Analoges oder digitales Audio?


Free Download Mp4Gain
picture

Analoges oder digitales Audio?

Analog vs. Digital Audio

Mechanische, elektromechanische, optische und magnetische Aufzeichnungen waren ursprünglich analoge Aufzeichnungsmethoden: Aufzeichnen und Wiedergeben von Schallschwingungen in ihrer natürlichen Form (Wellen).

ANALOG vs. DIGITAL AUDIO

Viele Leute glauben, dass es keine bessere Tonaufnahme als analog gibt. Der warme analoge Klang des Magnetbandes ist der Standard der besten Audioaufnahmen für die ganze Menschheit. Jeder, von Elvis Presley und den Beatles bis zu den neuesten elektronischen Musikern, hat analoge Tonbandaufnahmen oder -emulationen verwendet und verwendet diese, um ihre Musik zu erstellen.

Analoge Aufnahmen sind jedoch nicht die genaueste Methode, um Ton aufzunehmen. Eher das Schönste. Analoger Klang ist für das menschliche Ohr angenehm, da “warme” Harmonische vorhanden sind, bei denen es sich tatsächlich um Klangverzerrungen handelt. Das genaueste Prinzip der Tonaufnahme ist heute die digitale Aufnahme.

Der Vater des digitalen Klangs war die 25-jährige Volodya Kotelnikov, die ihn 1933 schuf. Der berühmte “Berichtssatz” (auch als “Kotelnikovs Satz” oder “Nyquist-Shannon-Satz” bekannt). Dieser Satz war der Anfang von Die Schaffung des Prinzips der Digitalisierung von Ton: Codierung eines Audiosignals in Bits, dh Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales. Die Erstellung der uns bekannten CDs dauerte nur 49 Jahre. Der CD-Standard, das erste am weitesten verbreitete digitale Audiomedium der Welt wurde es erst 1982 adoptiert.

Eine vollständige Liste der heute verwendeten Arten der digitalen Tonaufzeichnung umfasst die digitale Magnetaufzeichnung (Format: DAT-Kassette), die magnetooptische Aufzeichnung (miniDisc-Format), die Laseraufzeichnung (CD-, SACD-Formate) und die digitale Aufzeichnung optisch (Dolby Digital)

Die Entwicklung von Computern und digitaler Technologie hat enorme Möglichkeiten für die Verarbeitung und Aufnahme von Ton eröffnet. Riesige analoge Studios mit unzähligen Multi-Kilogramm-Aufnahmegeräten, Konsolen und Soundprozessoren werden durch virtuelle Studios ersetzt, die in die Systemeinheit des Computers passen.

Um Ton auf einem Computer verarbeiten zu können, muss er zuerst in einem digitalen, codierten Format aufgezeichnet werden. Das analoge Signal wird von einem Analog-Digital-Wandler (ADC) codiert. Um die Aufnahme wiederzugeben, müssen Sie die Digital-Analog-Audiokonvertierung mithilfe eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) umkehren. Der DAC und der ADC sind Teil der Computer-Soundkarte und anderer digitaler Audiogeräte. Die Qualität der Tonaufnahme und -wiedergabe hängt stark von der Qualität des DAC und des ADC ab.

DAC und ADC

Die Hauptparameter des digitalen Klangs sind Abtastrate und Bittiefe. Sowohl die Qualität des digitalisierten Tons als auch die Größe der aufgenommenen Datei hängen direkt davon ab.

