Шоу-Мастер: Динамический диапазон
журнал о шоу-технологиях и людях
ABCDEFFGMNPQRRSUVXYАБВГДЕЗИКЛМНОПРСТФХЧШЭЯ
— это диапазон наибольшего и наименьшего уровней сигнала. Измеряется в дБ. Расчет динамического диапазона проводится по следующей формуле: D=20*lg(Pmax/Pmin), где Pmax и Pmin — соответственно максимальное и минимальное значение звукового давления. Из практических соображений динамический диапазон принято рассчитывать как разность Pmax и Pmin. Предельный динамический диапазон, например, голоса, составляет примерно 57 дБ. Сигналы, имеющие слишком широкий динамический диапазон, могут вызывать перегрузки в аппаратуре. Особенно это касается различных устройств записи и оцифровки.
10 марта в 19:27
Скачайте свежий номер 4 2022 (110)
Apogee BOOM. Новый компактный USB-аудиоинтерфейс уже в России Радиосистемы FBW скоро в РоссииРубрики
Видео
Петр Чайковский «Вальс цветов» из балета «Щелкунчик» Объединенный детский оркестр синтезаторов
«Свет погасшей звезды». Художник по свету Анатолий Ремизов
Выбор редакции
Как дела, коллеги?
Энергия вашего мероприятия
RODE. Студийные наушники NTH-100
Более ранние статьи
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть X
Самовозбуждение
Вопросу самовозбуждения можно посвятить отдельную книгу. Возможно, для «живого» звука это проблема номер один и вы наверняка с ней сталкивались.
Самовозбуждение возникает в том случае, когда звук динамиков снимается микрофонами (или другими приемниками звука, например гитарными датчиками), переусиливается и процесс развивается по спирали до тех пор, пока не превратится в мощный рев или свист.
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть IX
Автоматизация и MIDI
В современных условиях приходится работать с большим количеством источников звука, что может вывести процесс управления из-под контроля. Автоматизация помогает снизить нагрузку на звукоинженера.
Как уже упоминалось ранее, система MIDI была стандартизирована в 1983 году. Суть MIDI заключается в том, что она позволяет приборам обмениваться между собой разнообразной информацией.
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть VIII
Питер Бьюик «Живой звук». Продолжение. Начало книги читайте в N 1–4 2020 года и N 1–3 2021 года (100 –106).
Усилители и динамики
Усилитель – симпатичный, почти пустой ящичек с двумя кнопками и несколькими индикаторами. Но он – основа «живого» звука, ведь без него ни чего не было бы слышно. В этой главе мы постараемся сбросить покрывало таинственности со сложных спецификаций усилителей и различных технологий их применения.
Behringer FLOW 8 цифровой микшер малого формата
Пришло время для чего-то действительно нового, с современными функциями, в простой и легкой форме – пришло время для цифрового микшера Behringer FLOW 8.
AKG LYRA. Лира вдохновения для видеоблогеров
Компания AKG, ведущий производитель профессиональных микрофонов, также решила обратиться к теме интернет-вещания и выпустила модель с названием LYRA, в первую очередь ориентированную на видеоблогеров.
«Торнадо» в день «Нептуна»
2019 год стал для компании Guangzhou Yajiang Photoelectric Equipment CO. ,Ltd очень богатым на новинки световых приборов. В их числе всепогодные светодиодные поворотные головы высокой мощности: серии Neptune, выпускаемые под брендом Silver Star, и Tornado – под брендом Arctik.
Coemar: светлое чувство
Представляем вам четыре новых прибора от Coemar.
Дмитрий Кудинов: счастливый профессионал
Интервью с художником по свету Дмитрием Кудиновым.
Panasonic в Еврейском музее
Еврейский музей и центр толерантности открылся в 2012 году в здании Бахметьевского гаража, построенного по проекту архитекторов Константина Мельникова и Владимира Шухова. Когда этот памятник конструктивизма передали музею, он представлял собой практически развалины. После реставрации и оснащения его новейшим оборудованием Еврейский музей по праву считается самым высокотехнологичным музеем России.
Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим
Звукорежиссер и саунд-продюсер Олег Чечик в профессии более тридцати лет.
В 2010 году, имея значительный опыт работы в студии и на концертах, он принял предложение Московского театра оперетты поработать над мюзиклом, потом взялся еще за один, затем за третий.
В результате один из них, «Монте-Кристо», в 2014 году был признан лучшим в мире, а другой, «Анна Каренина», был представлен не только в киноверсии, но и в виде уникального приложения.
почему мюзиклы требуют особого подхода и в чем заключался его вклад в создание мюзиклов.
«
Дмитрий Кудинов: счастливый профессионал
Интервью с художником по свету Дмитрием Кудиновым.
Panasonic в Еврейском музее
Еврейский музей и центр толерантности открылся в 2012 году в здании Бахметьевского гаража, построенного по проекту архитекторов Константина Мельникова и Владимира Шухова. Когда этот памятник конструктивизма передали музею, он представлял собой практически развалины. После реставрации и оснащения его новейшим оборудованием Еврейский музей по праву считается самым высокотехнологичным музеем России.
Мониторинг. Урок 18. Активные контрольные комнаты
Не следует путать новые возможности дизайна активных помещений с «поддерживаемой реверберацией», которая с 1950-х годов использовалась в Королевском фестивальном зале (Royal Festival Hall), а позже в студиях «Лаймхаус» (Limehouse Studios). Это были системы, использующие настраиваемые резонаторы и многоканальные усилители для распределения естественных резонансов до нужной части помещения.
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть X
Самовозбуждение
Вопросу самовозбуждения можно посвятить отдельную книгу. Возможно, для «живого» звука это проблема номер один и вы наверняка с ней сталкивались.
Самовозбуждение возникает в том случае, когда звук динамиков снимается микрофонами (или другими приемниками звука, например гитарными датчиками), переусиливается и процесс развивается по спирали до тех пор, пока не превратится в мощный рев или свист.
Живой звук. РА для концертирующих музыкантов. Часть IX
Автоматизация и MIDI
В современных условиях приходится работать с большим количеством источников звука, что может вывести процесс управления из-под контроля. Автоматизация помогает снизить нагрузку на звукоинженера.
Как уже упоминалось ранее, система MIDI была стандартизирована в 1983 году. Суть MIDI заключается в том, что она позволяет приборам обмениваться между собой разнообразной информацией.
Как сделать мюзикл, чтобы он стал лучшим
Звукорежиссер и саунд-продюсер Олег Чечик в профессии более тридцати лет.
В 2010 году, имея значительный опыт работы в студии и на концертах, он принял предложение Московского театра оперетты поработать над мюзиклом, потом взялся еще за один, затем за третий.
«Шоу-Мастер» расспросил Олега о том, где и как он работает,
почему мюзиклы требуют особого подхода и в чем заключался его вклад в создание мюзиклов.
«
Дмитрий Кудинов: счастливый профессионал
Интервью с художником по свету Дмитрием Кудиновым.
Panasonic в Еврейском музее
Еврейский музей и центр толерантности открылся в 2012 году в здании Бахметьевского гаража, построенного по проекту архитекторов Константина Мельникова и Владимира Шухова. Когда этот памятник конструктивизма передали музею, он представлял собой практически развалины. После реставрации и оснащения его новейшим оборудованием Еврейский музей по праву считается самым высокотехнологичным музеем России.
Прокат как бизнес. Попробуем разобраться
Андрей Шилов: «Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях.»
Форум
айпад и рта микрофон
Сегодня, в 22:56 от strausКакой усилитель лучше поставить
Сегодня, в 22:43 от strausFAZE 800 FT PRO дым машина (Нет дыма, забита печка)
Сегодня, в 14:39 от Gasturbehringer x32
Сегодня, в 10:18 от seregan1Pluto 4000xe странности со светом
Вчера, в 20:25 от Zservicesilver star indigo 5000xs
Вчера, в 20:21 от ZserviceАВТОТЮН 8 микрофонов для лайва ???
