Ist das digitale Signal während der Übertragung und Speicherung verzerrt?


Free Download Mp4Gain
picture

Ist das digitale Signal während der Übertragung und Speicherung verzerrt?

DIGITAL AUDIO

Da jedes digitale Signal als reale elektrische Spannungs- oder Stromkurve dargestellt wird, wird seine Form während einer Übertragung auf die eine oder andere Weise verzerrt, und ein zur Speicherung “eingefrorenes” Signal (Signalogramm) unterliegt aus physikalischen Gründen einer Verschlechterung. verbreitet.

Digital Audio

Alle diese Einflüsse auf die Form des Trägersignals sind Interferenzen, die bis zu einem bestimmten Wert den Informationsgehalt des Signals nicht verändern, da individuelle Verzerrungen und Buchstabenverluste in Wörtern das korrekte Verständnis von Wörtern im Allgemeinen nicht beeinträchtigen. Wörter und Informationsredundanz, wie z. B. eine Erhöhung der Länge der Wörter, erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Erkennung. … Mit anderen Worten, das Trägersignal selbst kann verzerrt sein, aber die darin enthaltenen Informationen, das codierte Audiosignal, bleiben in den allermeisten Fällen unverändert.

Damit sich die Qualität des Trägersignals nicht verschlechtert, muss jede Übertragung nützlicher Audioinformationen (Kopieren, Schreiben auf einen Träger und Lesen) notwendigerweise den Vorgang des Wiederherstellens der Form des Trägersignals und im Idealfall der digitalen Form umfassen Primär des Informationssignals, und erst danach kann das neu erzeugte Trägersignal an den nächsten Verbraucher übertragen werden. Bei einer direkten Kopie ohne Wiederherstellung (z. B. einfaches Umschreiben einer Videokassette mit einem digitalen Signal, das mit einem PCM-Decoder in herkömmlichen Videorecordern erhalten wurde) verschlechtert sich die Qualität des digitalen Signals, obwohl es immer noch alle darin enthaltenen Informationen enthält. Nach wiederholten aufeinanderfolgenden Kopien oder Langzeitspeicherung verschlechtert sich die Qualität jedoch so sehr, dass nicht behebbare Fehler auftreten, die die vom Signal übertragenen Informationen irreversibel verzerren. Daher sollte das Kopieren und Übertragen digitaler Signale nur auf digitalen Geräten erfolgen und, wenn sie auf Medien gespeichert sind, rechtzeitig “aktualisiert” werden, ohne auf eine irreversible Verschlechterung zu warten (für magnetische Medien wird dieser Zeitraum auf mehrere Jahre geschätzt ). Ein ordnungsgemäß übertragenes oder aktualisiertes digitales Signallogramm verliert nicht an Qualität und kann kopiert werden und für immer in absolut unveränderter Form existieren. ohne auf einen irreversiblen Abbau zu warten (für magnetische Träger wird dieser Zeitraum auf mehrere Jahre geschätzt). Ein ordnungsgemäß übertragenes oder aktualisiertes digitales Signallogramm verliert nicht an Qualität und kann kopiert werden und für immer in absolut unveränderter Form existieren. ohne auf einen irreversiblen Abbau zu warten (für magnetische Träger wird dieser Zeitraum auf mehrere Jahre geschätzt). Ein ordnungsgemäß übertragenes oder aktualisiertes digitales Signallogramm verliert nicht an Qualität und kann kopiert werden und für immer in absolut unveränderter Form existieren.

Es sollte jedoch nicht vergessen werden, dass die Richtigkeit eines Codes endlich ist und die tatsächlichen Träger bei weitem nicht ideal sind. Daher ist das Auftreten nicht behebbarer Fehler eine so seltene Sache, insbesondere bei unachtsamer Handhabung des Trägers. Beim Lesen neuer und korrekt gespeicherter DAT-Kassetten oder -CDs auf hochwertigen und zuverlässigen Geräten treten diese Fehler praktisch nicht auf. Bei Alterung, Verunreinigung und Beschädigung von Medien und Lesesystemen treten sie jedoch häufiger auf. Ein einzelner unkorrigierter Fehler ist aufgrund der Interpolation für das Ohr fast immer unsichtbar, führt jedoch zu einer Verzerrung des ursprünglichen Tonsignals, und die Anhäufung solcher Fehler im Laufe der Zeit ist im Ohr zu spüren.

