Наука и техника за младежта

Google е характерен с непрекъснатите нововъведения и подобрения. Последното от тях, в областта на картите (Google Maps), е схематичното представяне на строителни детайли на градовете, при най-големите увеличения. В случая на Атина това касае само центъра й, но не престава да бъде особено впечатляващо.

Най-големата фотоволтаична централа в света: Канада, 80 мегавата

The Sarnia Solar Project in Ontario, Canada has just become the largest photovoltaic solar power plant in the world with the recent quadrupling of its size from 20MW to 80MW. Enbridge Inc in conjunction with First Solar now has a facility that covers 873,000 square metres.

http://renewableenergydev.com/red/solar-energy-sarnia-solar-project/



Двете приведени числа ни дават 92 W/m² земна площ за канадската централа.

Някои полезни общи данни

Мощност на слънчевата светлина: 1000 W/m² на повърхността на Земята, при най-добри условия.
Усреднена мощност за цялата Земя и за цяла година: около 165 W/m² или енергия от 4 kWh/m² на ден.
Средна слънчева мощност в интервала 8-16 ч., лято, ширина 40^о : до 600 W/m²
Ефективност на фотоволтаичните елементи: между 7% и 20% (най-често 15%).
Мощност на домашните системи: 60 - 200 W/m²
Цени на домашните системи: типично 3-4 US$/W, най-евтините - малко под 2 US$/W

Едва ли "щастливите дати" са в унисон с науката и/или техниката, но в днешната - 10.10.10 има нещо важно: тя е между последните три, които ще доживеем - живот и здраве. Следващата е 11.11.11 , а последната (за нас) е 12.12.12.

След тази последна дата хората ще чакат цели 89 години: до 01.01.2101, оу йе...

А защо се съмнявам в научността на тези дати? Ами защото бяхме от малкото 'щастливци' да преживеем десет такива ( от 01.01.01 до днес ) , но някакво особено щастие не ни е сполетяло. Преди това пък е имало също 89 години без щастливи дати, а хората са преживявали някак си ...

Малък семинар по домашна електроакустика

Малко са тези, които не знаят, че ахилесовите пети на HiFi, бил той професионален или любителски, са двата края на веригата му: първоначалният запис и финалното възпроизвеждане. Т.е. микрофоните (заедно с цялата им нагласа + акустиката на помещението за запис) и тон-колоните (заедно с акустиката на помещението на прослушването).

Докато първата ахилесова пета касае малък брой любители, то втората касае всички. Защото всеки би искал музиката му вкъщи да звучи колкото може по-близко до "оригинала". Оригиналът е в кавички, защото в повечето случаи той е плод на решенията на тонрежисьора, а не някаква "обективна реалност". Когато, например, един симфоничен оркестър се записва с помощта на десетина микрофона, резултатът не е равен нито на това, което чува диригентът, нито на това, което чуват различни слушатели в различни места на залата, а на някакъв въображаем "идеал" , на който в залата едва ли съществува еквивалент.

Какво можем да направим, за да слушаме максимално добре музика вкъщи?

Най-простият отговор е "да си купим добри тонколони", но той не решава изцяло въпроса. Най-скъпите и качествени колони (които са активни - със собствен усилвател) днес идват в комплект с хардуер и процедура за локална настройка, която да компенсира в максимална степен (изцяло не е възможно) влиянието на акустиката на помещението. Това се прави с помощта на калибриран измерителен микрофон, който се поставя на мястото на най-честото слушане и записва поредица от звукови сигнали, подавани на колоните. Резултатът се сравнява с оригинала, след което се внасят корекции, чрез вграден цифров equalizer.

Преди двайсетина години беше много трудно да се повтори горната процедура в любителски условия. Днес, при съвременните мултимедийни възможности на компютърите, това е доста по-лесно, без да е особено лесно...

По-лесно е днес, например, да се снабдим със специални измерителни записи. Едно време те бяха предлагани на елпита, после на сидита, а днес мога да предложа един такъв по мрежата, за директно копване от всеки заинтересован. Преди това ще обясня какво представлява той.

Записът е създаден от мен, с помощта на Adobe Audition, който прави всичко, от което се нуждае един взискателен любител, освен еспресо .. Той се състои от поредица сигнали, всеки с трайност 3 сек и ниво -6 dB. За да се намали влиянието на различни по-слаби и по-силни резонанси на помещението, тези сигнали не са с фиксирана честота, а съдържат една лента от честоти, което се постига с бърза флуктуация на централната честота в рамките на дадени проценти от нея. В случая имаме девиация от 0.7 до 1.5 , т.е. се покрива област, малко по-широка от една октава. Честототе са следните:

Средна ....... От ...... До

50 ........... 35 ...... 75
100 .......... 70 ..... 150
200 ......... 140 ..... 300
500 ......... 350 ..... 750
1000 ........ 700 .... 1500
2000 ....... 1400 .... 3000
4000 ....... 2800 .... 6000
8000 ....... 5600 ... 12000
16000 ..... 11200 ... 24000

Ето и самият измерителен запис, в wav формат, за максимално качество. Копнете си го (Right Click - Sane Target As) , защото е полезен за много неща. Намалене нивото на звука при първото прослушване - последните високочестотни сигнали са доста по-силни от обичайните "високи" при музиката.

http://www.ipta.demokritos.gr/erl/Music2010/!test_tones.wav

(Продължава)

Използване на измерителния запис за контрол на възпроизвеждането

За това е необходим микрофон с добро качество и - най-важното - с известна честотна характеристика. Освен това е необходим софтуер на нивото на Adobe Audition, който може да визуализира и анализира записа, направен с микрофона, свързан с компютъра.

