При изучении руководства к использованию микрофона вы, наверное, не раз сталкивались с таким понятием как «сопротивление» или «импеданс» [16]. Это электротехнический термин, который показывает степень сопротивления переменному току, измеряемую в Омах [Ом]. С точки зрения сопротивления различают высокоомные (10-50 кОм) и низкоомные (50-600 Ом) микрофоны. Если выходное сопротивление микрофона не соответствует входному сопротивлению усилителя, это может привести к снижению отношения полезного сигнала к шуму. На это следует обращать внимание. Хотя эти два сопротивления не должны быть практически совершенно одинаковыми, микрофонное сопротивление должно находится в допустимых границах величины сопротивления усилителя. Если усилитель обладает низкоомным входом, то выходное сопротивление микрофона должно быть таким же. Если вы подсоединяете высокоомный микрофон к низкоомному входу усилителя, то произойдет снижение мощности сигнала. С другой стороны, при соединении низкоомного микрофона с высокоомных входом усилителя, звук может приобрести окраску дисторшена, хотя, в общем смысле, это и не является большой проблемой.

Преимущество практического использования низкоомного микрофона заключается в его низкой чувствительности к шумам, даже при длинных кабельных соединениях.

Выбор микрофона.

При выборе микрофона следует учитывать как всю совокупность его технических характеристик, так и условия записи, поэтому конкретные рекомендации дать довольно трудно. Однако общие правила выбора микрофона все же существуют.

Ненаправленный микрофон можно применять при записи голоса и звуков в сильно заглушенном помещении. Его же следует использовать для передачи общей акустической обстановки при многомикрофонной записи.

Односторонне направленный микрофон с характеристикой типа «кардиоида» желательно применять при записи в помещении с большим количеством звуковых отражений. Применяют его и в том случае, когда в помещение, где проводят запись, проникают посторонние шумы. Микрофон следует устанавливать тыльной стороной к источнику звуковых помех. Такой микрофон рекомендуется использовать при широком фронте размещения исполнителей. Этот микрофон применяют при маловероятной в любительских условиях многомикрофонной записи для четкого разделения групп звуков, а также при размещении источника звука близко к микрофону, чтобы снизить низкочастотные искажения, присущие в этом случае ненаправленному и двусторонне направленному микрофонам.

Двусторонне направленный микрофон с диаграммой типа «восьмерка» следует применять при записи в заглушенном помещении, когда необходимо увеличить относительный уровень переотраженных сигналов, а также при записи отдельных звуков и голосов для выделения низких частот в условиях близкого размещения, источников звуков у микрофона. Используют такой микрофон и в том случае, когда необходимо отстроиться от направленных источников шума. Для этого микрофон ориентируют зоной нулевой чувствительности к источнику шума. Двусторонне направленный микрофон, сориентированный в горизонтальном направлении, оказывается полезным для ослабления звуковых волн, отраженных от пола, потолка и боковых стен помещения. Это позволяет применить акустическую обработку только двух стен: за источником звуковых волн и напротив него.

Для окончательного выбора нужно определиться в каком звуковом поле будет использоваться микрофон.

Прямое звуковое поле.

Понятие «прямое звуковое поле» описывает тот случай, когда звук достигает микрофон, не отражаясь предварительно от стен, потолка пола или других поверхностей (см. рис. 1.6).

Рис. 1.6. Прямое звуковое поле и отраженный звук.

Если микрофон находится в прямом звуковом поле, вы можете направить его зоной нулевой чувствительности к источнику нежелательного шума. Этот приём помогает существенно сократить эффект обратной связи и избежать утечки звука.

Отражённом звуковое поле.

Понятие «отражённое (реверберационное) звуковое поле» описывает ситуацию, когда звук, перед тем, как достигнуть микрофон, отражается о стены, потолок, пол или другие поверхности (см. рис. 1.7).

Рис. 1.7. Отраженное звуковое поле

В данном случае, для полного контроля над нежелательными шумами недостаточно манипуляций с зоной нулевой чувствительности микрофона. Однако и в отражённом звуковом поле однонаправленные микрофоны обеспечивают более надёжную защиту от эффекта обратной связи и посторонних сигналов по сравнению с всенаправленными. Чем уже угол снятия звука микрофона, тем лучше он справляется с данной задачей. В этой связи, наиболее эффективны суперкардиоидные микрофоны, затем идут микрофоны с кардиоидной направленностью. Численной мерой эффективности микрофона в отражённом звуковом поле является коэффициент направленности (directivity index), который находится в обратной зависимости от угла снятия звука. Значения коэффициента для микрофонов с различными диаграммами направленности представлены в таблице 1.1:

Табл. 1.1. Диаграммы направленности.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что коэффициент направленности суперкардиоидного микрофона в 1.9 раза превышает соответствующий показатель для всенаправленного микрофона. В реальных условиях это выражается в следующем: в отражённом звуковом поле суперкардиоидный микрофон снимает на 5.7 дБ меньше реверберационных шумов [17,18,19,20].

