Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1 (σελ. 64-65) – ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Θεωρία Γ΄ ΕΠΑΛ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Θεωρία Γ΄ ΕΠΑΛ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Θεωρία Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1 (σελ. 64-65) – ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΟΣ Θεωρία Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1

Πλήρεις λύσεις και των είκοσι ερωτήσεων του κεφαλαίου 1 — οι βασικές αρχές της ηχοληψίας με τα διαμήκη και εγκάρσια κύματα, οι κατηγορίες και τα χαρακτηριστικά των ήχων, η ηχώ, τα διακροτήματα και τα στάσιμα κύματα, τα μικρόφωνα με την ευαισθησία, τα πολικά διαγράμματα και τα είδη τους, η τράπεζα μίξης ήχου με τις έξι λειτουργίες της, οι ρυθμιστές τόνου και οι ισοσταθμιστές, τα συστήματα αποθορυβοποίησης Dolby, τα ηχεία, τα μεγάφωνα και τα φίλτρα cross-over, οι συνδέσεις μεγαφώνων και οι ενισχυτικές διατάξεις με τους υπολογισμούς κέρδους και βαθμού ενίσχυσης.

Ερώτηση 1 — Διαμήκη και εγκάρσια κύματα

Ερώτηση: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 1: 1. Προσδιορίστε τις έννοιες του διαμήκους και του εγκάρσιου κύματος

Απάντηση:

Διαμήκη κύματα (σελ. 17): στα διαμήκη κύματα η διαδιδόμενη αναταραχή προκαλεί κίνηση των σωματιδίων του ελαστικού μέσου κατά μήκος της διεύθυνσης μετάδοσης του κύματος. Εγκάρσια κύματα (σελ. 17): στα εγκάρσια κύματα η διαδιδόμενη αναταραχή προκαλεί κίνηση των σωματιδίων του ελαστικού μέσου κατά διεύθυνση κάθετη προς τη διεύθυνση μετάδοσης του κύματος.
```
ΔΙΑΜΗΚΕΣ:   διεύθυνση μετάδοσης  ──────────►
            κίνηση σωματιδίων    ◄────────►   (παράλληλη)

ΕΓΚΑΡΣΙΟ:   διεύθυνση μετάδοσης  ──────────►
            κίνηση σωματιδίων         ▲
                                      │       (κάθετη)
                                      ▼
```
Ποιο ισχύει για τον ήχο στον αέρα (σελ. 17): στη μελέτη των προβλημάτων της ηλεκτροακουστικής, εξετάζεται η παραγωγή και η διάδοση των ηχητικών κυμάτων κυρίως μέσα στον αέρα. Σ' αυτή την περίπτωση, τα ηχητικά κύματα παράγονται από ένα σώμα ή μιά δονούμενη μάζα και διαδίδονται με διαμήκη κύματα. Το αποτέλεσμα (σελ. 17): η κίνηση αυτή των σωματιδίων διαδιδόμενη μέσω ενός διαμήκους κύματος προκαλεί πυκνώματα - αραιώματα ή αλλιώς μεταβολές της πυκνότητας του αέρα και της πίεσης κατά μήκος της διεύθυνσης μετάδοσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στα διαμήκη κύματα η διαδιδόμενη αναταραχή προκαλεί κίνηση των σωματιδίων του ελαστικού μέσου κατά μήκος της διεύθυνσης μετάδοσης του κύματος, δηλαδή τα σωματίδια ταλαντώνονται παράλληλα προς τη διεύθυνση διάδοσης. Στα εγκάρσια κύματα η διαδιδόμενη αναταραχή προκαλεί κίνηση των σωματιδίων του ελαστικού μέσου κατά διεύθυνση κάθετη προς τη διεύθυνση μετάδοσης του κύματος. Στην ηλεκτροακουστική εξετάζεται κυρίως η παραγωγή και η διάδοση των ηχητικών κυμάτων μέσα στον αέρα, όπου τα ηχητικά κύματα παράγονται από ένα σώμα ή μια δονούμενη μάζα και διαδίδονται με διαμήκη κύματα. Το δονούμενο σώμα, δηλαδή η ηχητική πηγή, προκαλεί αναταραχή των σωματιδίων του αέρα με αποτέλεσμα την κίνησή τους εμπρός και πίσω, η οποία διαδιδόμενη μέσω διαμήκους κύματος προκαλεί πυκνώματα και αραιώματα, δηλαδή μεταβολές της πυκνότητας και της πίεσης του αέρα κατά μήκος της διεύθυνσης μετάδοσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 2 — Η ένταση του ήχου ως χαρακτηριστικό

Ερώτηση: 2. Η ένταση του ήχου ανήκει στα: α)φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου β)υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β) υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου.

Η τεκμηρίωση (σελ. 19): επομένως η συχνότητα και το πλάτος αποτελούν τα φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου. Ενώ το πλάτος της μεταβολής της πίεσης ανήκει στα φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου, συνηθίζεται αντί αυτού (του πλάτους) να θεωρούμε την ένταση του ήχου σαν υποκειμενικό χαρακτηριστικό λόγω του υποκειμενικού αισθήματος της ακοής.

Φυσικά χαρακτηριστικά	Υποκειμενικά χαρακτηριστικά
συχνότητα	ύψος ήχου (σελ. 21)
πλάτος	ένταση ήχου (ακουστότητα) (σελ. 21)
	χροιά του ήχου (σελ. 22)

Ο ορισμός της έντασης (σελ. 20): σαν ένταση του ήχου σε τυχαίο σημείο καθορίζεται η ηχητική ενέργεια, που διέρχεται στη μονάδα του χρόνου από επιφάνεια 1cm2 κάθετη προς τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Σα μονάδα μέτρησης λαμβάνεται το Watt/cm2 ή Watt/m2. Και η εξάρτησή της (σελ. 21): εξαρτάται από το πλάτος των ταλαντώσεων του ήχου… Επίσης η ένταση του ήχου εξαρτάται κατά κάποιο τρόπο και από τη συχνότητα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι η β, δηλαδή η ένταση του ήχου ανήκει στα υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι φυσικά χαρακτηριστικά του ήχου είναι η συχνότητα και το πλάτος, όμως, ενώ το πλάτος της μεταβολής της πίεσης ανήκει στα φυσικά χαρακτηριστικά, συνηθίζεται αντί αυτού να θεωρούμε την ένταση του ήχου ως υποκειμενικό χαρακτηριστικό, λόγω του υποκειμενικού αισθήματος της ακοής. Έτσι τα τρία υποκειμενικά χαρακτηριστικά του ήχου είναι το ύψος, το οποίο εξαρτάται από τη συχνότητα, η ένταση ή ακουστότητα, η οποία εξαρτάται από το πλάτος των ταλαντώσεων και κατά κάποιον τρόπο και από τη συχνότητα, και η χροιά, η οποία εξαρτάται από τη μορφή του παραγόμενου κύματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 3 — Η απόσταση του εμποδίου για την ηχώ

Ερώτηση: 3. Ηχώ παράγεται, όταν ο ήχος ανακλάται σε κάποιο εμπόδιο το οποίο απέχει από την ηχητική πηγή: α)πάνω από 17 m, β)πάνω από 7m, γ)κάτω από 7m (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: α) πάνω από 17 m.

Η τεκμηρίωση (σελ. 20): η ηχώ παράγεται, όταν ο ήχος ανακλάται σε κάποιο εμπόδιο, το οποίο απέχει από την ηχητική πηγή πάνω από 17m. Πώς γίνεται αντιληπτή (σελ. 20): αν κάποιος άνθρωπος μιλήσει δυνατά και σύντομα ακούει ταυτόχρονα τη φωνή του και μετά από λίγο την ακούει πάλι, για δεύτερη φορά από ανάκλαση, η οποία αποτελεί την ηχώ της πρώτης. Το τελευταίο αυτό φαινόμενο λέγεται μετήχηση.