Ein weiteres Problem ist die Schwierigkeit, nicht korrigierte Fehler aufzuzeichnen und die Identität des Originals und der Kopie zu überprüfen. Sehr oft kümmern sich Entwickler von digitalen Audiogeräten, die in Echtzeit arbeiten, nicht um die Frage der genauen Überprüfung der Zuverlässigkeit der Übertragung, da die Maßnahmen zur Korrektur der Fehler ausreichend sind. Im allgemeinen Fall führt die Unmöglichkeit der erneuten Übertragung eines fehlerhaften Samples oder Blocks zu einer geheimen Interpolation, und nach dem Kopieren kann nicht mit Sicherheit gesagt werden, ob das ursprüngliche Signal genau kopiert wurde. Fehleranzeigen, die auf einigen Geräten zu finden sind, leuchten normalerweise nur zum Zeitpunkt ihres Auftretens auf, und bei einzelnen Fehlern kann ihre Funktion leicht unbemerkt bleiben. Selbst in PC-basierten Systemen ist es oft unmöglich, die Empfangsgenauigkeit über eine digitale Schnittstelle oder das direkte Lesen von einer CD zu steuern. Der einzige Ausweg besteht darin, den Vorgang zu wiederholen und die Ergebnisse zu vergleichen.


Free Download Mp4Gain
picture

Gibt es einen Vorteil von SCSI gegenüber IDE für die digitale Aufzeichnung?

Gibt es einen Vorteil von SCSI gegenüber IDE für die digitale Aufzeichnung?

SCSI

Unter Benutzern von Audio-Workstations zu Hause und im Studio herrscht die weit verbreitete Überzeugung, dass nur SCSI-Laufwerke die erforderliche Leistung erbringen können.

 

SCSI

Trotz einer Reihe offensichtlicher Vorteile von SCSI können die meisten professionellen Workstations auf dem IBM PC problemlos mit IDE-Festplatten arbeiten. Die Lese- / Schreibgeschwindigkeit typischer IDE-Plattenmodelle liegt heute (Ende 1998) im Bereich von 6 bis 10 Mbit / s mit einer Suchzeit von ungefähr 8 bis 10 ms, was derselben entspricht typische SCSI-Modelle (kein High-End).

Eine solche Festplatte kann das gleichzeitige Lesen von 16-Bit-Audiodaten in 20 bis 30 Audiokanälen mit einer Abtastrate von 48 kHz und etwas weniger Daten bei der Aufnahme problemlos bewältigen. Eine andere Sache ist, dass im Fall von SCSI seine interne Optimierung (Bestellanforderungen zur Minimierung der Kopfbewegung in SCSI-2) häufig die suboptimale Leistung des Betriebssystems und des Soundprogramms maskiert und dieses Niveau erreicht. Eine IDE erfordert möglicherweise einen guten Betriebssystemtreiber und ein gut gemachtes Programm (z. B. DDClip).

Die Gründe für die Abneigung vieler Benutzer gegen IDE-Festplatten liegen in der Tatsache, dass sie diese Festplatten im Allgemeinen in billigen, schlecht zusammengebauten und getesteten Durchschnittsleistungscomputern finden, die aus verschiedenen Komponenten bestehen, die häufig schlecht miteinander kompatibel sind. Im Gegensatz dazu werden SCSI-Festplatten häufig in leistungsstärkeren und teureren Modellen installiert, die Komponenten von “angesehenen” Herstellern enthalten, die sorgfältiger zusammengebaut und getestet wurden. Das Ersetzen der SCSI-Festplatte in der zweiten Version durch eine IDE-Festplatte mit ungefähr derselben Leistung und das Zusammenstellen / Konfigurieren des Systems unter Berücksichtigung der IDE-Eigenschaften hat in vielen Fällen keine spürbaren Auswirkungen auf die Leistung.

Warum werden AV-Festplatten für digitale Aufnahmen verwendet?

Die AV-Festplattenklasse (Audio / Video) steht für ihre Fähigkeit, Datenströme äußerst reibungslos und ohne Lücken aufzuzeichnen und zu lesen. Diese Platten sind mit einem größeren internen Puffer ausgestattet und unterbrechen den Lese- / Schreibvorgang nicht durch thermische Kalibrierung des Positionierungssystems. Für digitale Aufzeichnungssysteme, denen die Geschwindigkeit und die RAM-Kapazität fehlen, um mögliche Leistungsstörungen herkömmlicher Discs auszugleichen, sind AV-Discs die einzige Option.

Es ist zu beachten, dass das Vorhandensein der Abkürzung AV in der Bezeichnung der Disc nicht bedeutet, dass sie zur Audio / Video-Klasse gehört. Dies muss im Reisepass der CD deutlich angegeben werden.

