Audiokodierung.
Digitales Audio ist ein analoges Audiosignal, das durch diskrete numerische Werte seiner Amplitude dargestellt wird.
Die Tondigitalisierung ist eine Technologie mit einem geteilten Zeitschritt und anschließender Aufzeichnung der in numerischer Form erhaltenen Werte.
Ein anderer Name für die Digitalisierung von Audio ist Analog-Digital-Audio-Konvertierung.
Die Sounddigitalisierung umfasst zwei Prozesse:
Probe (Probe) ein Signal über die Zeit
Amplitudenquantifizierungsprozess.
In der Zwischenzeit besteht kein Grund zur Sorge. ”
Diskretisierung der Zeit.
In der Zwischenzeit besteht kein Grund zur Sorge. ”
Der Zeitabtastprozess ist der Prozess des Erhaltens der Werte des Signals, das konvertiert wird, mit einem bestimmten Zeitschritt: dem Abtastschritt. Die Anzahl der Messungen der Größe des Signals, die in einer Sekunde durchgeführt werden, wird als Abtastfrequenz oder Abtastrate oder Abtastfrequenz (von der englischen “Abtastung” – “Abtastung”) bezeichnet. Je niedriger der Abtastschritt ist, desto höher ist die Abtastfrequenz und desto genauer wird das Signal dargestellt, das wir erhalten.
Dies wird durch Kotelnikovs Theorem bestätigt (in der ausländischen Literatur wird es als Shannons Theorem Shannon gefunden). Ihm zufolge kann ein analoges Signal mit einem begrenzten Spektrum durch eine diskrete Folge von Werten seiner Amplitude genau beschrieben werden, wenn diese Werte mit einer Frequenz aufgenommen werden, die mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste Frequenz im Spektrum des Signals. Das heißt, ein analoges Signal, bei dem die höchste Frequenz des Spektrums F m ist, kann durch eine Folge von diskreten Amplitudenwerten genau dargestellt werden, wenn F d> 2 F m für die Abtastfrequenz F d erfüllt ist.
In der Praxis bedeutet dies, dass die ausgewählte Abtastrate mindestens 40 kHz betragen muss, damit das digitalisierte Signal Informationen über den gesamten hörbaren Frequenzbereich des ursprünglichen analogen Signals (0 bis 20 kHz) enthält. Die Anzahl der Amplitudenmessungen pro Sekunde wird als Abtastrate bezeichnet (wenn der Abtastschritt konstant ist).
Die Hauptschwierigkeit der Digitalisierung ist die Unfähigkeit, die gemessenen Signalwerte mit perfekter Präzision aufzuzeichnen.
Analog-Digital-Wandler (ADC).
In der Zwischenzeit besteht kein Grund zur Sorge. ”
Der obige Vorgang zum Digitalisieren von Ton wird unter Verwendung von Analog-Digital-Wandlern (ADCs) durchgeführt.
Diese Transformation umfasst die folgenden Operationen:
Die Bandbreitenbegrenzung erfolgt durch ein Tiefpassfilter, um Spektralkomponenten zu unterdrücken, die mehr als die Hälfte der Abtastrate betragen.
Zeitdiskretisierung, dh Ersetzung eines kontinuierlichen Analogsignals durch eine Folge seiner Werte zu diskreten Zeitpunkten: Abtastwerte. Dieses Problem wird durch die Verwendung einer speziellen Schaltung am Eingang des ADC gelöst – einer Abtast- und Haltevorrichtung.
Die Pegelquantisierung ist das Ersetzen des Referenzwerts des Signals durch den nächsten Wert eines Satzes fester Werte: Quantisierungspegel.
Codierung oder Digitalisierung, wodurch der Wert jeder quantisierten Probe als eine Zahl dargestellt wird, die der Ordnungszahl der Quantisierungsstufe entspricht.
Dies geschieht wie folgt: Ein kontinuierliches analoges Signal wird in Abschnitte mit einer Abtastrate “geschnitten”, ein diskretes digitales Signal wird erhalten, das einen Quantisierungsprozess mit einer bestimmten Bittiefe durchläuft und dann codiert wird. Das heißt, es wird durch eine Folge von Codesymbolen ersetzt. Um Ton in einem Frequenzband von 20 bis 20.000 Hz aufzunehmen, ist eine Abtastfrequenz von 44,1 und höher erforderlich (heute gibt es ADCs und DACs mit einer Abtastfrequenz von 192 und sogar 384 kHz). Um eine qualitativ hochwertige Aufnahme zu erhalten, reichen 16 Bit aus. Um jedoch den Dynamikbereich zu erweitern und die Qualität der Tonaufnahme zu verbessern, werden 24 (seltener 32) Bit verwendet.
In der Zwischenzeit besteht kein Grund zur Sorge. ”
Codierungsmethoden.
Frequenzmodulation.
Klangcodierungsmethoden (natürlich meinen wir das vom Mikrofon kommende elektrische Signal) basieren auf der Tatsache, dass theoretisch jeder komplexe Klang in eine Folge der einfachsten harmonischen Signale mit jeweils unterschiedlichen Frequenzen zerlegt werden kann Eine davon ist eine Sinuskurve, die als ursprüngliches Signalspektrum bezeichnet wird. Die Aufgabe des Codierens von Ton besteht wie bei jedem anderen analogen Signal darin, ihn in Form eines anderen analogen oder digitalen Signals darzustellen, das für die Übertragung oder Speicherung in jedem speziellen Fall bequemer ist.