6 марта в 14:35 от tonusНужна русскоязычная инструкция для DASLIGHT
2 марта в 12:31 от ahilman68Певица, пианистка ищет композитора
27 февраля в 17:51 от Tatiana12Словарь
Активное оборудование
— приборы требующие электропитания
Подробнее© 1998–2023
«ШоуМастер»Контакты О журнале
root@show-master. ru
Динамический диапазон
Динамическим диапазоном системы называют разницу между максимально допустимым и минимально различимым уровнями входного или выходного сигнала системы. Количественно динамический диапазон выражают в виде децибельного соотношения. Для качественной передачи звука система должна иметь максимально широкий динамический диапазон, который обычно ограничивается снизу — уровнем шумов и сверху — уровнем допустимых искажений.
• Динамический диапазон (техника) — характеристика устройства или системы, предназначенной для преобразования, передачи или хранения некой величины (мощности, силы, напряжения, звукового давления, представляющая логарифм отношения максимального и минимального возможных значений величины входного параметра устройства (системы).
• Динамический диапазон (масс-спектрометрия)
• Динамический диапазон в фотографии, HDRI, High Dynamic Range Imaging — комплекс методов получения, хранения и обработки изображений расширенного динамического диапазона.
о Динамический диапазон фотоматериала, Фотографическая широта — характеристика
светочувствительного материала (фотоплёнки, передающей телевизионной трубки, матрицы), а также фотографического процесса в целом в фотографии, телевидении и кино.
• Динамический диапазон (игры), High Dynamic Range Rendering — комплекс методов рендеринга изображений в 3D графике, направленный на имитацию сцен с большим диапазоном яркости.
• Динамический диапазон по компрессии — характеристика радиоприёмного устройства. Отношение точки однодецибельной компрессии к мощности собственных шумов приёмника.
Передача рисунков, чертежей и т.д. Он получается в результате элетро-оптического анализа отражённого светового потока и преобразования его в электрический сигнал. В приёмнике электрический сигнал возбуждает какое либо физическое воздействие окрашивающая элементарную площадку носителя записи.
Частотный спектр факсимильного сигнала определяется характером изображения, скорости развёртки, размерами анализируемого пятна. Все эти факторы могут дать максимальную частоту рисунка
>t 11 .Телевизионный сигнал.
По стандарту берётся изображение, которое подлежит передачи и разбивается на строки (количество 625 штук), одно такое изображение формирует кадр, их передаётся 25 в секунду.
Чтобы избежать мерцания вводится метод через строчной развёртки, в этом случае 625 строк передаются в виде полукадра, каждый передаётся за 1\50 секунды. Количество строк в секунду N: N=n*2=15625. Тс = 64мкс -время передачи 1 строки.
Гасящие и синхронизирующие — импульсы:
1) для через строчной развёртки;
2) для организации всего кадра.
Спектр телевизионного сигнала зависит от характера передаваемого изображения, но структура спектра в основном определяется развёрткой.
С ростом частоты энергии телевизионного сигнала уменьшается. Установлена что мощность телевизионного сигнала: 0-1,5 МГц, основная мощность — от 200 до 300 кГц. Перепад в спектре — 38-40 дб.
Наивысшая частота эффективной части спектра телевизионного сигнала составляет 6 МГц
( fbiv ) •
В системах цветного телевидения изображения разбивается с помощью светофильтров на 3 одновременных сигнала: красный (R), зелёный (G), синий (В).
Каждый попадает на передающую трубку и они образуют сигналы цветности: ЕЯ,ЕС,Е5.
В приёмнике путём их сложения передают цветное изображение. Цветное телевидение совместимо с черно белым. Ширина спектра должна быть такой же как и у чёрного белого.
Еу =0,3 Ей +0,59 EG +0,4 Еа .