Γιατί 17 m — η διαδρομή του ήχου μέχρι το εμπόδιο και πίσω είναι 2 × 17 = 34 m· με ταχύτητα ήχου περίπου 340 m/s ο χρόνος είναι 34 / 340 = 0,1 s, δηλαδή το ελάχιστο διάστημα που χρειάζεται το αυτί για να ξεχωρίσει τον ανακλώμενο ήχο ως δεύτερο, χωριστό ήχο.
```
         17 m τουλάχιστον
 πηγή ●───────────────────► ▌εμπόδιο
      ◄───────────────────  ανάκλαση
  συνολική διαδρομή 34 m → καθυστέρηση ≈ 0,1 s
```

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι η α, δηλαδή πάνω από δεκαεπτά μέτρα. Το βιβλίο αναφέρει ότι η ηχώ παράγεται όταν ο ήχος ανακλάται σε κάποιο εμπόδιο το οποίο απέχει από την ηχητική πηγή πάνω από δεκαεπτά μέτρα. Αν κάποιος μιλήσει δυνατά και σύντομα, ακούει ταυτόχρονα τη φωνή του και μετά από λίγο την ακούει πάλι, για δεύτερη φορά, από την ανάκλαση, η οποία αποτελεί την ηχώ της πρώτης, φαινόμενο που λέγεται μετήχηση. Η απόσταση των δεκαεπτά μέτρων εξηγείται από το ότι ο ήχος διανύει τη διαδρομή μέχρι το εμπόδιο και πίσω, δηλαδή τριάντα τέσσερα μέτρα, και με ταχύτητα περίπου τριακόσια σαράντα μέτρα ανά δευτερόλεπτο η καθυστέρηση είναι περίπου ένα δέκατο του δευτερολέπτου, όσο χρειάζεται το αυτί για να ξεχωρίσει τον ανακλώμενο ήχο ως δεύτερο, χωριστό ήχο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 4 — Πώς προκαλούνται τα στάσιμα ηχητικά κύματα

Ερώτηση: 4. Στάσιμα κύματα ήχων προκαλούνται από συμβολή δύο ήχων διαφορετικών συχνοτήτων. Σωστό ή λάθος;

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: Λάθος.

Η τεκμηρίωση για τα στάσιμα (σελ. 21): στάσιμα ηχητικά κύματα προκαλούνται από τη συμβολή δύο ήχων της ίδιας διεύθυνσης και συχνότητας αλλά αντίθετης φοράς. Τα συμβαλλόμενα κύματα άλλοτε δημιουργούν ήχο εντονότερο (κοιλιά στάσιμου) και άλλοτε δημιουργούν ήχο ασθενέστερο έως μηδενικό (δεσμός στάσιμου). Τι προκαλείται από διαφορετικές συχνότητες (σελ. 20): τα διακροτήματα — είναι το φαινόμενο που προκαλείται από τη συμβολή δύο ήχων διαφορετικών συχνοτήτων και το αποτέλεσμα θα είναι ένας ήχος, ο οποίος θα είναι ο συνδυασμός των δύο.

Φαινόμενο	Προϋπόθεση
Στάσιμα ηχητικά κύματα	ίδια διεύθυνση και συχνότητα, αντίθετη φορά
Διακροτήματα	διαφορετικές συχνότητες

Η πρόταση της ερώτησης περιγράφει επομένως τα διακροτήματα και όχι τα στάσιμα κύματα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πρόταση είναι λάθος. Τα στάσιμα ηχητικά κύματα δεν προκαλούνται από τη συμβολή δύο ήχων διαφορετικών συχνοτήτων, αλλά από τη συμβολή δύο ήχων της ίδιας διεύθυνσης και της ίδιας συχνότητας αλλά αντίθετης φοράς. Τα συμβαλλόμενα κύματα άλλοτε δημιουργούν ήχο εντονότερο, οπότε έχουμε κοιλία του στάσιμου, και άλλοτε ήχο ασθενέστερο έως μηδενικό, οπότε έχουμε δεσμό του στάσιμου. Αντίθετα, το φαινόμενο που προκαλείται από τη συμβολή δύο ήχων διαφορετικών συχνοτήτων είναι τα διακροτήματα, όπου το αποτέλεσμα είναι ένας ήχος που αποτελεί τον συνδυασμό των δύο. Η πρόταση της ερώτησης περιγράφει επομένως τα διακροτήματα και όχι τα στάσιμα κύματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 5 — Η ευαισθησία ή απόδοση μικροφώνου

Ερώτηση: 5. Προσδιορίστε την έννοια της ευαισθησίας ή απόδοσης ενός μικροφώνου.

Απάντηση:

Ο ορισμός (σελ. 24): Ευαισθησία ή απόδοση: είναι η ικανότητα του μικροφώνου να δώσει στην έξοδό του μεγάλη ηλεκτρική τάση με την εφαρμογή, όσο το δυνατό, μικρότερης ηχητικής πίεσης και εκφράζεται σε mVolt/bar.

Το πλαίσιο (σελ. 24): τα χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ποιότητα των μικροφώνων είναι η ευαισθησία ή απόδοση, η απόκριση συχνοτήτων, η πιστότητα, το πολικό διάγραμμα και η σύνθετη αντίσταση. Τι είναι το μικρόφωνο (σελ. 24): είναι ηλεκτροακουστικές συσκευές που μετατρέπουν τα ακουστικά ή ηχητικά κύματα σε ηλεκτρικές μεταβολές.
```
                  τάση εξόδου (mVolt)
Ευαισθησία =  ────────────────────────
                  ηχητική πίεση (bar)
```
Παραδείγματα από τα είδη μικροφώνων: μεγάλη ευαισθησία έχουν τα μικρόφωνα άνθρακα (μεγάλη τάση εξόδου για πολύ μικρές ηχητικές πιέσεις, σελ. 27) και τα δυναμικά (σελ. 29)· μικρή ευαισθησία έχουν τα κρυσταλλικά (σελ. 27) και τα πυκνωτικά (σελ. 28), των οποίων η αναπτυσσόμενη τάση εξόδου… είναι πολύ μικρή και χρειάζεται προενίσχυση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ευαισθησία ή απόδοση ενός μικροφώνου είναι η ικανότητά του να δώσει στην έξοδό του μεγάλη ηλεκτρική τάση με την εφαρμογή όσο το δυνατόν μικρότερης ηχητικής πίεσης, και εκφράζεται σε millivolt ανά bar. Πρόκειται δηλαδή για τον λόγο της τάσης που αναπτύσσεται στην έξοδο του μικροφώνου προς την ηχητική πίεση που προκάλεσε αυτή την τάση. Όσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία, τόσο ασθενέστερους ήχους μπορεί να αποδώσει το μικρόφωνο χωρίς να απαιτείται μεγάλη προενίσχυση. Η ευαισθησία είναι ένα από τα πέντε χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ποιότητα των μικροφώνων, μαζί με την απόκριση συχνοτήτων, την πιστότητα, το πολικό διάγραμμα και τη σύνθετη αντίσταση. Ενδεικτικά, μεγάλη ευαισθησία εμφανίζουν τα μικρόφωνα άνθρακα και τα δυναμικά, ενώ μικρή ευαισθησία έχουν τα κρυσταλλικά και τα πυκνωτικά, στα οποία η αναπτυσσόμενη τάση εξόδου είναι πολύ μικρή και χρειάζεται προενίσχυση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 6 — Πλεονεκτήματα των δυναμικών μικροφώνων

Ερώτηση: 6. Αναφέρατε τα πλεονεκτήματα των δυναμικών μικροφώνων.

Απάντηση:

Η αρχή λειτουργίας (σελ. 29): η λειτουργία τους στηρίζεται στο φαινόμενο της μαγνητικής επαγωγής, όπου αναπτύσσεται ηλεκτρική τάση σε ένα πηνίο, όταν αυτό κινείται μέσα σε ένα μόνιμο μαγνητικό πεδίο… επειδή διαθέτουν πηνίο, που μπορεί να κινείται ονομάζονται και μικρόφωνα κινητού πηνίου.