Исходя из изложенного выше стоит остановить выбор на микрофоне Crown PZM-11LLWRS1 (рис. 1.8). Это поверхностный всенаправленный стереомикрофон самого высокого качества, с небольшим внутренним сопротивлением, представляющий собой панельный микрофон пограничного слоя, широко применяемый в системах наблюдения и безопасности, монтирующийся в стену, стандартную коробку для электрической розетки или выключателя. Внешне устройство совсем не похоже на микрофон, что позволяет использовать его там, где привлечение внимания к нему нежелательно. Оптимально размещённые друг относительно друга, элементы данного микрофона обеспечивают запись стереозвука в самом высоком качестве, позволяя достичь его беспрецедентного реализма. Модель обладает прочным и надёжным корпусом, резиновой подкладкой, защищающей от вибраций, которые могут вызывать помехи. Устройство имеет встроенный частотный фильтр, позволяющий снизить уровень ненужных шумов. Кроме того, частотная характеристика модели оптимизирована для озвучивания человеческой речи. Характеристики микрофона Crown PZM-11LLWRS1 представлены в табл. 1.2.

рис. 1.8. Микрофон Crown PZM-11LLWRS1.

Таблица 1.2. Характеристики Crown PZM-11LLWRS1.

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ГОЛОСОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

Если человек рассеянный. Вечно забывает выключить свет или обогреватель и вспоминает об этом прискорбном факте в самом неожиданном месте и, как правило, далеко от дома. И вообще если, например, ужасно не хочется вылезать из-под теплого одеяла, если вдруг спохватываешься, что не выключен кондиционер или вентилятор…

Утешает только одно. Мы не одиноки. Согласитесь, с каждым из нас такое нет-нет да случаются. Оказывается, есть спасение от нашей забывчивости, да и вообще найден способ решения многих наших бытовых неурядиц - «умная система». Идея создать такое «чудо техники» витала в воздухе давно. Удивительно, что устроена эта система не сложнее выключателя. Но при этом обеспечивает максимальный комфорт в доме или офисе да еще и помогает экономить тепло и электроэнергию.

Так кто они, наши спасители? Называем: «АББ» (ABB), «СИМЕНС» (SIEMENS), «ЛЕГРАН» (LEGRAND), «БОШ» (BOSCH), «АКЕРМАН» (ACKERMANN), «ФИЛИПС» (PHILIPS) и еще около сотни ведущих европейских производителей, выпускающих технику и приборы для дома и офиса. Примерно десять лет назад они объединились и создали Ассоциацию EIBA (European Installation Bus Association) с торговой маркой EIB (European Installation Bus), что переводится как Европейская инсталляционная шина. В результате этого объединения произошла замечательная вещь - стандарт EIB обеспечивает полную совместимость всех устройств и, как объясняют специалисты, обмен информацией между ними.

«Интеллектуальная система» состоит из сенсоров - устройств, дающих или принимающих команду, и акторов - исполняющих ее. Акторы - светильники, обогреватели, кондиционеры...

Сенсоры и акторы соединены информационной шиной через ПЭВМ и систему управления периферийными устройствами (СУПУ). На вид эта шина представляет собой всего лишь несколько медных проводков.

Чем больше помещение, которое обслуживает система, тем, казалось бы, нужно больше дополнительной аппаратуры: блоки питания, устройства для связи с компьютером (интерфейсы), электронные реле, которые используют для включения и выключения приборов. Но это не так. Всю эту «начинку» можно установить в распределительный щиток. Надо сказать, он может быть размером с коробку из-под торта. Практически это не зависит от сложности системы, ее функций.

А теперь - о возможностях проектируемой системы.

Если, допустим, лень (или некогда) каждый раз вставать или - в особо «тяжелых случаях» - даже нет возможности пользоваться пультом дистанционного управления? Нет проблем - с помощью «умной системы» можно включать или выключать свет голосом!

Например, уходя из дома, нужно, как известно, проверить, везде ли выключен свет… Особенно раздражает, когда сильно опаздываешь, ходить по дому и щелкать выключателями. А если комнат ну очень много? Бегать до утра? Или, допустим, вы остались последним в офисе, а все уже ушли. Вам, уходя, сказали: «Не забудь потом все проверить». А когда вышли в пустынный гулкий коридор, то как-то совсем жалко терять своё время и ходить по коридорам и что-то выключать и проверять, когда с помощью голосовой команды «выключить весь свет», свет моментально гаснет во всем здании (на всем этаже, во всей квартире, во всем доме) [21].