Abtastrate (Abtastung)

Die analoge Aufnahme beginnt mit dem Drücken der Taste “Aufnahme” und endet mit dem Drücken der Taste “Stopp”. Die digitale Aufnahme ist diskret. Es besteht aus vielen Aufzeichnungsfragmenten (Samples), die nacheinander folgen. Die Anzahl der pro Sekunde protokollierten Proben entspricht der Abtastrate. Es wird in Hertz berechnet. Die Abtastrate von 44 100 Hz (Standard für CD) bedeutet, dass das Audiosignal 44 100 Mal pro Sekunde gemessen wird. Je niedriger die Abtastfrequenz ist, desto kleiner ist das aufgezeichnete Frequenzspektrum. Je höher die Abtastfrequenz des Quellmaterials ist, desto höher ist die Qualität und desto größer ist die Dateigröße. Wenn Sie telefonieren, hören Sie nur einen kleinen mittleren Bereich. Dies liegt daran, dass die Abtastrate für Telefonanrufe nur 8.000 Hz beträgt. Um einen Frequenzbereich zu übertragen, den das Ohr einer durchschnittlichen Person hört und Heimstereos sendet, sind 40.000 Hz ausreichend. Wenn der Unterschied in der Klangqualität zwischen 32 und 44,1 kHz offensichtlich ist, ist der Qualitätsunterschied zwischen den beiden verschiedenen Frequenzen umso weniger oder gar nicht wahrnehmbar für das Ohr, je höher die Abtastfrequenz ist. Eine höhere Abtastrate beschreibt den Schall genauer, beschreibt aber gleichzeitig die Frequenzen, die das menschliche Ohr nicht mehr hören kann, obwohl Änderungen des Schalls im unhörbaren Frequenzbereich immer noch die hörbaren Frequenzen beeinflussen können Diese Studioaufnahme wird mit einer höheren Abtastrate durchgeführt. Da Consumer-Geräte in erster Linie für die Wiedergabe von Ton mit einer Abtastrate von 44,1 kHz ausgelegt sind, wird die Aufnahme nach Abschluss der Aufnahme nach einem allgemein anerkannten Standard neu codiert. Wenn der Unterschied in der Klangqualität zwischen 32 und 44,1 kHz offensichtlich ist, ist der Qualitätsunterschied zwischen den beiden verschiedenen Frequenzen umso weniger oder gar nicht wahrnehmbar für das Ohr, je höher die Abtastfrequenz ist.


Free Download Mp4Gain
picture

Analoges Audio und digitales Audio

Analoges Audio und digitales Audio

Analog vs Digital Audio

Eine Schallwelle ist eine Art komplexe Funktion, die Abhängigkeit der Amplitude einer Schallwelle von der Zeit.

Analog Audio vs. Digital Audio

Die in der Schallwelle enthaltenen Informationen werden nicht durch die Parameter des Mediums, in dem sich die elastische Welle ausbreitet, und die Schwingungsparameter (Amplitude und Frequenz, Ton und Harmonische) bestimmt.

Jede Form der Aufzeichnung (mechanisch und Skye, magnetisch, optisch, Laser) basiert auf der vorherigen Umwandlung der Schallwelle in einen elektrischen Wechselstrom mit den gleichen Parametern der Schwingungen (über ein Mikrofon).

Analoger Ton wird auf dem Gerät als kontinuierliches elektrisches Signal dargestellt.

Die Klangqualität hängt von der Wiedergabetreue der Wellenform ab, die sehr schwer aufrechtzuerhalten ist.

Bis 1982 konsumierte die Welt “Dosenmusik” nur von analogen Medien: Schallplatten und Magnetbändern.

Gute Schallplatten, die mit guter Ausrüstung gespielt wurden, boten eine hervorragende Klangqualität, die sich leider bei jedem Hören aufgrund mechanischer Abnutzung ein wenig verschlechterte, wenn sich der Stift entlang der Klangrille in den Klang bewegte Staub, der alles durchdrang.

Bandrekorder erforderten präzise Leseköpfe und hohe Bandvorschubgeschwindigkeiten, um eine reibungslose Wiedergabe zu gewährleisten. Mit der Zeit entmagnetisierte sich das Band, die Magnetschicht brach zusammen.

Der Hauptnachteil der analogen Audioaufnahme ist jedoch der unvermeidliche Qualitätsverlust beim Kopieren.

Das Geheimnis der Trigonometrie

Nach der Theorie des Mathematikers Jean Baptiste Fourier kann eine Schallwelle als ein darin enthaltenes Frequenzspektrum dargestellt werden.