#	Πλεονέκτημα (σελ. 29)
1	η μη ύπαρξη εξωτερικής πηγής τροφοδοσίας
2	η μεγάλη ευαισθησία
3	η πολύ καλή πιστότητα
4	είναι ανεπηρέαστα από τις εξωτερικές συνθήκες
5	παρουσιάζουν κυκλικό πολικό διάγραμμα
6	δεν επηρεάζονται από τη χρήση μεγάλου μήκους καλωδίων σύνδεσης και γι' αυτό προτιμούνται στις μικροφωνικές εγκαταστάσεις

Και τα μειονεκτήματα, για σύγκριση (σελ. 30): απαίτηση μετασχηματιστή προσαρμογής· πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση· στις υψηλές συχνότητες εμφανίζουν μία μεγάλη κατευθυντικότητα στο μπροστινό μέτωπο του πολικού διαγράμματος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα δυναμικά μικρόφωνα, γνωστά και ως μικρόφωνα κινητού πηνίου, στηρίζονται στο φαινόμενο της μαγνητικής επαγωγής και έχουν τα εξής πλεονεκτήματα. Πρώτον, δεν χρειάζονται εξωτερική πηγή τροφοδοσίας. Δεύτερον, έχουν μεγάλη ευαισθησία. Τρίτον, έχουν πολύ καλή πιστότητα. Τέταρτον, είναι ανεπηρέαστα από τις εξωτερικές συνθήκες. Πέμπτον, παρουσιάζουν κυκλικό πολικό διάγραμμα. Έκτον, δεν επηρεάζονται από τη χρήση μεγάλου μήκους καλωδίων σύνδεσης και γι' αυτό προτιμούνται στις μικροφωνικές εγκαταστάσεις. Ως μειονεκτήματα αναφέρονται η απαίτηση μετασχηματιστή προσαρμογής, η πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση και το ότι στις υψηλές συχνότητες εμφανίζουν μεγάλη κατευθυντικότητα στο μπροστινό μέτωπο του πολικού διαγράμματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 7 — Μικρόφωνα πίεσης και μικρόφωνα ταχύτητας

Ερώτηση: 7. Ποια είναι η βασική διαφορά των μικροφώνων πίεσης από τα μικρόφωνα ταχύτητας;

Απάντηση:

Το πλαίσιο (σελ. 30-31): πρόκειται για μικρόφωνα ταινίας — είναι και αυτά δυναμικά μικρόφωνα και η λειτουργία τους στηρίζεται στο φαινόμενο της μαγνητικής επαγωγής, με τη διαφορά ότι αντί για κινητό πηνίο διαθέτουν λεπτή πτυχωτή ταινία από αλουμίνιο. Τα μικρόφωνα ταινίας διακρίνονται σε μικρόφωνα πίεσης και μικρόφωνα ταχύτητας. Η διάκρισή τους σε πίεσης και ταχύτητας εξαρτάται από το κατασκευαστή της ταινίας του αλουμινίου και από τον τρόπο πρόσπτωσης των ηχητικών κυμάτων στην ταινία.

	Μικρόφωνα πίεσης (σελ. 31)	Μικρόφωνα ταχύτητος (σελ. 31)
Πρόσπτωση	τα ηχητικά κύματα πιέζουν μόνο τη μία πλευρά της ταινίας	τα ηχητικά κύματα προσπίπτουν και στις δύο πλευρές της ταινίας
Τι καθορίζει τη δόνηση	η δόνησή της θα είναι ανάλογη της πίεσης	η συνολική πίεση θα είναι η διαφορά των δύο πιέσεων (εμπρός-πίσω)
Τάση εξόδου	ανάλογη της πίεσης	ανάλογη της ταχύτητας κίνησης της ταινίας
Απόκριση	παρουσιάζουν μία έμφαση της καμπύλης απόκρισης στις υψηλές συχνότητες με αντίστοιχη μείωση στις χαμηλές	παρουσιάζουν ομοιόμορφη απόδοση

Κοινά χαρακτηριστικά των μικροφώνων ταινίας (σελ. 30): είναι κατευθυντικά, έχουν μικρή εσωτερική αντίσταση και χρειάζονται μετασχηματιστή προσαρμογής. Η καμπύλη απόκρισής τους είναι αρκετά καλή για την περιοχή 10 έως 15.000Hz.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διάκριση αφορά τα μικρόφωνα ταινίας και εξαρτάται από τον κατασκευαστή της ταινίας αλουμινίου και από τον τρόπο πρόσπτωσης των ηχητικών κυμάτων στην ταινία. Στα μικρόφωνα πίεσης τα ηχητικά κύματα πιέζουν μόνο τη μία πλευρά της ταινίας, οπότε η δόνησή της είναι ανάλογη της πίεσης. Τα μικρόφωνα αυτά παρουσιάζουν έμφαση της καμπύλης απόκρισης στις υψηλές συχνότητες με αντίστοιχη μείωση στις χαμηλές. Στα μικρόφωνα ταχύτητας τα ηχητικά κύματα προσπίπτουν και στις δύο πλευρές της ταινίας, οπότε η συνολική πίεση είναι η διαφορά των δύο πιέσεων, εμπρός και πίσω, και η τάση που αναπτύσσεται είναι ανάλογη της ταχύτητας κίνησης της ταινίας. Τα μικρόφωνα ταχύτητας παρουσιάζουν ομοιόμορφη απόδοση. Βασική διαφορά είναι επομένως ότι στα μεν η τάση εξόδου καθορίζεται από την πίεση σε μία μόνο πλευρά, ενώ στα δε από την ταχύτητα κίνησης της ταινίας που προκύπτει από τη διαφορά των πιέσεων στις δύο πλευρές της.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 8 — Μείωση θορύβου του DOLBY C στα 1-10 kHz

Ερώτηση: 8. Η μείωση του θορύβου στο σύστημα DOLBY C για την περιοχή 1ΚHz έως 10ΚHz; είναι: α)10 dB, β)15 dB, γ)20 dB (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ) 20 dB.

Η τεκμηρίωση (σελ. 43): η έναρξη δράσης του συστήματος Dolby C είναι από τους 100Hz περίπου με μείωση 3dB, στα 500Hz με μείωση 15dΒ, από 1ΚHz έως 10ΚHz με μείωση 20dB και από τα 10ΚHz έως τα 20ΚHz η μείωση είναι 20-10dB προοδευτικά φθίνουσα.

Περιοχή συχνοτήτων	Μείωση θορύβου (Dolby C)
≈ 100 Hz	3 dB
500 Hz	15 dB
1 kHz - 10 kHz	20 dB
10 kHz - 20 kHz	20-10 dB προοδευτικά φθίνουσα

Η σύγκριση με τα άλλα συστήματα: Dolby Β (σελ. 43): η περιοχή δράσης του δυναμικού φίλτρου στο Dolby Β είναι από 250-20.000Hz και η μείωση θορύβου για συχνότητα πάνω από 4000Hz είναι περίπου 10dΒ. Dolby S (σελ. 44): ο συνδυασμός των δύο βαθμίδων επιτυγχάνει μεγάλη μείωση θορύβου της τάξης 24dB. Και οι καινοτομίες του C (σελ. 44): την εισαγωγή κυκλώματος μείωσης της έντασης των συχνοτήτων πάνω από 10ΚHz και την εισαγωγή κυκλώματος αντικορεσμού πριν την εγγραφή του σήματος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι η γ, δηλαδή είκοσι decibel. Το βιβλίο αναφέρει ότι η έναρξη δράσης του συστήματος Dolby C είναι από τους εκατό hertz περίπου με μείωση τριών decibel, στα πεντακόσια hertz με μείωση δεκαπέντε decibel, από ένα έως δέκα kilohertz με μείωση είκοσι decibel και από τα δέκα έως τα είκοσι kilohertz η μείωση είναι από είκοσι έως δέκα decibel προοδευτικά φθίνουσα. Το Dolby C είναι η βελτιωμένη έκδοση του Dolby B, το οποίο δρα από διακόσια πενήντα έως είκοσι χιλιάδες hertz με μείωση θορύβου περίπου δέκα decibel για συχνότητες πάνω από τέσσερις χιλιάδες hertz, ενώ το Dolby S επιτυγχάνει μείωση θορύβου της τάξης των είκοσι τεσσάρων decibel.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 9 — Διαφορά φάσης εμπρός και πίσω κύματος μεγαφώνου

Ερώτηση: 9. Τα ηχητικά κύματα που εμφανίζονται στο πίσω μέρος του μεγαφώνου έχουν διαφορά φάσης με αυτά στο εμπρός μέρος; α)900, β)450, γ)1800, δ)2700 (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ) 180°.

Η τεκμηρίωση (σελ. 46): τα ηχητικά κύματα, που εμφανίζονται στο εμπρός μέρος του μεγαφώνου, έχουν διαφορά φάσης 180° από εκείνα που δημιουργούνται στην πίσω πλευρά. Η συνέπεια (σελ. 46): είναι επομένως δυνατό, σε ορισμένα σημεία, άλλα κύματα να αθροίζονται με την ίδια φάση και άλλα να αναιρούνται με αποτέλεσμα την απώλεια περιοχής συχνοτήτων. Γι' αυτό υπάρχει το κουτί (σελ. 46): για την αποφυγή τέτοιων συμπτωμάτων κατασκευάζονται ξύλινες ακουστικές διατάξεις, οι οποίες είτε εμποδίζουν το πίσω κύμα του μεγαφώνου να διαδοθεί στο χώρο, είτε φέρνουν το πίσω κύμα σε φάση με το εμπρός.

