Digital Audio – Qualitätsprobleme
Vor relativ kurzer Zeit wurde das Konzept “Multimedia” in unseren Diskurs aufgenommen, und jetzt wird der Computer zunehmend als Unterhaltungszentrum verwendet. Jetzt ist der Computer gezwungen, den darin vorhandenen Ton in Form von Zahlen wiederzugeben.
So wie einige Klangkenner über die Vorteile von “Röhren” -Sound gegenüber “Transistor” -Sound streiten, gibt es eine endlose Debatte darüber, was besser ist: digitaler oder analoger Sound. Versuchen wir es herauszufinden.
Für unsere Ohren sind Geräusche Luftschwingungen mit einer Frequenz von 20 Hz bis 20 kHz, und die Obergrenze hängt vom Alter ab: Bei Kindern sind es 22 bis 24 kHz, und im Alter nimmt die wahrgenommene Frequenz bis zu 8 ab -12 kHz.
Die Frequenzen der angegebenen Grenzen werden als Schwingungen wahrgenommen, höher, sie werden von einer Person nicht wahrgenommen.
Da jedoch nicht die gesamte Erkennungsbandbreite mit der gleichen Intensität verwendet wird, wird Sprache im Bereich von 500 bis 3500 Hz deutlich wahrgenommen. Für das Hören von Musik reicht dies jedoch nicht aus. Idealerweise sollte sich der wiedergegebene Ton nicht vom Schallfeld des Mikrofons unterscheiden. Das heißt, das Aufnahme- und Wiedergabegerät darf keine Verzerrungen innerhalb der Grenzen der menschlichen Wahrnehmung verursachen.
Der Ton, den wir vom Lautsprecher hören, wird während der Aufnahme elektromechanisch in ein elektrisches Signal umgewandelt. dann gibt es die Verstärkung und Verarbeitung des analogen elektrischen Signals; Analog-Digital-Wandlung; digitale Signalverarbeitung; Frequenzkorrektur; Aufnahmeverfahren.
Nachdem der digitalisierte Ton gespeichert und übertragen wurde. Während der Wiedergabe erfolgt zuerst die digitale Signalverarbeitung. folgt der Umstellung von digital auf analog; analoge Signalverarbeitung und -verstärkung; elektromechanische Umwandlung in Schallschwingungen.
Alle diese Verfahren führen zu eigenen Verzerrungen. Der Prozess der Aufnahme und Tonverarbeitung findet in der Regel auf Studiogeräten statt, die viel besser abschneiden als Heim-Audiogeräte. Obwohl es Verzerrungen gibt, sind sie daher erheblich geringer als die Verzerrungen, die von Heimgeräten in der Wiedergabephase verursacht werden. Bei der Amateur-Tonaufnahme treten Fehler in den Aufnahmestufen auf.
Die vom Studiomikrofon erzeugte elektromechanische Umwandlung erzeugt ein sehr schwaches Signal, das verstärkt werden muss.
Selbst unter den idealen Bedingungen eines professionellen Aufnahmestudios kann der Dynamikbereich der aufgenommenen Musik aufgrund von akustischem Rauschen enger sein als der von 16-Bit-Audio.
Bei der Aufnahme von mehreren Mikrofonen wird das Signal unbedingt verarbeitet: Kanallautstärkepegel werden ausgewählt, Rauschen wird gefiltert usw. Darüber hinaus wird der Dynamikbereich des Signals verringert, was zu einer signifikanten Zunahme des Rauschens führt. Ohne dieses Verfahren würde es jedoch unbefriedigend klingen, wenn die Aufnahme auf einem Heimcomputer wiedergegeben wird.
Der Schallweg hat seine eigenen Verzerrungen, die in drei Gruppen unterteilt werden können:
1. Lineare Verzerrungen werden durch die Amplituden-Frequenz-Charakteristik des Schallwegs verursacht und sind eine Änderung des Verhältnisses der Amplituden und Phasen verschiedener Frequenzkomponenten. Frequenzen, die ursprünglich im Signal fehlten, werden nicht angezeigt.
2. Nichtlineare Verzerrung: Eine Änderung der Form des ursprünglichen Signals, die zum Auftreten von Frequenzen führt, die im eingehenden Signal fehlen, aber davon abhängen.
3. Interferenz: Das Auftreten seltsamer Frequenzen im Schallpfad, die nicht mit dem Nutzsignal verbunden sind. Störungen treten beispielsweise durch elektromagnetische Störungen, Eindringen der Frequenz der Versorgungsspannung usw. in den Schallweg auf.
Alle diese Verzerrungen treten jedoch nur in analogen Schaltkreisen auf (daher bringen Spekulationen über den Frequenzgang eines digitalen Ausgangs Spezialisten zum Lächeln). Vergessen Sie jedoch nicht die oberflächlichen Mängel von CDs, DVDs und anderen optischen Speichermedien, die Ton speichern und zu Datenverlust führen.
Die Digitalisierung des Signals ist auch mit einer starken Verzerrung verbunden, aber lassen Sie uns zunächst den Unterschied zwischen analogen und digitalen Signalen betrachten.
In einem analogen Signal ändert sich die Spannung gleichmäßig mit der Zeit, das Signal ist kontinuierlich. Das digitale Signal ist diskret, sein Wert ändert sich sofort. Darüber hinaus manifestiert sich Diskretion sowohl im Frequenz- als auch im Amplitudenbereich. Jede Änderung des Signalwerts wird abgetastet, und als Ergebnis werden die Werte auf die nächste ganze Zahl gerundet.