Afjy -полоса телевизионного сигнала;
А/гк=0-6МГц.
Для передачи цветов создаются два цветоразностных сигнала: ER_Y,EB_Y для передачи каждого надо Af =1,5 МГц.
Действие помех. Помехи вызывают пятна, различной ширины. Для их уменьшения создаётся смешивающий фильтр. Отношение сигнал-шум определяют как отношение размаха сигнала изображения к напряжению помехи на выходе взвешивающего фильтра. Защищенность сигнала от помехи должна быть не хуже 57 дб при 100 градациях яркости
Определим минимальную полосу частот AF, необходимую для передачи телеграфного сигнала. Судя по графику и выражению нужен бесконечный текст полосы, однако при передачи двойных сигналов на практике нет необходимости восстанавливать сигнал без искажений, т.е. сохранять форму. Достаточно зафиксировать только знак импульса при двухполярной передаче или факт наличия или отсутствия при однополярной передаче. Определим AF : пусть на вход ИФНЧ (идеальный фильтр низких частот).
Соотношение сигнал-шум и определения динамического диапазона
Перейти к содержимомуОпределение отношения сигнал-шум и динамического диапазонаPernille Kennedy2021-10-27T16:41:52+02:00
Определение отношения сигнал-шум и динамического диапазона
Отношение сигнал-шум (SNR) и динамический диапазон (DR) два общих параметра, используемых для определения электрических характеристик спектрометра. В этом техническом примечании будет описано, как они определяются и как их измерять и рассчитывать.
Рисунок 1: Определения SNR и DR
Сигнал, выходящий из спектрометра, представляет собой цифровой сигнал в диапазоне от 0 до 2ⁿ -1, где n – количество бит в аналого-цифровом преобразователе (A/D) на электроника. Типичные числа для n варьируются от 10 до 16, что приводит к максимальному уровню сигнала от 1023 до 65 535 отсчетов.
Шум — это стохастическое отклонение сигнала от среднего значения. На рисунке 1 мы показали спектр с одним пиком по длине волны и времени. Как показано на рисунке, пиковый уровень сигнала будет немного колебаться вокруг среднего значения из-за шума электроники. Шум измеряется среднеквадратичным значением (RMS) колебаний во времени.
SNR определяется как среднее значение пикового сигнала по времени, деленное на среднеквадратичное значение шума пикового сигнала за то же время. Чтобы получить точный результат для SNR, обычно требуется измерить более 25–50 временных отсчетов спектра.
Очень важно, чтобы ваши входные данные для спектрометра были постоянными во время измерений SNR. В противном случае вы будете измерять другие параметры, такие как дрейф мощности лампы или уровни сигнала, зависящие от времени, от вашего образца.
Если вы сохраняете 25–50 измеренных спектров с помощью Excel, вы можете использовать две функции СРЗНАЧ и СТАНДОТКЛОН для расчета ОСШ. Для каждой длины волны (или пикселя) в вашем спектре вы вычисляете среднее значение с помощью функции СРЗНАЧ и среднеквадратичное значение с помощью функции СТАНДОТКЛОН, как показано на рисунке 2.
Динамический диапазон определяется как максимально возможный уровень сигнала, деленный на уровень шума. , когда в спектрометр не попадает свет. Последний по понятным причинам называется темновым шумом спектрометра.
Темновой шум измеряется путем выполнения 25–50 измерений уровня темноты и расчета уровня среднеквадратичного значения с помощью стандартного отклонения для каждой длины волны (или пикселя). Затем динамический диапазон рассчитывается как 2ⁿ-1, деленное на темновой шум.
Рисунок 2: Пример расчета сигнала и шума для 25 измерений в Excel.
- Скачать в формате pdf
- Скачать как pdf
Ваш контент будет здесь
Хотите узнать больше?
Дополнительную информацию см. ниже.
Спросите у экспертов
Вы хотите обсудить свой проект спектрометра с одним из наших экспертов? Пожалуйста, заполните форму, и мы свяжемся с вами как можно скорее.