Етапите са следните:

1. Микрофонът (и компютърът, с който е свързан) се поставят на обичайното място за слушане. Звуковият изход на компютъра се свързва с усилвателя на колоните. Опцията "Listen" (to the microphone) се изключва, т.е. от тонколоните не трябва да се чува сигналът на микрофона.

2. Пуска се пробно измерителният wav и се нагласява нивото на записа така, че да няма overloading ( ниво над 0 dB ) при нито една от честотните компоненти, но най-високият записан сигнал да е достатъчно висок ( около -3 dB ).

3. След горната нагласа се пуска отново измерителният wav и се записва до край.

4. Записът се анализира с Adobe Audition или подобна програма, като се определят нивата на записаните сигнали в dB.

5. Резултатите се коригират съгласно честотната характеристика на микрофона.

6. След което се прилагат наличните средства за честотна корекция, с цел максимално линеаризиране на чуваемата честотна лента.

7. Резултатът се проверява с нов запис ( т.3 )

В моя случай можах да пооправя прекалените баси с намаляване на нивото на субуфера с около 8 dB. Тук вметвам, че е съвсем типично за домашните любители да слушаме музиката с прекалено повдигнати баси, та "политически коректното" им ниво може да ни се стори първоначално "сухо", но с това се свиква, защото там е истината, а не в един денонощен БУМ-БУМ.

Аналогично се процедира при високите честоти, според наличните възможности за корекция. Аз се възползвах от екуалайзъра, предлаган от MS Media Player, за да наглася фино загубата при най-високите честоти и да дооправя нещата при ниските. Става дума за системата, свързана с компютъра, която не е от върховно ниво. Ето една фотка на въпросния екуалайзър, в най-новата версия на Медияплейъра.



На следващата картинка се вижда оригиналната честотна характеристика на компютърната ми звукова уредба (със синьо) и (с розово) видът й след намесата на екуалайзъра. Там вече имаме линейност на усреднена октавна основа в рамките на ±2.5 dB, което е повече от добро.



(Продължава)

Най-окисният тест

След като се съгласихме, че ахилесовите пети при хайфито са в началото и края на веригата, става ясно, че тестът "димяща сярна киселина" на една система (вкл. микрофона) е записът на нещо качествено, възпроизвеждано от колоните НИ посредством микрофона НИ в НАШЕТО реално помещение за слушане.

Само най- най-отлични системи могат да преминат този тест с оценка "5". Оценка "6" е практически невъзможна. Ако записът не звучи безобразно, оценката е "3". Ако звучи приемливо, оценката е "4". Ето как звучи един чудесен запис на Swingle Singers, подложен на този труден тест. Резултатът е моно, тъй като моно е и тестваният микрофон. Аз му поставям оценка 4+ (на резултата на теста, майкът е поне 5+).

http://www.ipta.demokritos.gr/erl/Music2010/!computer_mike_test.wma

Ще повторя измерванията в основното помещение за слушане, в което се намират далеч по-качествени колони, и ще докладвам отново.

Благодаря за вниманието.

Още полезна информация за заинтересовани научно-технически младежи

1. Тези, които искат да ползват възможностите на екуалайзъра, който се предлага с MS Media Player, със сигурност ще оценят новия файл с измерителни честотни ленти, който се отличава от вече предложения с това, че съдържа 10 такива ленти, центрирани около десетте честоти на споменатия екуалайзър: 31.25 - 62.5 - 125 - 500 - 1000 - 2000 - 4000 - 8000 - 16000 Hz. Копнете файла:

http://www.ipta.demokritos.gr/erl/Music2010/!test_tones_10.wav

2. При добре свършена работа, възнаграждението е една 'студийна' честотна характеристика, в случая постигната с една не особено претенциозна система от тонколони. Е, вярно е, че тя е активна (със собствен усилвател) , има си 12-литров subwoofer и два сателита, леко пипнати от мен. Ето и удивителната й (октавна) честотна лента, измерена на мястото на слушането, след прилагането на необходимите корекции с екуалайзъра на Медиаплейъра: ±2 dB в областта 31-16000 Hz - това е мечтата на всеки домашен аудио-пурист..



3. Важни наблюдения.

3.1. Оказва се, че колкото и да се стараем в посока на едно "правилно" слушане на музика, нашият усет ни лъже в две посоки: пресилване на басите (нали е ефектно, особено при добър субуфър..) и недоусилване на високите.

3.2. Докато второто е по-малко вредно* , то първото е доста коварно. Убедих се, че при ненужно силни баси (говорим за +4 до +6 dB, не за някакви дискотечни перверзии), ухото ни недочува останалата част на спектъра. По-точно казано, ние си мислим, че имаме "повече бас + нормални средни и високи" (каквато е 'обективната' картина) , а истината е, че субективно имаме "повече бас и подтиснати, недочути средни и високи" .

3.3. Поради казаното по-горе, настойчиво препоръчвам прилагането на известна грижа за линеаризирането на вашия listening frequency response, от което следва наистина неочаквано повишениe на вашето listening pleasure.

* Обяснявам си го с това, че ние слушаме музика в условия на известна загуба на високи, седнали в една симфонична зала или в някакъв клуб, та "калибровката на ухото ни" е резултат на този слушателски опит.

Зелен електрокар ме преследва