2.2 Архитектура системы управления периферийными устройствами

Источником сигналов является сам человек. Устройства, следящие за человеком (микрофоны, видеокамеры, сенсоры и др.) располагаются по всей комнате (зданию) и постоянно сканируют, исходящие от человека звуки и проделываемые им жесты, обрабатывая их в блоке обработки аудио и видео сигналов (чем больше количество этих устройств, тем лучше и точнее он распознаётся) [22]. После чего сравнивает их с базой данных, определяя при этом какую команду ей нужно выполнить. Далее эта информация поступает в систему управления периферийными устройствами в виде двоичного кода. В конечном итоге эта система, в зависимости от кода, включает или выключает то или иное электрическое устройство.

рис. 2.1. Архитектурная схема «умной системы».

2.3 Схема управления электрическими устройствами

Схема голосового управления электрическими устройствами представлена на рис. 2.2 (приложение 1). Она состоит из трёх основных частей: четырех поверхностных всенаправленных микрофонов Crown PZM-11LLWRS1, блока обработки аудио сигналов и системы управления периферийными устройствами. Принцип действия её прост: звук от человека с помощью микрофона передается в блок обработки аудио сигналов, который представляет собой ПЭВМ с ОС Windows'98 и выше с соответствующим программным обеспечением, со встроенной картой аудио-захвата.

рис. 2.2. Схема голосового управления электрическими устройствами.

Примером может послужить аудиокарта Audiomedia III от фирмы Digidesign, имеющая 8 встроенных процессоров звуковой обработки, электронных регуляторов громкости и баланса и эквалайзеров, встроенный стереорегулятор мастер канала и панорамы и четыре электронных регулятора для входов. В этом блоке сканируются все сигналы идущие от микрофона. При распознавании из потока слов голосовой команды, например «включить свет», программа ищет в базе данных голосовых команд какой код соответствует этой самой команде. Таким образом голосовая команда преобразуется в простейший двухразрядный сигнал и по шине данных поступает в СУПУ, где происходит уже непосредственное включение электромеханических устройств.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

3.1 Принципиальная схема включения электрических устройств

4.1 Расчет вложений на этапе разработки и отладки системы

Рыночная экономика предъявляет свои требования к новым проектам, и выживают лишь те, которые просчитывают каждый свой шаг, и соответствуют потребностям рынка, а не возможностям производителя. Главную роль при реализации технических проектов играют финансово-экономические расчёты. Они призваны решать широкий круг задач:

1. финансовый итог производственной деятельности или коммерческой сделки для каждой из участвующих сторон;

2. выявление зависимости конечных результатов финансово-кредитной операции от основных её параметров и условий, определение взаимосвязи этих параметров и их предельных значений;

3. нахождение параметров безубыточного изменения условий сделки.

В настоящий момент нет единой методики оценки эффективности инвестиций. Каждая фирма, как правило, исходя из собственного опыта, финансовых ресурсов, преследуемых целей и т.д. разрабатывает свою методику. Эти методики в качестве критериев эффективности используют следующие показатели: "чистый" приведённый доход; внутренняя норма доходности; срок окупаемости предполагаемых инвестиций; рентабельность.

В данном расчёте в качестве критерия эффективности инвестиций использована ожидаемая величина "чистого" приведённого дохода. Использование данного критерия поможет при принятии решения о целесообразности денежного вложения изучить картину возможных финансовых результатов этого вложения. Под реализации любого технического проекта понимается ряд этапов, включающих разработку данного проекта, его использование и последующую эксплуатацию.

Осуществление каждого из этих этапов требует привлечения различных средств (оборудования, оборотных средств, кадров, научных разработок), называемых в общем виде инвестициями. Источниками инвестиций могут быть собственные и заёмные средства. И в том и в другом случае весьма важным для вкладчика является определение эффективности их вложения. В финансовом анализе для измерения этой величины применяют различные показатели, взаимосвязанные друг с другом. Все они отражают один и тот же процесс сопоставления распределённых во времени доходов от инвестиций и самих инвестиций. Наиболее информативным из этих показателей является общий итоговый результат проводимой инвестиционной деятельности, называемый "чистой" приведённой величиной дохода (ЧПВД). Этот показатель определяется как разность между возможными доходами, получаемыми при осуществлении проекта, и обеспечивающими эти доходы инвестициями.

Для определения указанного показателя предварительно необходимо обратить внимание на основные особенности предлагаемой инвестиционной деятельности, к которым в данном случае относятся: возможное получение реальной отдачи (дохода) от вложения инвестиций по истечении ряда лет вложения.

Любой инвестор (вкладчик денежных средств), обладающий свободными денежными активами вынужден сравнивать ряд альтернативных вариантов вложения инвестиций (сберегательный счёт, акции, облигации и т.д.) каждый из которых характеризуется своей прибыльностью и показателями риска (вероятность потери какой-то части доходов и самих активов). Сравнение обычно осуществляется на основе использованных возможностей, сопряжённых с альтернативными вариантами.

