تشخیص فعالیت صوتی سیگنال صوتی در متلب - انجام پروژه متلب |پروژه متلب | انجام پروژه متلب برق | شبیه سازی با متلب

سیگنال یا حامل 

پروژه آماده متلب :  یک سیگنال صدا و یا سیگنال الکترومگنتیک ، که یک یا چند پارامتر آن توسط سیگنال دیگری ماژول شده باشد را حامل Carrier می گویند.

در انتقالات رادیویی ، موج حامل موج پخش کننده ایست که در یک باند فرکانسی (کیلوهرتز یا مگاهرتز) قرار دارد و ماژولیشن سیگنال آن در بازه ی شنیداری قرار دارد. به محض دریافت حاملِ ماژول شده ، یک پروسه ی دیماژولیشن ، سیگنال را بازیابی می کند، که همان سیگنال پخش Broadcast است.

اطلاعاتی که توسط هر محیط اندازه گیری، منتقل و دریافت شوند را سیگنال می گویند. در مبحث صدا به صدایی که می خواهیم شنیده شود و یا نمای الکترونیکی صدا (سیگنال صدا) که ضبط، تولید و سینتی سایز و منتقل شده ، اطلاق می شود. عمل ضبط سیگنال های صوتی ، معمولا توسط میکروفون ، ریکوردر نوار ، نوار مگنتیک ، و یا دیسک ضبط می شوند. و در کامپیوتر ها و یا پروسسور های آنالوگ ، پردازش می شوند.

در هرکدام از این سیستم ها ، سیگنال باید از نویز متمایز شود، چه متمم و چه متضاد سیگنال باشد ، تا که اطلاعات به طور کامل دریافت شوند. برای مثال در تصویر تلویزیون ، سیگنال تلوزیون باید از صفحه ی برفکی ، جدا شود. و صدای خس خس باید از نوار صدا جدا شود. گرچه ضبط دیجیتال ، به دلیل تبدیل سیگنال ها به صفر و یک ، صدایی بدون نویز ارائه می دهد ، اما معایب خاص خود مانند دیستورشن را دارد. و تنها زمانی قابل شنیدن است که تبدیل به سیگنال صدا شده باشد.

پردازش سیگنال های صوتی

پروژه آماده متلب :  پردازش سیگنال های صوتی یا پردازش صدا، همان تبدیل عمدی سیگنال های صوتی است که عموما بوسیله ی افکت های صوتی Audio Effects یا دستگاه های پردازش صوتی Audio Units انجام میشود. از آنجا که امکان نمایش سیگنال های صوتی در هر دو فرمت الکترونیکی دیجیتال و آنالوگ وجود دارد پردازش سیگنال ها در هر دو حوزه امکان پذیر میباشد. پردازنده های آنالوگ مستقیما برروی سیگنال های الکترونیکی عمل میکنند در حالی که پردازنده های دیجیتالی بصورت ریاضی برروی نمونه ی دیجیتالی آن سیگنال عمل میکنند.

تاریخچه

سیگنال های صوتی نمونه های الکترونیکی امواج صوتی به صورت امواج طولی ای که در هوا حرکت میکنند می باشند و دارای تراکم و ترقیق هستند. انرژی درون سیگنال های صوتی، عموما با واحد دسیبل dB اندازه گیری می شود. در گذشته بدلیل وجود مشکلات زیاد در ارسال امواج کانال های رادیویی به گیرنده ها، پردازش سیگنال های صوتی امری ضروری بود.

سیگنال های آنالوگ

پروژه آماده متلب :  آنالوگ نشانگر چیزی است که در ریاضیات بشکل مقدار پیوسته نمایش داده میشود. بعنوان مثال ساعت های آنالوگ از عقربه هایی تشکیل شده که پیوسته در حال حرکت بر روی صفحه ساعت هستند در حالی که حرکت عقربه ها مستقیما نشانگر اطلاعاتی میباشد که ساعت فراهم می کند. ازین جهت یک سیگنال آنالوگ، سیگنالی ست که بشکل یک جریان ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍پیوسته اطلاعاتی را ارائه می کند. در این مورد میان یک مدار الکتریکی در فرم ولتاژ، جریان یا بار تغییر می کند. پس پردازش سیگنال ها صوتی شامل ایجاد تغییر فیزیکی در سیگنال ممتد با تغییر ولتاژ، جریان یا بار، بوسیله ی وسایل الکتریکی مختلف می باشد.