Τύπος κουτιού	Πώς αντιμετωπίζει το πίσω κύμα (σελ. 47)
Ακουστικής ανάρτησης	κόβει την πίσω εκπομπή των ηχητικών κυμάτων των μεγαφώνων· οι μεσαίες και υψηλές απορροφούνται πλήρως
Ανάκλασης χαμηλών συχνοτήτων (Bass Reflex)	σωλήνας που μεταφέρει τα ηχητικά κύματα του πίσω μέρους των μεγαφώνων προς τα εμπρός, σε φάση με τα ηχητικά κύματα του εμπρός μέρους — ηχεία αναστροφής φάσης

Σημείωση: οι τιμές των επιλογών τυπώνονται στο βιβλίο ως «900, 450, 1800, 2700» επειδή χάνεται το σύμβολο των μοιρών· διαβάζονται 90°, 45°, 180°, 270°.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι η γ, δηλαδή εκατόν ογδόντα μοίρες. Οι τιμές των επιλογών τυπώνονται στο βιβλίο χωρίς το σύμβολο των μοιρών και διαβάζονται ενενήντα, σαράντα πέντε, εκατόν ογδόντα και διακόσιες εβδομήντα μοίρες. Το βιβλίο αναφέρει ότι τα ηχητικά κύματα που εμφανίζονται στο εμπρός μέρος του μεγαφώνου έχουν διαφορά φάσης εκατόν ογδόντα μοιρών από εκείνα που δημιουργούνται στην πίσω πλευρά. Συνέπεια αυτού είναι ότι σε ορισμένα σημεία άλλα κύματα αθροίζονται με την ίδια φάση και άλλα αναιρούνται, με αποτέλεσμα την απώλεια περιοχής συχνοτήτων. Για την αποφυγή τέτοιων φαινομένων κατασκευάζονται τα ξύλινα κουτιά των ηχείων, τα οποία είτε εμποδίζουν το πίσω κύμα να διαδοθεί στον χώρο, όπως στα ηχεία ακουστικής ανάρτησης, είτε το φέρνουν σε φάση με το εμπρός κύμα, όπως στα ηχεία bass reflex ή αναστροφής φάσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 10 — Υλικό κατασκευής των ηλεκτροδυναμικών μεγαφώνων

Ερώτηση: 10. Τα ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα κατασκευάζονται από: α)μόνιμο μαγνήτη β)πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο γ)ηλεκτρομαγνήτη (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ) ηλεκτρομαγνήτη.

Η τεκμηρίωση (σελ. 49): Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα: είναι μεγάφωνα πηνίου φωνής με τη διαφορά ότι δεν έχουν μόνιμο μαγνήτη αλλά ηλεκτρομαγνήτη. Δηλαδή η μαγνήτιση του πυρήνα πραγματοποιείται με ιδιαίτερο πηνίο, το οποίο λέγεται πηνίο διέγερσης, που τροφοδοτείται με D.C. τάση. Η συγκρότηση πηνίου φωνής - σπάντερ - κώνος είναι ίδια με την αντίστοιχη μόνιμου μαγνήτη. Η συνέπεια — ο βόμβος (σελ. 49): επειδή όμως η τροφοδότηση του πηνίου διέγερσης με D.C. τάση προκαλείται από το σύστημα ανόρθωσης του ενισχυτή, παράγεται βόμβος 50Hz ή 100Hz ανάλογα με τον τρόπο ανόρθωσης. Έτσι απαιτείται και τρίτο ξεχωριστό πηνίο για την κατάργηση του βόμβου. Αυτό το πηνίο λέγεται πηνίο εξουδετέρωσης.

Πηνίο	Ρόλος
πηνίο φωνής	δέχεται το ακουστικό σήμα και κινεί τον κώνο
πηνίο διέγερσης	η μαγνήτιση του πυρήνα με D.C. τάση
πηνίο εξουδετέρωσης	λίγες σπείρες χοντρού σύρματος, συνδεδεμένο σε σειρά με το πηνίο φωνής, καταργεί τον βόμβο

Οι άλλες δύο επιλογές: ο μόνιμος μαγνήτης χαρακτηρίζει τα μεγάφωνα μόνιμου μαγνήτη (σελ. 48) και ο πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος τα πιεζοηλεκτρικά μεγάφωνα κόρνας (σελ. 50). Κοινό στοιχείο (σελ. 49): στις δύο παραπάνω περιπτώσεις κατασκευής μεγαφώνων η σύνθετη αντίσταση είναι από 2,5 Ω έως 16 Ω, η δε διάμετρος από 2 έως 15 ίντσες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι η γ, δηλαδή ηλεκτρομαγνήτη. Τα ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα είναι μεγάφωνα πηνίου φωνής με τη διαφορά ότι δεν έχουν μόνιμο μαγνήτη αλλά ηλεκτρομαγνήτη, δηλαδή η μαγνήτιση του πυρήνα πραγματοποιείται με ιδιαίτερο πηνίο, το οποίο λέγεται πηνίο διέγερσης και τροφοδοτείται με συνεχή τάση. Η συγκρότηση πηνίου φωνής, σπάντερ και κώνου είναι ίδια με την αντίστοιχη των μεγαφώνων μόνιμου μαγνήτη. Επειδή η τροφοδότηση του πηνίου διέγερσης με συνεχή τάση προέρχεται από το σύστημα ανόρθωσης του ενισχυτή, παράγεται βόμβος πενήντα ή εκατό hertz ανάλογα με τον τρόπο ανόρθωσης, γι' αυτό απαιτείται και τρίτο ξεχωριστό πηνίο, το πηνίο εξουδετέρωσης, που αποτελείται από λίγες σπείρες χοντρού σύρματος και συνδέεται σε σειρά με το πηνίο φωνής. Από τις άλλες επιλογές, ο μόνιμος μαγνήτης χαρακτηρίζει τα μεγάφωνα μόνιμου μαγνήτη και ο πιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος τα πιεζοηλεκτρικά μεγάφωνα κόρνας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 11 — Ασφαλής σύνδεση ενισχυτή 8 Ω / 40 W με δύο μεγάφωνα 16 Ω / 20 W

Ερώτηση: 11. Διαθέτετε ένα μονοφωνικό ενισχυτή 8 Ωμ / 40 Watt και δυο μεγάφωνα 16 Ω / 20 Watt. Σχεδιάστε τον ασφαλή τρόπο με τον οποίο θα πραγματοποιήσετε τη σύνδεση ενισχυτή και μεγαφώνων.

Απάντηση:

Τα δεδομένα: ενισχυτής 8 Ω / 40 W, δύο μεγάφωνα 16 Ω / 20 W το καθένα. Η ζητούμενη συνθήκη: η ολική αντίσταση των μεγαφώνων να είναι ίση με 8 Ω (προσαρμογή) και η ολική τους ισχύς τουλάχιστον 40 W.

Έλεγχος της σύνδεσης σε σειρά (σελ. 51): R = 16 + 16 = 32 Ω ≠ 8 Ω — απορρίπτεται, δεν υπάρχει προσαρμογή. Έλεγχος της παράλληλης σύνδεσης (σελ. 52):
```
        R1 · R2      16 · 16      256
Rολ =  ─────────  =  ────────  =  ───  = 8 Ω   ✔ ίση με την αντίσταση εξόδου
        R1 + R2      16 + 16       32

Pολ = 20 W + 20 W = 40 W                      ✔ ίση με την ισχύ του ενισχυτή
```
Το σχέδιο σύνδεσης:
```
                    ┌──────────── LS1  16 Ω / 20 W ───────────┐
  ΣΗΜΑ      ┌───────┤                                          ├───┐
 ΕΙΣΟΔΟΥ ──►│ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ│                                        │  GND
            │ 8 Ω/40W │                                        │
            └───────┤ └──────────── LS2  16 Ω / 20 W ──────────┘
                        (παράλληλη σύνδεση)
```
Γιατί είναι ασφαλής: η αντίσταση φορτίου ταυτίζεται με την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή, οπότε δεν υπερφορτώνεται η βαθμίδα εξόδου, και η συνολική ισχύς των μεγαφώνων (40 W) καλύπτει ακριβώς την ισχύ του ενισχυτή, οπότε κανένα μεγάφωνο δεν καταπονείται πάνω από την ονομαστική του ισχύ (20 W το καθένα). Η αντίστοιχη λογική στο βιβλίο (σελ. 52): στην παράλληλη σύνδεση του παραδείγματος, ενισχυτής 8 Ω / 60W οδηγεί δύο μεγάφωνα 16Ω / 30W, δηλαδή ακριβώς το ίδιο σχήμα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ασφαλής λύση είναι η παράλληλη σύνδεση των δύο μεγαφώνων στην έξοδο του ενισχυτή. Αν τα συνδέαμε σε σειρά, η ολική αντίσταση θα ήταν δεκαέξι συν δεκαέξι, δηλαδή τριάντα δύο ωμ, τιμή τετραπλάσια από την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή, οπότε δεν θα υπήρχε προσαρμογή και θα αποδιδόταν πολύ μικρότερη ισχύς. Με παράλληλη σύνδεση η ολική αντίσταση είναι το γινόμενο διά το άθροισμα, δηλαδή δεκαέξι επί δεκαέξι διά τριάντα δύο, που ισούται με οκτώ ωμ, ακριβώς όσο και η αντίσταση εξόδου του ενισχυτή. Ταυτόχρονα η συνολική ισχύς των δύο μεγαφώνων είναι είκοσι συν είκοσι, δηλαδή σαράντα watt, όση ακριβώς και η ισχύς του ενισχυτή, οπότε κάθε μεγάφωνο παίρνει είκοσι watt και δεν υπερφορτώνεται. Πρακτικά συνδέουμε τον θετικό ακροδέκτη κάθε μεγαφώνου στον θετικό ακροδέκτη εξόδου του ενισχυτή και τους δύο αρνητικούς ακροδέκτες στον κοινό αρνητικό, προσέχοντας ώστε τα μεγάφωνα να είναι συνδεδεμένα με τη σωστή πολικότητα, ώστε να κινούνται σε φάση. Το ίδιο σχήμα παρουσιάζεται και στο βιβλίο, όπου ενισχυτής οκτώ ωμ και εξήντα watt οδηγεί δύο μεγάφωνα των δεκαέξι ωμ και τριάντα watt συνδεδεμένα παράλληλα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 12 — Υπολογισμός κέρδους ενισχυτή