Свяжитесь с нами
Посетите страницы наших OEM-спектрометров
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом OEM-спектрометров.
Перейти к OEM-спектрометрам
Ссылка для загрузки страницы Перейти к началуВажность динамического диапазона и отношения сигнал-шум в спектрометрах
Иветт Мэттли
- Производство
- Поглощение
- Спектрометры высокой чувствительности
Критерии эффективности спектрометра могут быть сложными для интерпретации, хотя общий словарь может помочь. В этом техническом совете мы рассмотрим два важных, но часто неправильно понимаемых термина: динамический диапазон и отношение сигнал/шум.
Спектроскопия — это сложный метод, требующий учета множества вариаций и нюансов, часто обрамленный терминологией, незнакомой пользователям или интерпретируемой по-разному. В связи с этим мы предлагаем некоторые практические определения динамического диапазона и отношения сигнал-шум (SNR), которые являются критериями, обычно упоминаемыми в качестве общих показателей производительности спектрометра.
Динамический диапазон
В спектроскопии динамический диапазон представляет собой отношение между максимальной и минимальной интенсивностью сигнала, которое может обнаружить спектрометр. Более конкретно, динамический диапазон представляет собой максимальный обнаруживаемый сигнал (т. е. близкий к насыщению), деленный на минимальный обнаруживаемый сигнал. Минимальный обнаруживаемый сигнал определяется как сигнал со средним значением, равным базовому шуму.
Для наших спектрометров Ocean Insight сообщает о динамическом диапазоне с точки зрения одного сбора данных, который определяется как кратчайшее время интегрирования, обеспечивающее максимально возможный динамический диапазон. Спецификация динамического диапазона системы в целом определяется как произведение отношения максимального и минимального сигнала при наибольшем времени интегрирования и отношения максимального и минимального времени интегрирования.
С практической точки зрения, пользователи могут воспользоваться преимуществами полного динамического диапазона нашего спектрометра, установив время интегрирования для своих эталонных измерений таким образом, чтобы пики спектра находились на уровне от 80% до 90% полной шкалы отсчетов.
Отношение сигнал-шум (SNR)
Отношение сигнал-шум (SNR) определяется как интенсивность сигнала, деленная на интенсивность шума при определенном уровне сигнала, что означает, что оно может варьироваться от измерения к измерению. Поскольку системный шум обычно увеличивается в зависимости от сигнала из-за фотонного шума, функция SNR представляет собой график зависимости отдельных значений SNR от сигнала, при котором они были получены. Значение SNR спектрометра, сообщаемое Ocean Insight, является максимально возможным значением SNR (полученным при насыщении детектора). Предполагается, что кривая отклика SNR для каждого пикселя одинакова.
Измерение отношения сигнал-шум выполняется следующим образом: широкополосный источник света выбирается таким образом, чтобы спектральный пик почти насыщался при наименьшем времени интегрирования или при времени интегрирования значительно ниже предела теплового шума (спектр также должен иметь область низких или низких частот). почти нулевой счет). Чтобы рассчитать SNR, выполните 100 сканирований без света и рассчитайте среднее значение счета базовой линии для каждого пикселя, затем сделайте 100 сканирований со светом и рассчитайте среднее значение и стандартное отклонение выходного количества каждого пикселя. Тогда ОСШ определяется следующим уравнением:
SNR ρ = (S – D)/σ ρ
где,
SNR = отношение сигнал/шум
S = средняя интенсивность образцов (со светом)
3 темнота (без света)
σ = стандартное отклонение выборок (со светом)
ρ = номер пикселя
Чтобы получить полный график SNR в зависимости от сигнала, нанесите расчетные значения SNR ρ (шум) в зависимости от S ρ – D ρ (сигнал). Это будет охватывать широкий диапазон количества пиков (от темных до почти насыщенных). Поскольку все пиксели имеют одинаковую кривую отклика, данные для графика отношения сигнал-шум к сигналу могут быть получены из всех разных пикселей. Поскольку фотонный шум вносит наибольший вклад в шум при больших значениях сигнала, идеальный график должен иметь форму, аппроксимирующую y = √x.