در گذشته قبل از ظهور فناوری دیجیتال گسترده، پردازش سیگنال ها صوتی تنها روشی بود که با آن می شد یک سیگنال را دستکاری کرد. از آن زمان به بعد با پیشرفت کامپیوتر ها و نرم افزار ها، به جای پردازش سیگنال ها صوتی از پردازش دیجیتالی استفاده میشود.

حوزه های استفاده 

پروژه آماده متلب :  روش های پردازش و موارد استفاده شامل این موارد می شود:

• ذخیره و دریافت صدا
• کمپرس سطح صدا
• کمپرس دیتا ها
• تراگسیل (ارسال اطلاعات به مکانی دیگر به وسیله ی سیم های نوری، رادیو و غیره)
• تقویت و غیره…
• مثال : فیلتر کردن صدا ، اکولایز ، حذف و اضافه ی نویز ها ، اکو ، ریورب و غیره…

روش ها

اصواتی که بوسیله افکت هایی مانند ریورب و دیلی Delay پردازش نشده باشند را بصورت استعاری خشک Dry و اصوات پردازش شده را خیس Wet مینامند. از جمله افکت ها برای پردازش سیگنال های صوتی به شرح زیر است :

• اکو Echo

پروژه آماده متلب :  در پردازش سیگنال های صوتی و آکوستیک، اکو پژواکی از صداست که بعد از صدای مستقیم با تاخیر به گوش شنونده میرسد.این تاخیر با فاصله ی سطح بازتاباننده از منبع و شنونده متناسب است. نمونه های بارز آن بازتاب صدای تولید شده از پای یک دیوار، یک ساختمان یا دیوار های اتاقی محصور شده و یا خالی است. یک پژواک واقعی , بازتابی ساده از منبع صداست.ریشه ی کلمه ی اکو از ἠχώ (ēchō) که خود از کلمه ی ἦχος (ēchos) که به معنی صداست نشات گرفته است. اکو در داستان های مردمی یونانی یک نیمف (حوری) کوهستانی است که قدرت تکلم او نفرین شده طوری که فقط قادر بوده آخر کلماتی که دیگران برای صحبت با او میگفتند را تکرار کند. بعضی حیوانات از پژواک برای تشخیص موقعیت و تعیین مسیر استفاده میکنند مثل پستانداران آبزی از جمله دلفین ها و وال ها و همچنین خفاش ها.

پدیده اکوستیک

امواج صوتی آکوا بوسیله ی دیوار ها یا هر شی سخت دیگری مثل کوه ها یا فضاهای بسته و خالی بازتابانده میشوند.دلیل بوجود آمدن پژواک را میتوان اینگونه توضیح داد : وقفه در انتشار ممتد.این وقتی شنیده میشود که پژواک با بزرگی کافی و تاخیر بازگردانده شود تا بتوان آنرا بصورت مجزا تشخیص داد. وقتی صدا یا خود پژواک به دفعات متعدد و از سطوح متعددی بازتابانده شود پژواک را میتوان ریورب (Reverbation) توصیف کرد.

استفاده از اثر اکو الکتریک در اجراهای موسیقی و ضبط، از دهه ۱۹۵۰ شروع شده است. اکوپلکس،یک اثر تاخیر در ضبط است که ابتدا در ۱۹۵۹ ساخته شد و صدای یک پژواک صوتی را بازسازی میکند. اکوپلکس بدست مایکل بتل طراحی شده است. یک استاندارد برای این اثر ارایه داده شده است که به وسیله ی بسیاری از گیتاریست های سرشناس آن زمان استفاده میشده . اکثر افراد در پی رسیدن به اکوپلکس های اصیل هستند.

در حالی که گیتاریست ها استفاده کننده های اصلی اکوپلکس ها بودند، در مواردی هم نوازندگان دیگر مثل بیس پلیر chuck rainey و نوازندگان ترامپت مثل Don ejudvntfhllis بودند.

