Опубликовано: 20.12.2018  
   

Аналоговый и цифровой аудиосигналы

В составе студии приходиться использовать как цифровую, так и аналоговую аппаратуру, соответственно с аналоговым или цифровым звуком. Поэтому понимание что относиться к аналоговому, а что к цифровому аудиосигналу необходимо звукорежиссёру. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

Аналоговый аудиосигнал

Слово аналог часто используют когда говорят о похожих вещах. В звукозаписи термин аналоговый (analog) — обозначает «непрерывный» электрический сигнал, мгновенные значения которого постоянно меняются в соответствии с непрерывными изменениями давления в звуковом сигнале. А преобразование в этот электрический сигнал происходит благодаря акустоэлектрическим преобразователям.

Конечно, форма получаемого электрического аудиосигнала не идеальна и не является полной копией оригинального звукового сигнала. Насколько она будет близка к оригиналу зависит от микрофона и доли вносимых им искажений.

Рассмотрим рисунок:

Как видите, изменения аналогового электрического сигнала (колебания напряжения) «копируют» непрерывные колебания давления воздуха реальной звуковой волны (колебания давления).

Примеры аналоговой аппаратуры:

Среди аналоговой аппаратуры с которой придётся встречаться можно выделить следующие устройства:

  • Микрофоны
  • Громкоговорители (динамики)
  • Стандартные входы и выходы устройств (разъёмы наушников, Input и Otput — RCA, 3,5-мм и 6,25-мм штекеры)
  • Аналоговые музыкальные инструменты: синтезаторы, элекрогитары и их усилители
  • Аналоговая аппаратура обработки аудиосигналов (например, аналоговые микшеры, устройства для создания различных эффектов)
  • Аналоговая аппаратура звукозаписи: кассетные магнитофоны, оборудование для записи грампластинок

Цифровой аудиосигнал

С одной стороны мы уже поняли, что аналоговый аудиосигнал копирует реальный. Почему же его не оставить и зачем что-то ещё придумывать? Дело в том, что аналоговый сигнал сильно зависит от любого изменения напряжения. Поэтому он абсолютно не защищён от помех, а при передачи или его копировании происходит снижение качества оригинального аудиосигнала. Кроме этого, подобные сигналы довольно трудно обрабатывать. Но у нас есть мощная вычеслительная техника, такая как компьютер. А чтобы можно было обрабатывать звук с её помощью, нужно превратить аудиосигнал из аналогового в цифровой.

Аппаратура, которая позволяет хранить, обрабатывать и пересылать цифровой звук называют цифровой аппаратурой. А для оцифровки звука (как она происходит мы писали вот в этой статье (читать) есть специальные устройства — аналого-цифровые преобразователи (АЦП). От их параметров сильно зависит качество получаемого цифрового звука. К параметрам относятся: разрядность (битность): 16Bit, 24Bit, 32 float, а также частота дискретизации (44100 Hz, 48kHz, 96kHz, 192kHz, 384kHz).

Разрядность (битность)

Точность в измерение амплитуды определяется количеством разрядов двоичного кода. На сколько же она точна? Возьмём, к примеру, линейку с делениями только по 10 см. Если ей измерить спичечный коробок, то мы довольно приблизительно назовём его размеры. Но если этой линейкой измерить путь от одного города до другого (смешно звучит, но всё-таки представьте) погрешность уже будет не столь значительна. Аналогично и при оцифровке звука. Чем выше точность измеряемого инструмента, тем ближе к истине результат. Особенно это важно для малых сигналов.

Так вот динамический диапазон который возможно уместить в 16Bit равен 96 dB (к примеру, уровень симфонического оркестра находиться в районе 110 dB), а если взять  24Bit, то он уже будет равен 144 dB. Битность 32 float или как её ещё называют с плавающей запятой представляет из себя те же 24 Bit, только остальные 8 Bit «плавают» вверх или вниз и уточняют динамический диапазон.

Частота дискретизации

В разной литературе это название звучит как частота отсчётов, выборок, частота квантования. Согласно исследованиям Найквиста, Шеннона, Котельникова для полноценной передачи спектра непрерывного сигнала эта частота должна быть не менее чем вдвое больше самого высокочастотного колебания. Область слухового восприятия человека находиться в диапазоне 20 Гц до 20 000 Гц. Поэтому и был разработан, известный всем по CD-дискам, формат частоты дискретизации 44100Hz. Сегодня уже существуют исследования, что психофизиология слухового восприятия может воспринимать и более высокий частотный диапазон. Поэтому и появились АЦП с частотой 192kHz, 384kHz.

Примеры цифровой аппаратуры:

К устройствам работающим с цифровыми аудиосигналами можно отнести:

  • Компьютеры
  • Различные цифровые устройства: (множество цифровых плагинов: ревербератор, хорус, делэй, имитаторы усилителей для электрогитары и т. п.)
  • Цифровые микшеры и устройства воспроизведения (например, устройства записи Mini Disc, DAT, CD)
  • Цифровые музыкальные инструменты: Midi-клавиатуры, различные подобные устройства, имеющие возможность подключения к компьютеру)
  • Цифровые аудиокабели

Спасибо, за то что читаете блог New Style Sound!

Похожие записи

Рассказать о New Style Sound друзьям:

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.