Diese Funktion wird jedoch im Allgemeinen nur benötigt, wenn mit qualitativ hochwertigen Videoinformationen gearbeitet wird, deren Empfangsrate ungefähr 10 Megabyte pro Sekunde und Kanal beträgt. Bei Soundsystemen ist die Geschwindigkeit eines einkanaligen 16-Bit-Streams mit einer Abtastrate von 48 kHz um zwei Größenordnungen niedriger und beträgt nur 94 Kilobyte pro Sekunde. Gleichzeitig ist fast keine Workstation in der Lage, gleichzeitig mit Hunderten von Kanälen zu arbeiten, so wie eine Festplatte nicht gleichzeitig eine so große Datenmenge verarbeiten kann, die sich in verschiedenen Teilen befindet. Bei echten Mehrkanal-Aufzeichnungsanwendungen auf eine Disc fällt der größte Teil des Overheads des Disc-Subsystems auf die Bewegung der Köpfe zwischen den Aufzeichnungsabschnitten und in keiner Weise auf die Datenübertragung selbst. Die geringe Geschwindigkeit von Audio-Streams macht es bequemer und zuverlässiger, sie im RAM des Computers zu speichern, wodurch die thermische Kalibrierung der Festplatte innerhalb von 0,5 bis 1 s kompensiert wird, anstatt teure und seltene Festplatten der AV-Klasse zu verwenden . Darüber hinaus hat die thermische Kalibrierung keinen merklichen Einfluss auf die Gleichmäßigkeit des Datenstroms auf nicht allen herkömmlichen Festplatten.

Eine “unregelmäßige” Datenübertragung kann auch auftreten, wenn das “falsche” Betriebssystem (DOS, Windows ohne 32-Bit-Festplattentreiber usw.), eine unzureichende Anzahl und Größe der Dateipuffer des Betriebssystems verwendet wird und das Aufzeichnungsprogramm unter Verwendung von Laufwerken niedriger Klasse mit einer Übertragungsrate in der Größenordnung von 1 bis 2 Megabyte pro Sekunde oder weniger, einer falschen Plattenverbindung usw. In beiden Fällen weisen diese Situationen normalerweise auf eine falsche Konfiguration der Systemhardware und -software hin.

Was ist eine digitale Audio-Workstation?

Was ist eine digitale Audio-Workstation?

DAW

Die Digital Audio Workstation (DAW) ist ein spezielles oder universelles Computersystem, das digitales Audio aufzeichnen, speichern, reproduzieren und verarbeiten kann. Spezialisierte Systeme konzentrieren sich ausschließlich auf die Arbeit mit digitalem Sound und werden in einer Vollversion produziert, die nur eine begrenzte oder gar keine Erweiterung zulässt. Universelle Systeme stellen einen gewöhnlichen Personal Computer dar, der mit Mitteln zur Audioeingabe / -ausgabe (DAC / ADC und / oder digitale Schnittstellen) und einer Reihe von Programmen für die Aufzeichnung, Wiedergabe und Verarbeitung ausgestattet ist. Darüber hinaus kann die Station andere Komponenten enthalten, beispielsweise digitale Verarbeitungshardwaremodule, Musiksynthesizer, CD-Rekorder usw.

DAW

Da jedes Computersystem eine Hauptquelle für hochfrequente Störungen ist, gibt es Probleme bei der Erzielung einer professionellen Klangqualität bei Verwendung des eingebauten ADC / DAC. In solchen Fällen ist es vorzuziehen, externe ADC / DAC-Module zu verwenden, die digitale Informationen in Echtzeit über universelle oder proprietäre digitale Schnittstellen bereitstellen und empfangen.

Welche Festplatten werden in Workstations verwendet?

Die meisten spezialisierten Workstations verwenden SCSI-Festplatten (Small Computer System Interface) zum Speichern von Sound, die zu einem universellen Standard geworden sind. Jedes gängige Computersystem kann diese Festplatten anschließen. Die Vorteile von SCSI sind die Universalität aller Computersysteme, die Möglichkeit, bis zu sieben Geräte (jedes, nicht nur eine Festplatte) an einen Controller anzuschließen, eine gute Arbitrage im Wettbewerb zwischen Geräten, die Intelligenz jedes Geräts und eine höhere Qualität Allgemeine Leistung, die Fähigkeit, eine Schnittstelle für die direkte Kommunikation zwischen zwei Stationen zu verwenden. … Zu den Nachteilen von SCSI zählen die hohen Kosten für Schnittstellen und Festplatten sowie die begrenzte Auswahl an verfügbaren Modellen.

In Computern wie IBM PCs sind Festplatten mit einer IDE-Schnittstelle (Integrated Drive Electronics) beliebter, die in anderen Systemen nicht weit verbreitet sind. Die Vorteile von IDE-Festplatten sind Einfachheit, gute Leistung, den meisten SCSI-Festplatten nicht unterlegen und in einigen Fällen überlegen, niedrige Kosten, Massenproduktion und eine breite Palette von Modellen. Nachteile: schlechte Leistung und Zuverlässigkeit von Modellen der unteren Klasse, die Möglichkeit, nur zwei Einheiten an einen Controller anzuschließen, die Unmöglichkeit der direkten Verbindung zweier Stationen, häufig die schlechteste Unterstützung von Controllern für Betriebssysteme.

Wie erfolgt die digitale Audioverarbeitung?

Wie erfolgt die digitale Audioverarbeitung?

Audio Processing

Digitales Audio wird durch mathematische Operationen verarbeitet, die auf einzelne Abtastwerte eines Signals oder auf Gruppen von Abtastwerten unterschiedlicher Länge angewendet werden.

Audio processing

Die durchgeführten mathematischen Operationen können die Arbeit herkömmlicher analoger Verarbeitungsverfahren simulieren (Mischen zweier Signale – Summe, Verstärkung / Dämpfung eines Signals – Multiplikation mit einer Konstanten, Modulation – Multiplikation mit einer Funktion usw.) oder alternative Methoden verwenden – zum Beispiel Zerlegung eines Signals in ein Spektrum (Fourier-Reihe), Korrektur einzelner Frequenzkomponenten, dann inverse “Assemblierung” des Signals aus dem Spektrum.

Die digitale Signalverarbeitung wird in linear (in Echtzeit bei einem “Live” -Signal) und nicht linear bei einem aufgezeichneten Signal unterteilt. Die lineare Verarbeitung erfordert eine ausreichende Geschwindigkeit des Computersystems (Prozessors). In einigen Fällen ist es unmöglich, die erforderliche Leistung und Qualität zu kombinieren, und dann wird eine vereinfachte Verarbeitung mit reduzierter Qualität verwendet. Die nichtlineare Verarbeitung ist zeitlich nicht begrenzt, daher können Recheneinrichtungen jeglicher Leistung verwendet werden, und die Verarbeitungszeit, insbesondere bei hoher Qualität, kann mehrere Minuten oder sogar Stunden erreichen.

Für die Verarbeitung werden sowohl Allzweckprozessoren (Intel 8035, 8051, 80×86, Motorola 68xxx, SPARC) als auch spezielle digitale Signalprozessoren (Digital Signal Processors, DSP) verwendet. Texas Instruments TMS xxx, Motorola 56xxx, Analog Devices ADSP- xxxx usw.

Der Unterschied zwischen einem Allzweckprozessor und einem DSP besteht darin, dass sich der erstere auf eine breite Klasse von Aufgaben konzentriert: wissenschaftlich, wirtschaftlich, logisch, spielerisch usw. und eine große Anzahl von Allzweckanweisungen enthält, in denen gemeinsame mathematische und logische Operationen herrschen vor. DSPs konzentrieren sich insbesondere auf die Signalverarbeitung und enthalten Sätze spezifischer Operationen: Begrenzungsaddition, Vektormultiplikation, Berechnung mathematischer Reihen usw. Die Implementierung selbst einfacher Audioverarbeitung auf einem Universalprozessor erfordert eine erhebliche Leistung und ist bei weitem nicht immer in Echtzeit möglich, während selbst einfache DSPs häufig mit relativ komplexer Echtzeitverarbeitung und DSPs fertig werden Leistungsstarke sind in der Lage, hochqualitative Spektren mehrerer Signale gleichzeitig zu verarbeiten.

Aufgrund ihrer Spezialisierung werden DSPs selten unabhängig voneinander verwendet. Meistens verfügt das Verarbeitungsgerät über einen universellen Durchschnittsleistungsprozessor zur Steuerung des gesamten Geräts, zum Empfangen / Senden von Informationen, zur Interaktion mit dem Benutzer und über einen oder mehrere DSPs zur Verarbeitung des Audiosignals. Um beispielsweise eine zuverlässige und schnelle Signalverarbeitung in Computersystemen zu implementieren, werden spezielle Karten mit DSP verwendet, durch die das verarbeitete Signal geleitet wird, während der Zentralprozessor des Computers nur Steuerungs- und Übertragungsfunktionen hat. .