Ερώτηση: 12. Υπολογίστε το κέρδος ενός ενισχυτή, όταν η στάθμη εισόδου του είναι Ui = 10mVolt και η στάθμη εξόδου του είναι U0 = 1 Volt.

Απάντηση:

Οι σχέσεις (σελ. 57): [Βαθμός ενίσχυσης τάσης] μυ = Uo/Ui και GAIN υ = 20 log Uo/Ui, που εκφράζει σε dB το κέρδος τάσης του ενισχυτή.

Τα δεδομένα: Ui = 10 mV = 0,01 V· Uo = 1 V.
```
Βήμα 1 — βαθμός ενίσχυσης (καθαρός αριθμός)

           Uo      1 V        1
   μ_υ =  ────  =  ───────  = ────  = 100
           Ui     0,01 V     0,01

Βήμα 2 — κέρδος σε dB

   GAIN_υ = 20 · log(μ_υ) = 20 · log(100) = 20 · 2 = 40 dB
```
Απάντηση: μ_υ = 100 και κέρδος 40 dB.

Σημείωση για τις μονάδες: η μετατροπή 10 mV = 10 × 10⁻³ V = 0,01 V είναι απαραίτητη — ο λόγος Uo/Ui πρέπει να υπολογιστεί με τα δύο μεγέθη στην ίδια μονάδα. Και ο ορισμός (σελ. 57): είναι ο βαθμός ενίσχυσης του ενισχυτή και καθορίζεται από το λόγο της τάσης εξόδου Uo προς την τάση εισόδου Ui αν πρόκειται για τους προενισχυτές (ενισχυτές τάσης)· ο βαθμός ενίσχυσης είναι καθαρός αριθμός.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δίνονται τάση εισόδου δέκα millivolt και τάση εξόδου ένα volt. Πρώτα μετατρέπουμε την τάση εισόδου σε volt: δέκα millivolt ισούται με μηδέν κόμμα μηδέν ένα volt. Ο βαθμός ενίσχυσης τάσης είναι ο λόγος της τάσης εξόδου προς την τάση εισόδου, δηλαδή ένα διά μηδέν κόμμα μηδέν ένα, που ισούται με εκατό. Ο βαθμός ενίσχυσης είναι καθαρός αριθμός. Το κέρδος ή απολαβή σε decibel δίνεται από τη σχέση είκοσι επί τον δεκαδικό λογάριθμο του βαθμού ενίσχυσης, δηλαδή είκοσι επί τον λογάριθμο του εκατό, που ισούται με είκοσι επί δύο, δηλαδή σαράντα decibel. Επομένως ο ενισχυτής έχει βαθμό ενίσχυσης εκατό και κέρδος σαράντα decibel.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 13 — Ο απλός ήχος ή τόνος

Ερώτηση: 13. Ο απλός ήχος ή τόνος είναι ένα ηχητικό κύμα πολλών συχνοτήτων; Σωστό ή λάθος

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: Λάθος.

Η τεκμηρίωση (σελ. 19): με τον όρο απλός ήχος ή τόνος καθορίζεται ένα ηχητικό κύμα μιας ορισμένης συχνότητας. Επομένως στους απλούς ήχους η μεταβολή της πίεσης του αέρα είναι μία αρμονική ταλάντωση ως συνάρτηση του χρόνου και παράγεται από κατάλληλα όργανα, τα οποία ταλαντώνονται σε μία μόνο χαρακτηριστική συχνότητα (π.χ. διαπασών). Ποιος έχει πολλές συχνότητες (σελ. 19): ο σύνθετος ήχος ή φθόγγος — καθορίζεται ένα ηχητικό κύμα όχι μιας συχνότητας αλλά ενός πλήθους συχνοτήτων. Έτσι στους σύνθετους ήχους η μεταβολή της πίεσης του αέρα είναι μεν περιοδική όχι όμως αρμονική. Σύνθετοι ήχοι παράγονται από μουσικά όργανα και από την ανθρώπινη φωνή. Η ανάλυση κατά Fourier (σελ. 19): ο σύνθετος ήχος αν αναλυθεί κατά FOURIER παρέχει άπειρο αριθμό απλών ήχων (τόνων), των οποίων οι συχνότητες είναι ακέραια πολλαπλάσια (αρμονικές) μιας θεμελιώδους και των οποίων τα πλάτη μειώνονται, όσο αυξάνει η συχνότητά τους.

Κατηγορία	Συχνότητες	Μεταβολή πίεσης
απλός ήχος ή τόνος	μία ορισμένη	αρμονική ταλάντωση
σύνθετος ήχος ή φθόγγος	πλήθος	περιοδική όχι όμως αρμονική
θόρυβος	—	δεν είναι περιοδική
κρότος	—	απότομη μεταβολή της πίεσης του αέρα

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πρόταση είναι λάθος. Με τον όρο απλός ήχος ή τόνος καθορίζεται ένα ηχητικό κύμα μιας ορισμένης συχνότητας και όχι πολλών. Στους απλούς ήχους η μεταβολή της πίεσης του αέρα είναι μια αρμονική ταλάντωση ως συνάρτηση του χρόνου και ο ήχος παράγεται από κατάλληλα όργανα που ταλαντώνονται σε μία μόνο χαρακτηριστική συχνότητα, όπως το διαπασών. Ηχητικό κύμα πλήθους συχνοτήτων είναι ο σύνθετος ήχος ή φθόγγος, στον οποίο η μεταβολή της πίεσης είναι μεν περιοδική αλλά όχι αρμονική και ο οποίος παράγεται από τα μουσικά όργανα και από την ανθρώπινη φωνή. Ο σύνθετος ήχος, αν αναλυθεί κατά Fourier, παρέχει άπειρο αριθμό απλών ήχων, των οποίων οι συχνότητες είναι ακέραια πολλαπλάσια, δηλαδή αρμονικές, μιας θεμελιώδους και των οποίων τα πλάτη μειώνονται όσο αυξάνει η συχνότητά τους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 14 — Το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων

Ερώτηση: 14. Το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων εκτείνεται: από 20 έως 2000HZ από 20 έως 20000HZ από 20 έως 20000ΚHZ (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: από 20 έως 20000 Hz.