Die Frequenzkomponenten des Spektrums sind sinusförmige Schwingungen (reine Töne), von denen jede ihre eigene Amplitude und Frequenz hat.

Nach dem Satz von Kotelnikov kann jede Schwingung, selbst die komplexeste Form (zum Beispiel eine menschliche Stimme), eindeutig und ohne Verlust aus ihren diskreten Abtastwerten mit einer Frequenz wiederhergestellt werden, die der doppelten Maximalfrequenz entspricht.

Vladimir Aleksandrovich Kotelnikov (1908-2005) – ein bekannter sowjetischer und russischer Wissenschaftler auf dem Gebiet der Funktechnik, Funkkommunikation und Radioastronomie.

Überwachung . Das Signal mit endlicher Dauer hat ein unendlich breites Spektrum. Wenn ein Signal mit einer endlichen Dauer abgetastet wird, ist es daher unmöglich, es ohne Qualitätsverlust aus den Abtastwerten wiederherzustellen.

Digitalisierung von Audioinformationen

Die Digitalisierung von Schall ist die Aufzeichnung der Amplitude des Signals in bestimmten Intervallen und die Aufzeichnung der Amplitudenwerte, die in Form gerundeter digitaler Werte erhalten werden.
Jeder Computer enthält ein Motherboard und einen Audioadapter (Soundkarte).

Zu den Soundkarten gehören: ADC (Analog-Digital-Wandler), Synthesizer, Mixer, DAC-Verstärker (Digital-Analog-Wandler), MIDI-Schnittstellenanschluss für Spielgeräte.

Um digitalen Ton aufzunehmen, erzeugt der ADC:

zeitliche Abtastung eines kontinuierlichen Signals (bestimmt den Wert der Amplitude des Signals mit der Frequenz, die erforderlich ist, um seine ursprüngliche Form wiederherzustellen = die doppelte maximale Frequenz der Schallwelle);

Quantisierung durch die Pegel der gemessenen Signalwerte (bestimmt die Anzahl der festen Werte (Pegel, Abstufungen) der Amplitude des Signals);

Signalcodierung (Schreiben in ein Binärzahlensystem).

Der umgekehrte Vorgang wird vom DAC (Digital-Analog-Wandler) ausgeführt.

Bitrate

Bitrate (Bitrate): buchstäblich Informationsbits der Übertragungsrate.

Die Bitrate ist die effektive Informationsübertragungsrate durch den Kanal (die Übertragungsrate von “nützlichen Informationen” zusätzlich zu den Dienstinformationen), ausgedrückt in Kilobit pro Sekunde (Kilobit pro Sekunde, kbps).

In verlustbehafteten Komprimierungsvideo- und Audioübertragungsformaten drückt der Bitratenparameter den Komprimierungsgrad des Streams aus und bestimmt somit die Größe des Kanals, für den der Datenstrom komprimiert wird.

P-Modus-Komprimierungsdatenstrom:

mit konstanter Bitrate (konstante Bitrate, CBR) – Die erforderliche Bitrate wird anfänglich eingestellt, die sich in der gesamten Datei nicht ändert. Es ermöglicht eine recht genaue Vorhersage der endgültigen Dateigröße, bietet jedoch kein optimales Verhältnis von Größe zu Qualität für Musikwerke, deren Klang sich im Laufe der Zeit dynamisch ändert.

mit variabler Bitrate (VBR): Der Codec ändert den Wert der Bitrate basierend auf dem gewünschten Qualitätsniveau gemäß dem psychoakustischen Modell. Es bietet die beste Qualität der Ausgabedatei, ist jedoch nicht vorhersehbar (es kann sich mehrmals unterscheiden).

mit einer durchschnittlichen Bitrate (ABR): eine Mischung aus konstanten und variablen Bitraten: Der Benutzer stellt die Bitrate in kbit / s ein und das Programm variiert sie innerhalb bestimmter Grenzen.