На практике различие альтернативной стоимости сводят к различию ставок сравнения. При выборке ставки сравнения ориентируются на существующий или усреднённый ожидаемый уровень ставки процента для каждого из альтернативных вариантов.

В финансовых операциях сумму прибыли от предоставления денег в долг в любой форме (единовременная ссуда, помещение денег на сберегательный счёт, покупка акций и т.д.) называют процентными деньгами, а отношение процентных денег, выплачиваемых за фиксированный отрезок времени, к величине первоначальной суммы называют процентной ставкой (ставкой процента).

Процесс увеличения суммы денег в связи с присоединением процентов к сумме долга называют наращением, или ростом первоначальной суммы.

Процентные ставки могут быть простыми и сложными в зависимости от формирования исходной суммы, на которую начисляются ставки процента. Если она в течение всего срока ссуды меняется, то речь идёт о простых процентных ставках. Если же применение ставок процента идёт к сумме с уже начисленными на неё в предыдущем периоде процентами, то это сложная процентная ставка.

В долгосрочных финансово-кредитных операциях, к разряду которых относится осуществление инвестиционной деятельности по реализации любого технического проекта, для наращения суммы ссуды (кредитора) или снижения фактической суммы займа (у заёмщика) применяют сложные проценты.

Для расчёта ЧПВД весь процесс инвестиционной деятельности представляется в виде последовательности множества распределённых во времени первоначальных вложений и последующих доходов. Эту последовательность называют потоком платежей. При определении ЧПВД для каждого члена потока платежей определяются потери от неиспользованных возможностей. "Ценность" каждого члена потока на момент начала вложения определяется как разность между начальной величиной вложения и величиной возможных потерь.

Итоговая величина искомого показателя ЧПВД может быть определена по следующей формуле:

n1 - продолжительность осуществления инвестиций,

n2 - продолжительность периода инвестиций,

Зl - ежегодные инвестиции в периоде l, l =1,2,…, n1,

pj - ежегодная отдача (чистый доход) в период j, j =1,2,…, n2.

Расчёт показателя ЧПВД связан со значительными трудностями и, в первую очередь, с определением ожидаемых доходов. Однако сравнение возможных альтернативных технических проектов, дающих одно и тоже техническое задание, позволяют значительно упростить задачу, так как предполагается равенство составляющей pj Vi j+n1 в формуле для расчёта итоговой величины ЧПВД по всем предполагаемым вариантам.

Поэтому формула определения ЧПВД упрощается и принимает следующий вид:

З - характеризует современную величину совокупных затрат за весь период реализации (разработка, производство, эксплуатация).

Проект, обеспечивающий минимальные затраты, является наиболее предпочтительным и подлежит финансированию.

4.2 Выбор варианта разрабатываемого продукта

Анализ производственных инвестиций в основном заключается в оценке и сравнении эффективности основного и альтернативного инвестиционных проектов.

Общий период осуществления инвестиционной деятельности при реализации любого технического проекта определяется наличием следующих основных этапов жизненного цикла:

1. разработка;

2. производство;

3. эксплуатация.

Нормальная деятельность на каждом из этих этапов требует вложений определённых денежных средств. На этапе разработки - это стоимость проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР). На этапе производства - это затраты на выпуск новых объектов, т.е. фактически себестоимость единицы продукции, и вложения в основные фонды и оборотные средства, обеспечивающие этот выпуск. На этапе эксплуатации - это затраты, связанные с текущим использованием нового объекта (годовые издержки эксплуатации) и сопутствующие капитальные вложения. Сумма всех этих затрат, вычисленная по годам каждого из трёх этапов, характеризует последовательность первоначальных вложений или инвестиций.

В качестве основного варианта рассмотрим вариант проекта, когда все программное обеспечения разрабатывается при помощи Visual C++

В качестве альтернативного варианта рассмотрим вариант проекта, разработанного на компиляторе Access.

Исходные данные для расчётов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Исходные данные

4.3 Выбор ставки сложных процентов

Выбор ставки сложных процентов играет весьма важную роль в приводимых расчётах. Он определяет современную величину предполагаемых инвестиций тем точнее, чем точнее выбрана ставка и учтены такие реальные процессы, как сокращение отдачи денежных средств по сравнению с ожидаемой и инфляционное обесценивание денег.

Выбираем в качестве ставки сложных процентов усреднённую существующую величину 10 процентов, хотя эта величина ниже усреднённого уровня.

Чтобы определить дисконтный множитель по каждому году отчётного периода, воспользуемся данными из таблицы 4.1.

Поскольку этап разработки длится 4 месяца, то вложения денежных средств в течении этого периода можно считать разовым и не дисконтировать, и следовательно можно принять общий расчётный период 2 года.