Η τεκμηρίωση (σελ. 20): το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων συνήθως εκτείνεται από 20Hz έως 20.000Hz. Η μεταβλητότητα (σελ. 20): τα άνω και κάτω όρια του ακουστικού φάσματος είναι ευμετάβλητα σε συνάρτηση με την ένταση του παραγόμενου ήχου και με την ηλικία του ανθρώπου. Για ήχους κάτω των 100Hz ή άνω των 10.000Hz η ενέργεια είναι πολύ χαμηλή. Εκτός φάσματος (σελ. 20): παραγόμενοι ήχοι μικρότεροι των 20Hz ή μεγαλύτεροι των 20.000Hz δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί και ονομάζονται οι μεν πρώτοι υπόηχοι οι δε δεύτεροι υπέρηχοι.
```
   υπόηχοι  │←── ακουστικό φάσμα ──→│  υπέρηχοι
 ───────────┼───────────────────────┼───────────►  f
           20 Hz               20.000 Hz
```
Γιατί απορρίπτονται οι άλλες δύο: το 20 - 2000 Hz καλύπτει μόνο το ένα δέκατο του φάσματος, ενώ το 20 - 20000 kHz αντιστοιχεί σε 20 MHz, δηλαδή περιοχή ραδιοσυχνοτήτων και όχι ακουστικών συχνοτήτων. Πού αξιοποιείται το φάσμα: η ιδανική καμπύλη απόκρισης μικροφώνου πρέπει… να είναι επίπεδη για όλο το ακουστικό φάσμα (σελ. 24) και το cross-over χωρίζει το φάσμα σε Χ.Σ. μέχρι 600HZ, Μ.Σ. 600-5000HZ και Υ.Σ. από 5000HZ και άνω (σελ. 53).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι από είκοσι έως είκοσι χιλιάδες hertz. Το βιβλίο αναφέρει ότι το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων συνήθως εκτείνεται από είκοσι hertz έως είκοσι χιλιάδες hertz, ενώ τα άνω και κάτω όριά του είναι ευμετάβλητα σε συνάρτηση με την ένταση του παραγόμενου ήχου και με την ηλικία του ανθρώπου. Ήχοι με συχνότητα μικρότερη των είκοσι hertz ή μεγαλύτερη των είκοσι χιλιάδων hertz δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί και ονομάζονται υπόηχοι και υπέρηχοι αντίστοιχα. Η επιλογή από είκοσι έως δύο χιλιάδες hertz καλύπτει μόνο ένα μικρό μέρος του φάσματος, ενώ η επιλογή από είκοσι έως είκοσι χιλιάδες kilohertz αντιστοιχεί σε είκοσι megahertz, δηλαδή σε περιοχή ραδιοσυχνοτήτων και όχι ακουστικών συχνοτήτων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 15 — Η απόδοση των μεγαφώνων χοάνης

Ερώτηση: 15. Η απόδοση των μεγαφώνων χοάνης είναι: 8%, 28%, 48%, 68% (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: 28%.

Το σημείο εκκίνησης (σελ. 50): επειδή τα μεγάφωνα έχουν μικρή απόδοση περίπου 8% τα χρησιμοποιούμε σε κλειστούς χώρους. Όταν απαιτείται μεγάλη ακουστική απόδοση χρησιμοποιούμε τα μεγάφωνα χοάνης ή τις γνωστές κόρνες. Τι κάνει η χοάνη (σελ. 50): η χοάνη παίζει το ρόλο προσαρμογής μεταξύ του ελεύθερου χώρου και του θαλάμου. Στην πράξη η χοάνη μετασχηματίζει την ακουστική ισχύ υψηλής πίεσης αλλά χαμηλής ταχύτητας του ηχητικού θαλάμου σε ισχύ χαμηλής πίεσης και υψηλής ταχύτητας στον ελεύθερο χώρο. Έτσι έχουμε αύξηση της απόδοσης… και την ακουστική ισχύ συγκεντρωμένη στον κεντρικό άξονα της χοάνης.

Μεγάφωνο	Απόδοση
κοινό μεγάφωνο (κώνου)	περίπου 8% — η τιμή που δίνει ρητά το βιβλίο
μεγάφωνο χοάνης (κόρνα)	28% — η αμέσως επόμενη επιλογή, που εκφράζει την «αύξηση της απόδοσης»

Προσοχή στη διατύπωση του βιβλίου: η φράση «αύξηση της απόδοσης κατά 90%» της σελ. 50 είναι ασαφής — δεν δίνει απευθείας ποσοστό απόδοσης και δεν αντιστοιχεί σε καμία από τις τέσσερις επιλογές αν εφαρμοστεί κατά γράμμα στο 8% (8% × 1,9 ≈ 15%). Η επιλογή 8% είναι η απόδοση του κοινού μεγαφώνου, όχι της κόρνας, άρα αποκλείεται· από τις υπόλοιπες, το 28% είναι η τιμή που ακολουθεί το 8% στη σειρά των επιλογών και συμφωνεί με τη γενική τεχνική εικόνα ότι οι κόρνες έχουν απόδοση της τάξης του 25-30%.

Τα υπόλοιπα χαρακτηριστικά των κορνών (σελ. 50): η πιστότητα όμως στις κόρνες δεν είναι πολύ καλή όπως στα μεγάφωνα και ανταποκρίνονται σε συχνότητες από 200Hz εως 8000Hz. Χρησιμοποιούνται πιο πολύ για ομιλίες ανοικτών χώρων παρά για μουσική. Η ισχύς στις κόρνες ποικίλλει από 20W εως 60W και η σύνθετη αντίσταση είναι 4,8,16,32 Ω.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι είκοσι οκτώ τοις εκατό. Το βιβλίο αναφέρει ότι τα κοινά μεγάφωνα έχουν μικρή απόδοση, περίπου οκτώ τοις εκατό, και γι' αυτό χρησιμοποιούνται σε κλειστούς χώρους, ενώ όταν απαιτείται μεγάλη ακουστική απόδοση χρησιμοποιούμε τα μεγάφωνα χοάνης ή κόρνες. Η χοάνη λειτουργεί ως προσαρμογή μεταξύ του ηχητικού θαλάμου και του ελεύθερου χώρου, μετασχηματίζοντας ακουστική ισχύ υψηλής πίεσης και χαμηλής ταχύτητας σε ισχύ χαμηλής πίεσης και υψηλής ταχύτητας, με αποτέλεσμα αύξηση της απόδοσης και συγκέντρωση της ακουστικής ισχύος στον κεντρικό άξονα της χοάνης. Σημειώνεται ότι η διατύπωση του βιβλίου για το ποσοστό της αύξησης είναι ασαφής και δεν οδηγεί κατά γράμμα σε καμία από τις τέσσερις επιλογές. Η επιλογή οκτώ τοις εκατό αντιστοιχεί στο κοινό μεγάφωνο και όχι στην κόρνα, οπότε αποκλείεται, ενώ από τις υπόλοιπες το είκοσι οκτώ τοις εκατό είναι η τιμή που συμφωνεί με τη γενική τεχνική εικόνα ότι οι κόρνες έχουν απόδοση της τάξης του είκοσι πέντε έως τριάντα τοις εκατό. Κατά τα λοιπά, οι κόρνες δεν έχουν πολύ καλή πιστότητα, ανταποκρίνονται σε συχνότητες από διακόσια έως οκτώ χιλιάδες hertz, έχουν ισχύ από είκοσι έως εξήντα watt και σύνθετη αντίσταση τεσσάρων, οκτώ, δεκαέξι ή τριάντα δύο ωμ, και χρησιμοποιούνται περισσότερο για ομιλίες σε ανοικτούς χώρους παρά για μουσική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 16 — Υπολογισμός σήματος εξόδου ενισχυτή

Ερώτηση: 16. Ο βαθμός ενίσχυσης ενός ενισχυτή ακουστικών συχνοτήτων είναι μ=40 και το σήμα εισόδου είναι Vin=0,5 volt. Να υπολογίσετε το σήμα εξόδου Vout.

Απάντηση:

Η σχέση (σελ. 57): [Βαθμός ενίσχυσης τάσης] μυ = Uo/Ui — ο βαθμός ενίσχυσης είναι καθαρός αριθμός.

Τα δεδομένα: μ = 40 (καθαρός αριθμός)· Vin = 0,5 V.
```
         Vout
   μ =  ──────    ⇒    Vout = μ · Vin
         Vin

   Vout = 40 · 0,5 V = 20 V
```
Απάντηση: Vout = 20 Volt.