• فلنگر Flanger

پروژه آماده متلب :  فلنجینگ افکتی صوتی است که با میکس شدن دو سیگنال یکسان تولید میشود که یکی از آن سیگنالها با مقدار کوتاه و متغیری تاخیر (معمولا کمتر از ۲۰ میلی ثانیه) پخش شده و این یک افکت فیلترشانه ای تولید میکند. قله ها و فرورفتگی ها با طیف فرکانس حاصل تولید میشوند و در یک سری هارمونیک خطی به هم مربوط میشوند. تغییرات زمان تاخیر باعث میشود اینها در طیف فرکانس بالا و پایین بروند. فلنجر افکتی است که این حالت را تولید میکند. قسمتی از سیگنال خروجی معمولا به ورودی برمی گردد وافکت رزونانسی را تولید می کند که فشردگی قله ها و فرورفتگی ها را گسترش میدهد. فاز سیگنال فید بک، گاهی برعکس می شود که باعث تولید نوع دیگری از صدای فلنجر می شود.

فلنجینگ ممکن است با استفاده از نرم افزار کامپیوتری هم بدست آید. افکت تیپ فلنجینگ Tape Flanging اصلی کمی متفاوت تر از بازسازی های الکترونیک و نرم افزاری بنظر می رسد.

سیگنال تیپ فلجینگ نه تنها تاخیر زمانی دارد بلکه ویژگی هایی با فرکانس های مختلف از یک نوار را دارد و فاز معرفی شده سر نوار هم به سیگنال ها تغییر می کنند. به همین دلیل زمانی که پستی و بلندی های فیلتر شانه ای کمابیش در سری هارمونیک  قرار دارند، یک رفتار غیر خطی دیگر هم خواهیم داشت که باعث می شود طنین نوار فلنجینگ بیشتر شبیه به ترکیبی از چیزی که بعنوان فلنجینگ و فاز بنظر بیاید.

مقایسه با تغییر فاز

پروژه آماده متلب :  فلنجینگ نوع خاصی از تغییر فاز یا فیزینگ Phasing است. در فیزینگ سیگنال از میان یک یا چند فیلتر آل پس All Pass میگذرد که بازخورد فرکانسی غیر خطی دارند و بعد دوباره به سیگنال اصلی اضافه میشوند. این باعث دخالت کاهشی یا افزایشی میشود که با فرکانس تغییر میکند و یکسری قله و فرورفتگی در جواب فرکانسی سیستم میدهد. در کل مکان این قله ها و فرورفتگی ها در یک سری هارمونیک اتفاق نمیافتد. برعکس، فلنگینگ به افزودن سیگنال به کپی تاخیر دار از خودش بستگی دارد که این باعث بوجود آمدن سیگنال ورودی با پستی و بلندی هایی در یک سری هارمونیک میشود. با بسط دادن مقایسه فیلتر شانه ای، فلنجینگ یک فیلتر شانه ای با دندانه هایی با فاصله یکسان بوجود میاورد در حالی که فیلتر شانه ای، فیلتری حاصل از فیزینگ دندانه هایی با فاصله های ناهماهنگ دارد.

درهر دو مورد فیزینگ و فلنجینگ ، خصوصیات (فیز ریسپانس و تاخیر زمانی ، بصورت نسبی) زمانبندی متفاوتی دارند که باعث یک افکت موجی قابل شنود می شود. برای گوش، فیزینک و فلنگینگ یکی هستند با این حال آنها رنگهای مختلفی دارند.معمولا گفته میشود فلنجینگ ویژگی ای شبیه به “هواپیمای جت ” دارد. برای اینکه افکت فیلتر شانه ای قابل شنیدن باشد محتوی طیفی برنامه ی ماده باید در بین محدوده فرکانسی این فیلتر شانه ای متحرک به اندازه کافی پر باشد تا اثر فیلتر را به خوبی نشان دهد. این قضیه وقتی با محتوی هارمونیک غنی برروی ماده پیاده میشود و همینطور زمانی که بر یک وایت نویز یا سیگنال نویز مشابهی اعمال می شود بیشتر مشخص می شود. اگر پاسخ فرکانسی این افکت روی یک نمودار طراحی شود این رسم شبیه به یک شانه (کمب) خواهد بود و به همین دلیل هم فیلتر شانه ای شناخته می شود.