 1898 - Oliver Lodge filed for British patent No. 9712 on Apr. 27, 1898, for an improved loudspeaker with nonmagnetic spacers to keep the air gap between the inner and outer poles of a moving coil transducer. This was the same year he applied for a patent on his famous radio tuner. A model of his loudspeaker is in the British Science Museum in South Kensington, and a photo was published in Wireless World Dec. 21, 1927. This improvement was later claimed by Pridham and Jensen in the Magnavox application for patent No. 1,448,279 filed Apr. 28, 1920, and granted Mar. 13, 1923.

1898 - Oliver Lodge