Προσοχή στη διάκριση: το μ = 40 είναι βαθμός ενίσχυσης (καθαρός αριθμός) και όχι κέρδος σε dB. Αν το 40 ήταν dB, θα είχαμε 40 = 20·log(Vout/Vin) ⇒ log(Vout/Vin) = 2 ⇒ Vout/Vin = 100 ⇒ Vout = 50 V. Η εκφώνηση λέει ρητά «βαθμός ενίσχυσης», άρα ισχύει η πρώτη λύση. Το αντίστοιχο κέρδος σε dB για έλεγχο: GAIN = 20·log(40) ≈ 20 · 1,602 ≈ 32 dB.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δίνονται βαθμός ενίσχυσης σαράντα και σήμα εισόδου μηδέν κόμμα πέντε volt. Ο βαθμός ενίσχυσης τάσης ορίζεται ως ο λόγος της τάσης εξόδου προς την τάση εισόδου και είναι καθαρός αριθμός. Επομένως η τάση εξόδου ισούται με τον βαθμό ενίσχυσης επί την τάση εισόδου, δηλαδή σαράντα επί μηδέν κόμμα πέντε, που ισούται με είκοσι volt. Πρέπει να προσεχθεί ότι το σαράντα δίνεται ως βαθμός ενίσχυσης και όχι ως κέρδος σε decibel. Αν επρόκειτο για σαράντα decibel, τότε από τη σχέση σαράντα ίσον είκοσι επί τον λογάριθμο του λόγου των τάσεων θα προέκυπτε λόγος εκατό και τάση εξόδου πενήντα volt. Για έλεγχο, ο βαθμός ενίσχυσης σαράντα αντιστοιχεί σε κέρδος περίπου τριάντα δύο decibel.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 17 — Οι γενικές λειτουργίες της τράπεζας μίξης ήχων

Ερώτηση: 17. Ποιες είναι οι γενικές λειτουργίες της τράπεζας μίξης ήχων;

Απάντηση:

Η απάντηση (σελ. 36): οι κονσόλες ελέγχου του ήχου σχεδιάζονται για να καλύπτουν τις παρακάτω γενικές λειτουργίες:

#	Λειτουργία
1	διακλάδωση των διαφόρων ηχητικών πηγών
2	επεξεργασία των σημάτων εισόδου
3	μίξη των ηχητικών σημάτων
4	ποιοτικό έλεγχο των ηχητικών σημάτων
5	επεξεργασία των σημάτων εξόδου και
6	παρακολούθηση της στάθμης των ηχητικών σημάτων

1. Διακλάδωση (σελ. 36): γίνεται με τη βοήθεια ενός πίνακα διακλάδωσης, του οποίου η βασική λειτουργία είναι η οδήγηση των ηχητικών πηγών (μικρόφωνα, κασετόφωνο, CD, Pick Up κλπ) προς και από τα διάφορα τμήματα των συσκευών. 2. Επεξεργασία εισόδων (σελ. 37): οι είσοδοι αυτοί έχουν προενισχυτές και ρυθμιστές της έντασης· οι κονσόλες των στούντιο έχουν 16/24/32 εισόδους· υπάρχουν διακόπτες (Mute, Solo). 3. Μίξη (σελ. 37): όταν θέλουμε να συνδυάσουμε ηχητικά σήματα από διαφορετικές πηγές, πρέπει να τροφοδοτήσουμε όλες αυτές τις εισόδους σε ένα κανάλι μίξης. 4. Ποιοτικός έλεγχος (σελ. 38): εξισωτές (Equalizers), διάφορα φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων, ρυθμιστές αντήχησης (Reverbaration), πρόσθετα ρυθμιστικά ποιότητας. 5. Επεξεργασία εξόδου (σελ. 38): είναι η μονάδα, στην οποία έρχονται τα αναμεμιγμένα και ποιοτικά επεξεργασμένα σήματα και τα οποία οδηγούνται στη γραμμή εξόδου, με ρύθμιση από το κεντρικό ποτενσιόμετρο (Master Pot.). 6. Παρακολούθηση στάθμης (σελ. 38-39): βεγιούμετρα (VU meter), σειρά από LED, ή όργανο ένδειξης του μεγίστου Ρ.Ρ.Μ. (Peak Programme Meter), που δείχνουν αν υπάρχει υπερδιαμόρφωση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι κονσόλες ελέγχου του ήχου, δηλαδή οι τράπεζες μίξης, σχεδιάζονται για να καλύπτουν έξι γενικές λειτουργίες. Πρώτον, τη διακλάδωση των διαφόρων ηχητικών πηγών, η οποία γίνεται με πίνακα διακλάδωσης που οδηγεί τις πηγές, όπως μικρόφωνα, κασετόφωνο, CD και pick up, προς και από τα διάφορα τμήματα των συσκευών. Δεύτερον, την επεξεργασία των σημάτων εισόδου, όπου κάθε είσοδος διαθέτει προενισχυτή και ρυθμιστή έντασης, ενώ οι κονσόλες των στούντιο έχουν δεκαέξι, είκοσι τέσσερις ή τριάντα δύο εισόδους. Τρίτον, τη μίξη των ηχητικών σημάτων, όπου οι είσοδοι τροφοδοτούνται σε ένα κανάλι μίξης. Τέταρτον, τον ποιοτικό έλεγχο των ηχητικών σημάτων με εξισωτές, φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων, ρυθμιστές αντήχησης και πρόσθετα ρυθμιστικά ποιότητας. Πέμπτον, την επεξεργασία των σημάτων εξόδου, όπου τα αναμεμιγμένα και ποιοτικά επεξεργασμένα σήματα οδηγούνται στη γραμμή εξόδου με τελικό έλεγχο στάθμης από το κεντρικό ποτενσιόμετρο. Έκτον, την παρακολούθηση της στάθμης των ηχητικών σημάτων, η οποία γίνεται με βεγιούμετρα, με σειρές από διόδους εκπομπής φωτός ή με όργανα ένδειξης του μεγίστου, τα οποία δείχνουν και αν υπάρχει υπερδιαμόρφωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 18 — Τα μέσα ποιοτικού ελέγχου στην τράπεζα μίξης

Ερώτηση: 18. Ο ποιοτικός έλεγχος των ηχητικών σημάτων στη τράπεζα μίξης ήχων πραγματοποιείται με: εξισωτές, φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων και ρυθμιστές αντήχησης. Σωστό ή λάθος

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: Σωστό.

Η τεκμηρίωση (σελ. 38): τα σπουδαιότερα ρυθμιστικά του ελέγχου της ποιότητας του ήχου είναι: εξισωτές (Equalizers)· διάφορα φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων· ρυθμιστές αντήχησης (Reverbaration)· πρόσθετα ρυθμιστικά ποιότητας.

Ρυθμιστικό	Τι κάνει
Εξισωτής κονσόλας ελέγχου	μοιάζει πολύ με τα ρυθμιστικά τόνου ενός στερεοφωνικού δέκτη. Αυξάνει ή μειώνει επιλεγμένες περιοχές συχνοτήτων μεταβάλλοντας το χαρακτήρα της ακουστικής πληροφορίας (σελ. 38)
Φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων	τα φίλτρα αυτά μειώνουν δραστικά τη στάθμη περιοχής συχνοτήτων (σελ. 38)
Ρυθμιστές αντήχησης (Reverbaration)	ρυθμίζουν την αντήχηση του ηχητικού σήματος (σελ. 38)
Πρόσθετα ρυθμιστικά	διακόπτες, που επιτρέπουν τη προσφορά σχετικής έντασης στα εισερχόμενα σήματα, και άλλοι που εμποδίζουν την υπερφόρτωση των εισόδων ή επιβάλουν εστίαση του ήχου σε διάφορα σημεία μεταξύ δύο στερεοφωνικών ηχείων (σελ. 38)

Η πρόταση της ερώτησης αναφέρει τα τρία πρώτα, τα οποία περιλαμβάνονται στα σπουδαιότερα ρυθμιστικά ποιοτικού ελέγχου — άρα είναι σωστή. Το βιβλίο προσθέτει και τα πρόσθετα ρυθμιστικά ποιότητας ως τέταρτη κατηγορία. Πού αφορούν (σελ. 38): οι κονσόλες ήχου και ειδικότερα αυτές, που προορίζονται για λειτουργία ENG/EFP [Electronic News Gathering (Ηλεκτρονική Συλλογή Ειδήσεων) / Electronic Field Production (Εξωτερική Ηλεκτρονική Παραγωγή)], έχουν διάφορα ρυθμιστικά, που επηρεάζουν το χαρακτήρα των ηχητικών σημάτων. Σημείωση (σελ. 37): οι μικροί φορητοί μίκτες δεν έχουν έλεγχο ποιότητας. Απλά αναμιγνύουν τα ηχητικά σήματα και τα οδηγούν στην έξοδο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πρόταση είναι σωστή. Το βιβλίο αναφέρει ότι τα σπουδαιότερα ρυθμιστικά του ελέγχου της ποιότητας του ήχου στην κονσόλα είναι οι εξισωτές, τα διάφορα φίλτρα αποκοπής ζώνης συχνοτήτων, οι ρυθμιστές αντήχησης και τα πρόσθετα ρυθμιστικά ποιότητας. Ο εξισωτής μοιάζει με τα ρυθμιστικά τόνου ενός στερεοφωνικού δέκτη και αυξάνει ή μειώνει επιλεγμένες περιοχές συχνοτήτων, μεταβάλλοντας τον χαρακτήρα της ακουστικής πληροφορίας. Τα φίλτρα αποκοπής ζώνης μειώνουν δραστικά τη στάθμη μιας περιοχής συχνοτήτων. Οι ρυθμιστές αντήχησης ρυθμίζουν την αντήχηση του σήματος. Τα πρόσθετα ρυθμιστικά περιλαμβάνουν διακόπτες που επιτρέπουν την προσφορά σχετικής έντασης στα εισερχόμενα σήματα, άλλους που εμποδίζουν την υπερφόρτωση των εισόδων και άλλους που επιβάλλουν εστίαση του ήχου μεταξύ δύο στερεοφωνικών ηχείων. Σημειώνεται ότι οι μικροί φορητοί μίκτες δεν διαθέτουν έλεγχο ποιότητας, αλλά απλώς αναμιγνύουν τα ηχητικά σήματα και τα οδηγούν στην έξοδο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 19 — Συνολικό κέρδος δύο ενισχυτών σε σειρά

