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AUDIO-FORMATE: LP ZU MP3

Tonaufnahme in “digital”

Schall ist von Natur aus eine oszillierende Bewegung von Partikeln in einem elastischen Medium, die sich in Form von Wellen ausbreitet. Nachdem klar wurde, dass Schall solche Schwingungen darstellt, kam die Idee auf, sie aufzuzeichnen, indem die Form auf festem Material wiederholt wurde. So schuf Thomas Edison 1877 einen Phonographen, ein Gerät zur mechanischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Ton. Und 1888 erfand der Deutsche E. Berliner das Grammophon – die Ära der Schallplatten begann, die zu den ersten massiven Trägern von Audioinformationen wurde. Nachdem der Mensch die Gesetze des Elektromagnetismus studiert hatte, machte er erfolgreiche Experimente, um Schallwellen in elektromagnetische Wellen umzuwandeln und zu bewahren. So entstand das Magnetband, das sich Mitte des 20. Jahrhunderts verbreitete.

Damit die digitale Technologie Ton speichern, verarbeiten und wiedergeben kann, wird er von einem Analog-Digital-Wandler (ADC) in digitale Form umgewandelt, der ein analoges Signal in eine Folge von Zahlen umwandelt. Dies wird als Pulscodemodulation (PCM oder PCM) bezeichnet. Das passiert so: Der ADC misst mehrmals pro Sekunde die Amplitude des analogen Signals und gibt die Ergebnisse in Form von Zahlen aus. Das Messergebnis stimmt jedoch nicht genau mit einem kontinuierlichen elektrischen Signal überein: Es hängt von der Anzahl der Messungen und ihrer Genauigkeit ab.

Die Frequenz, mit der Messungen durchgeführt werden, wird als Abtastrate bezeichnet, und die Genauigkeit der Amplitudenmessung gibt die Anzahl der Bits an, die zur Anzeige des Messergebnisses verwendet werden. Dieser Parameter wird als Bitness bezeichnet. Wenn beispielsweise die Abtastfrequenz 44,1 kHz beträgt, bedeutet dies, dass das Signal 44 100 Mal pro Sekunde gemessen wird. Damit das analoge Signal aus seinen Samples genau rekonstruiert werden kann, muss die Samplerate doppelt so hoch sein wie die maximale Audiofrequenz. Das heißt, wenn das analoge Signal Frequenzkomponenten von 0 Hz bis 20 Hz enthält, muss die Frequenz seiner Abtastung mindestens 40 kHz betragen.

Digitale Audioformate

Damit digitalisierter Ton gespeichert, übertragen und konvertiert werden kann, müssen bestimmte digitale Klangstandards – Audioformate – vorhanden sein. Heutzutage gibt es viele solcher Formate, von denen jedes seinen eigenen Soundverarbeitungsalgorithmus verwendet. Sie unterscheiden sich auch in den Informationsträgern. Die beliebtesten und heute im Bereich des Heimgebrauchs am weitesten verbreiteten Musik-CDs – CDs. Relativ neue Aufnahmeformate sind auch Super Audio Compact Disk (SACD) und DVD-Audio (oder einfach DVD-A) erschienen. Auch Formate, die digitale Datenkomprimierung verwenden, sind weit verbreitet. Das beliebteste unter ihnen ist MPEG-1/2 / 2.5 Layer 3 (MP3). Microsoft hielt sich auch nicht von der Soundbranche fern, da es einen eigenen Komprimierungsalgorithmus entwickelte: WMA,

CD

Es wurde 1979 von Philips und Bayer gegründet. Das als “Red Book” bekannte Festplattenspeicherformat ermöglicht die Aufnahme von 2-Kanal-Audio mit 16-Bit-Pulscodemodulation (PCM) und einer Abtastrate von 44,1 kHz. Die Massenproduktion von CDs begann 1982 in Deutschland. Die ersten CDs enthielten bis zu 650 Megabyte an Informationen, was 74 Minuten Audio entspricht. Es wird davon ausgegangen, dass die Entwickler dieses Volumen so berechnet haben, dass es zu Beethovens Neunter Symphonie, dem beliebtesten Musikstück Japans 1979, auf einem Kompakt passt. Seit etwa 2000 sind Discs mit einer Lautstärke von 700 Megabyte, die 80 Minuten Audio aufnehmen, und 800 Megabyte, 90 Minuten, häufiger geworden.

Vorteile: weit verbreitet, kompatibel mit einer Vielzahl von Geräten, akzeptable Klangqualität.
Nachteile: Mangelnde Mehrkanalunterstützung.

Komprimierte Audioformate

Die wissenschaftliche Entwicklung des Kompressionsalgorithmus erfolgt seit Ende der 1970er Jahre, und der allgemeine Standard wurde 1994 am Fraunhofer-Institut (Deutschland) genehmigt. Die Signalcodierungstechnologie verfügt über einen Mechanismus zum Ignorieren von Schallfrequenzen, die vom menschlichen Ohr nicht unterschieden werden können. Und die unterscheidbaren, dh die übrigen, schrumpfen. Komprimierungsrate: Die Bitrate (die Informationsmenge in einer Zeiteinheit; je niedriger die Bitrate, desto weniger Informationen befinden sich in der Datei) kann zwischen 8 und 320 kbps liegen (der Datenstrom einer normalen CD) beträgt 1411,2 kbps bei einer Abtastrate von 44100 Hz). Es sollte beachtet werden, dass es für einen unerfahrenen Hörer ziemlich schwierig sein wird, diese Verluste zu hören, insbesondere wenn die Codierung mit einer hohen Bitrate erfolgt. Eine Musikkomposition im MP3-Format, die mit einer ziemlich akzeptablen Qualität aufgenommen wurde, “wiegt” etwa zehnmal weniger als unkomprimiert.