SNR можно улучшить, используя различные типы усреднения сигнала. Для усреднения по времени SNR будет увеличиваться на квадратный корень из числа использованных спектральных сканирований. Например, отношение сигнал-шум 300:1 станет 3000:1 при усреднении 100 сканирований. Для пространственного усреднения (коробка) SNR будет увеличиваться на квадратный корень из числа усредняемых пикселей.
Несколько других способов улучшить SNR
- Увеличение мощности источника света.
- Используйте волокно большого диаметра для передачи света на образец, чтобы захватить больше света от источника.
- Увеличьте время интегрирования детектора.
- Ограничьте спектр входящей лампы только интересующим диапазоном длин волн, используя полный динамический диапазон детектора в той области, где это наиболее важно. Это особенно верно для краев спектра, которые часто страдают от более низкой интенсивности.
Хотя эти методы полезны для получения точных данных, они могут запутать при сравнении различных спектрометров. Например, Ocean Insight сообщает о своих значениях SNR без применения усреднения сигнала. Многие наши конкуренты используют усреднение сигнала для искусственного завышения значений отношения сигнал-шум на спектрометрах более низкого качества.
Понимание таких терминов, как динамический диапазон и отношение сигнал-шум, является лишь небольшой частью знакомства со всеми параметрами характеристик спектрометра и пониманием того, что характеристики спектрометра часто являются лишь отправной точкой при оценке ожидаемых характеристик системы.
Обзор спектрометров по динамическому диапазону и отношению сигнал/шум
Вот обзор спектрометров Ocean Insight по типу детектора, динамическому диапазону и ОСШ. Хотя эти критерии могут дать некоторое представление о пригодности конкретной модели спектрометра для применения, существует множество других факторов, влияющих на выбор спектрометра. Наши инженеры по применению могут дать рекомендации.
Связаться с инженером по применению
Спектрометр | Тип | Детектор | Динамический диапазон | СНР | Пример Применение |
Пламя | Общего назначения | Линейная ПЗС-матрица (два варианта) | 1300:1 | 250:1 (модель S) 300:1 (модель T) | Основные лабораторные измерения |
Морской HDX | Высокая чувствительность | ПЗС-датчик изображения с утонением сзади | 12000:1 | 400:1 | Анализ плазмы Применение при слабом освещении Абсорбция жидкостей с высокой ОП |
QE Pro | Высокая чувствительность | ПЗС-матрица с обратным утонением и охлаждением TE | 85000:1 | 1000:1 | Применение при слабом освещении, в том числе: Флуоресценция Анализ ДНК Раман |
Майя2000 Про | Высокая чувствительность | ПЗС-датчик изображения с утонением сзади | 15000:1 | 450:1 | Флуоресценция при слабом освещении и Рамановская Анализ растворов, твердых веществ и газов |
СТС | Микроспектрометры | КМОП | 4600:1 | 1500:1 | Абсорбция низкой концентрации Высокоинтенсивный лазерный анализ Интеграция в другие устройства |
НИРКвест+ | БИК (900-2500 нм) | Линейный массив InGaAs (несколько вариантов) | 15000:1 (версия 900–1700 нм) | 13000:1 (версия 900–1700 нм) | Датчик влажности Анализ углеводородов Идентификация полимера |
Пламя-NIR+ | БИК (900-1700 нм) | Неохлаждаемый линейный массив InGaAs | 6000:1 | 6000:1 | Анализ состава пищевых продуктов Переработка пластмасс Фармацевтический контроль качества |
Океан FX | Высокая скорость | КМОП | 5000:1 | 290:1 | Мерцание в освещении Высокоскоростные процессы |
ЧАС | Высокое разрешение | Линейная ПЗС-матрица | 2000:1 | 250:1 | Лазерная характеристика Анализ линии выбросов |