Ερώτηση: 19. Ενας ενισχυτής με κέρδος G1 = 10 dB συνδέεται σε σειρά με έναν άλλο ενισχυτή του οποίου το κέρδος είναι G2= 5 dB. Το συνολικό κέρδος της διάταξης των ενισχυτών θα είναι: 10dB X 5dB 10dB + 5dB 10dB : 5dB (υπογραμμίστε τη σωστή απάντηση)

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: 10dB + 5dB.

Η τεκμηρίωση (σελ. 57): αν υπάρχουν περισσότεροι του ενός ενισχυτές συνδεόμενοι σε σειρά, τότε η συνολική απολαβή θα ισούται με το άθροισμα καθενός από αυτούς ξεχωριστά. Gt = G1+G2+G3+.... σε dB, είτε αναφερόμαστε σε απολαβή τάσης είτε σε απολαβή ισχύος.
```
   Gt = G1 + G2 = 10 dB + 5 dB = 15 dB
```
Γιατί προστίθενται τα dB: οι βαθμοί ενίσχυσης (καθαροί αριθμοί) πολλαπλασιάζονται, ενώ τα dB είναι λογάριθμοι, οπότε ο λογάριθμος του γινομένου γίνεται άθροισμα λογαρίθμων:
```
   μ_ολ = μ1 · μ2
   20·log(μ1 · μ2) = 20·log μ1 + 20·log μ2   ⇒   Gt = G1 + G2
```
Αριθμητική επαλήθευση (για κέρδος τάσης):
```
   G1 = 10 dB  ⇒  μ1 = 10^(10/20) = 10^0,5 ≈ 3,16
   G2 =  5 dB  ⇒  μ2 = 10^(5/20)  = 10^0,25 ≈ 1,78
   μ_ολ = 3,16 · 1,78 ≈ 5,62  ⇒  Gt = 20·log(5,62) ≈ 15 dB   ✔
```

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωστή απάντηση είναι δέκα decibel συν πέντε decibel, δηλαδή δεκαπέντε decibel. Το βιβλίο αναφέρει ότι αν υπάρχουν περισσότεροι του ενός ενισχυτές συνδεόμενοι σε σειρά, τότε η συνολική απολαβή ισούται με το άθροισμα των απολαβών καθενός από αυτούς ξεχωριστά, είτε αναφερόμαστε σε απολαβή τάσης είτε σε απολαβή ισχύος. Ο λόγος είναι ότι οι βαθμοί ενίσχυσης, που είναι καθαροί αριθμοί, πολλαπλασιάζονται μεταξύ τους, ενώ το decibel είναι λογαριθμικό μέγεθος και ο λογάριθμος ενός γινομένου ισούται με το άθροισμα των λογαρίθμων. Για επαλήθευση, κέρδος δέκα decibel αντιστοιχεί σε βαθμό ενίσχυσης τάσης περίπου τρία κόμμα δεκαέξι και κέρδος πέντε decibel σε βαθμό περίπου ένα κόμμα εβδομήντα οκτώ. Το γινόμενό τους είναι περίπου πέντε κόμμα εξήντα δύο, που αντιστοιχεί σε κέρδος περίπου δεκαπέντε decibel, όσο ακριβώς και το άθροισμα των δύο κερδών.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 20 — Μετασχηματιστής εξόδου στους σύγχρονους τελικούς ενισχυτές

Ερώτηση: 20. Στους σύγχρονους τελικούς ενισχυτές ακουστικών συχνοτήτων με τη χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων IC, είναι απαραίτητη η ύπαρξη μετασχηματιστή προσαρμογής της εξόδου του ενισχυτή με το μεγάφωνο; Σωστό ή λάθος

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: Λάθος — δεν είναι απαραίτητος.

Η τεκμηρίωση (σελ. 61): οι σύγχρονοι ενισχυτές εξόδου κατασκευάζονται με ολοκληρωμένα κυκλώματα, αν και σε μερικές εφαρμογές γίνεται χρήση και τρανζίστορς. Κατά βάση οι ενισχυτές ισχύος λειτουργούν σε συμμετρική συνδεσμολογία. Πού χρειαζόταν ο μετασχηματιστής (σελ. 61): σε παλαιότερες κατασκευές ενισχυτών υπήρχε μετασχηματιστής στην είσοδο του ενισχυτή (για τη δημιουργία δύο σημάτων με αντίθετη φάση) και μετασχηματιστής στην έξοδο του ενισχυτή (για την προσαρμογή με το μεγάφωνο ή το ηχείο). Και η ρητή διατύπωση (σελ. 56): η τροφοδότηση των μεγαφώνων μπορεί να γίνει είτε με μετασχηματιστή προσαρμογής είτε άμεσα χωρίς μετασχηματιστή.

Τεχνολογία	Μετασχηματιστής εξόδου
παλαιότερες κατασκευές (λυχνίες / διακριτά στοιχεία)	ναι — για την προσαρμογή με το μεγάφωνο ή το ηχείο
σύγχρονοι τελικοί με ολοκληρωμένα κυκλώματα IC	όχι — σύνδεση άμεσα χωρίς μετασχηματιστή

Παράδειγμα του βιβλίου (σελ. 61-62): ο ενισχυτής εξόδου με ολοκληρωμένο κύκλωμα (TLO71) και δύο συμπληρωματικά τρανζίστορς, με ετεροπολική τροφοδοσία +15v & -15v ως προς τη γείωση — το μεγάφωνο συνδέεται απευθείας στην έξοδο. Πού εξακολουθεί να χρησιμοποιείται μετασχηματιστής: στη σύνδεση με Μ/Τ γραμμής (Line Transformer) για γραμμές 100 V, όπου μεγάλο πλεονέκτημα της σύνδεσης αυτής είναι η δυνατότητα χρήσης μεγαφώνων με διαφορετική σύνθετη αντίσταση (σελ. 52) — αυτό όμως αφορά την κατανομή σε πολλά μεγάφωνα και όχι την προσαρμογή της βαθμίδας εξόδου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η απάντηση είναι λάθος, δηλαδή δεν είναι απαραίτητη. Στους σύγχρονους τελικούς ενισχυτές ακουστικών συχνοτήτων, που κατασκευάζονται με ολοκληρωμένα κυκλώματα και λειτουργούν κατά βάση σε συμμετρική συνδεσμολογία, το μεγάφωνο συνδέεται απευθείας στην έξοδο. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι μετασχηματιστής στην είσοδο, για τη δημιουργία δύο σημάτων με αντίθετη φάση, και μετασχηματιστής στην έξοδο, για την προσαρμογή με το μεγάφωνο ή το ηχείο, υπήρχαν σε παλαιότερες κατασκευές ενισχυτών, ενώ η τροφοδότηση των μεγαφώνων μπορεί να γίνει είτε με μετασχηματιστή προσαρμογής είτε άμεσα χωρίς μετασχηματιστή. Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγμα του βιβλίου με ενισχυτή εξόδου που συνδυάζει ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα και δύο συμπληρωματικά τρανζίστορ με ετεροπολική τροφοδοσία συν και πλην δεκαπέντε volt. Μετασχηματιστής εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στη σύνδεση με μετασχηματιστή γραμμής, όπου όμως ο σκοπός είναι η διανομή του σήματος σε πολλά μεγάφωνα με διαφορετική σύνθετη αντίσταση και όχι η προσαρμογή της βαθμίδας εξόδου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο