Tag: ist digitaler Audioausgang dasselbe wie Toslink

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Das Problem, die Länge von aufnehmbarem Audio zu finden

Audio wird 11.000 Mal pro Sekunde abgetastet und jeder abgetastete Wert wird als 8-Bit-Daten aufgezeichnet.

Was ist derzeit die maximale Audiolänge, die im Flash-Speicher mit einer Kapazität von 512 x 10 6 Byte aufgezeichnet werden kann?

A 77 B 96 C 775 D 969

Als nächstes stellt sich die Frage nach der Länge des Audiomaterials, das aufgezeichnet werden kann. Mit den bisher erworbenen Kenntnissen lässt sich leicht eine Berechnungsmethode finden. Die Denkweise beim Rechnen ist unten dargestellt.

Da pro Sekunde 11.000 Abtastungen genommen werden und jedes als 8 Bit = 1 Byte Daten aufgezeichnet wird, beträgt die Datenmenge pro Sekunde 11.000 x 1 = 11.000 Byte.
Da die Kapazität des Flash-Speichers 512 x 10 6 Byte beträgt, können Daten von 512 x 10 6 ÷ 11000 = 46545,45 … Sekunden aufgezeichnet werden.
Da die Antwort in Minuten erhalten wird, ist 46545,45 … ÷ 60 = 775,75 … Minuten.
Da die Frage “maximale Anzahl von Minuten” lautet, beträgt das Maximum 775 Minuten, wobei der Bruchteil von 775,75 … abgerundet wird, und Option c ist die richtige Antwort.

richtige Antwort Hase

Problem beim Finden des Abtastintervalls
Frage 4 (Herbst 2016)
Wenn das Audio mit dem PCM-Verfahren abgetastet, in 8-Bit-Digitaldaten umgewandelt und in Echtzeit ohne Komprimierung übertragen wurde, betrug die Übertragungsrate 64.000 Bit/s. Wie viele Mikrosekunden beträgt das Abtastintervall zu diesem Zeitpunkt?

A 15,6 B 46,8 C 125 D 128

Die Frage ist nun, das Abtastintervall (wie viele Sekunden abzutasten) zu ermitteln.

Die “Übertragungsrate” ist beteiligt, aber da das Audio in Echtzeit übertragen wurde, entsprechen 64000 Bit / Sekunde der codierten Kapazität pro Sekunde. Wenn Sie das wissen, können Sie mit Ihren bisherigen Kenntnissen eine Berechnungsmethode finden.

Die Denkweise beim Rechnen ist unten dargestellt.

Da es 64000 Bits pro Sekunde gibt und die Größe der codierten Daten 8 Bits beträgt, beträgt die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde 64000 ÷ 8 = 8000 Mal.
Da pro Sekunde 8000 Proben genommen wurden, beträgt das Zeitintervall 1 ÷ 8000 = 0,000125 Sekunden.
Da die Frage “wie viele Mikrosekunden?” lautet, lautet die richtige Antwort 125 Mikrosekunden, was 0,000125 Sekunden in Mikrosekunden entspricht.

richtige Antwort Hase

Problem beim Finden der Pufferzeit
Q31 (Herbst 2014)
Um 2,4 Mbyte Audiodaten mit 192 kbit/s Codierungsgeschwindigkeit ohne Unterbrechung während des Downloads über ein Netzwerk mit 128 kbit/s Kommunikationsgeschwindigkeit abzuspielen, Pufferung der Daten vor dem Start der Wiedergabe Wie viele Sekunden brauchen Sie in weniger?

A 50 B 100 C 150 D 250

Lassen Sie uns schließlich ein Problem mit einer etwas anderen Fellfarbe beheben. Das Auffinden der Pufferzeit beim Herunterladen digitalisierter Audiodaten ist ein Problem.

Beim Puffern werden einige Daten heruntergeladen, bevor mit dem Spielen begonnen wird. Auf diese Weise können Sie das Audio ohne Unterbrechungen wiedergeben, auch wenn die Download-Geschwindigkeit langsam ist.

Die Idee bei der Berechnung ist unten gezeigt, also überprüfen Sie bitte jede einzelne sorgfältig. Hier ist M = 1000 k.

Eine Coderate von 192 kbit/s bedeutet, dass die digitalisierte Datenmenge 192 kbit pro Sekunde beträgt.
Die Gesamtdatenmenge beträgt 2,4 MByte = 2,4 M x 8 = 19,2 M Bit, was in Sekunden als 19,2 M 192 k = 19200 k ÷ 192 k = 100 Sekunden ausgedrückt wird.
Da die Kommunikationsgeschwindigkeit 128 kbit/s beträgt, können Daten von 128 k x 100 = 12800 kbit in 100 Sekunden übertragen werden.
Da jedoch die Gesamtdatenkapazität 19,2 Mbit = 19200 kbit beträgt, muss die Differenz von 19200 kbit – 12800 kbit = 6400 kbit Daten vorher gepuffert werden.
Da die Kommunikationsgeschwindigkeit 128 kbit/s beträgt, dauert es 6400 k ÷ 128 k = 50 Sekunden, um die 6400 kbit Daten zu puffern.
Aus dem oben Gesagten beträgt die Pufferzeit 50 Sekunden und Option A ist die richtige Antwort.

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Probenahme, Quantifizierung, Kodierung

Das Rechenproblem der Sprachabtastung besteht darin, analoge Daten (glatte und kontinuierliche Daten), wie beispielsweise rohe Sprache und Musik, in digitale Daten (diskontinuierliche und diskontinuierliche Daten) umzuwandeln, die von einem Computer verarbeitet werden können.

In einem bekannten Beispiel sind auf einer CD (Compact Disc) aufgezeichnete Musik analoge Daten, die in digitale Daten umgewandelt wurden.
Ziel ist es, Rechenprobleme bei der Sprachabtastung zu lösen, den Begriff “Abtastung”, “Quantisierung”, “Kodierung” zu verstehen. Lassen Sie uns eine allgemeine CD als Beispiel verwenden, um die Bedeutung jedes Begriffs zu erklären.

Was ist “Probenahme”?
Es besteht darin, Daten aus analogen Signalen zu sammeln, indem sie in regelmäßigen Zeitintervallen geteilt werden. Dieses Zeitintervall wird als “Abtastrate” bezeichnet und in Einheiten von Hz (Hertz) ausgedrückt. Einmal pro Sekunde ist 1 Hz.
Die Abtastfrequenz der CD beträgt 44,1 kHz (Kilohertz) und die Daten werden 44,1 x 1000 = 44100 Mal pro Sekunde erfasst.
Was ist “Quantifizierung”?
Es besteht darin, die durch Stichproben gesammelten Daten in numerische Werte umzuwandeln. Die Größe dieser Zahl wird “Quantisierungsbitzahl” genannt.
Die Anzahl der Quantisierungsbits auf einer CD beträgt 16 Bit (16 Stellen im Binärformat).
Was ist “kodieren”?
Es besteht darin, den durch Quantifizierung erhaltenen Zahlenwert in ein bestimmtes Format zu bringen. Das Format “PCM (Pulse Code Modulation)” codiert 16-Bit-quantisierte Daten in ihrer ursprünglichen Form.
Sobald Sie die Bedeutung der Begriffe verstanden haben, wird als Beispiel für die Berechnung die Datenmenge beim Digitalisieren von Musik mit einer 5-Minuten-Wiedergabezeit bei 44,1 kHz Abtastrate, 16-Bit-Quantisierungsbitzahl, PCM-Format, Stereo (2ch) , Finden wir es in Einheiten von M-Byte (Megabyte). Hier ist 1 Mbyte = 1.000.000 Byte. Die Denkweise beim Rechnen ist unten dargestellt.

Es ist nur eine Multiplikation, aber verstehen Sie die Berechnungsmethode, indem Sie sie mit der Bedeutung des Begriffs in Verbindung bringen.

Fünf Minuten Spielzeit sind 5 x 60 = 300 Sekunden.
Da die Abtastrate 44,1 kHz beträgt, werden die Daten 44,1 x 1000 = 44100 Mal pro Sekunde erfasst.
Daher werden die Daten 300 x 44.100 = 13230.000 Mal in 5 Minuten gesammelt.
Die Anzahl der 16-Bit-Quantisierungsbits beträgt 8 Bit = 1 Byte, also 16 Bit = 2 Byte.
Da sie im PCM-Format vorliegen, werden diese 2-Byte-Daten unverändert in den Code umgewandelt.
Da eine Datensammlung ein 2-Byte-Code ist, haben 13230.000 Datensammlungen eine Kapazität von 2 x 13230000 = 26460000 Byte.
Da es sich um Stereo (2 Kanäle) handelt, gibt es zwei Daten gleicher Kapazität (eine für den linken Kanal und eine für den rechten Kanal) und die Gesamtkapazität beträgt 26460000 x 2 = 52920000 Bytes.
Da 1 Mbyte = 1.000.000 Byte, 5.292.000 Byte = 52,92 MByte.
PR
Das Problem, die Datenmenge zu finden
Q26 (Frühjahr 2012)
Wenn ein 60-minütiges (monaurales) Audiosignal mit dem PCM-Verfahren mit einer Abtastrate von 44,1 kHz und einer Quantisierungsbitrate von 16 Bit digitalisiert wird, wie viele Mbyte an Daten sind dann vorhanden? Hier wird angenommen, dass die Daten unkomprimiert sind.
A 80 B 160 C 320 D 640

Lassen Sie uns nun das obige Problem der Sprachabtastung lösen. Das erste ist ein Problem, das mit der gleichen Vorgehensweise wie im oben gezeigten Rechenbeispiel gelöst werden kann. Die Denkweise beim Rechnen ist unten dargestellt.

M (Mega) kann 1000 x 1000 = 1000000 oder 1024 x 1024 = 1048576 sein, was in dieser Zahl nicht gezeigt wird. Hier wird es als 1.000 x 1.000 = 1.000.000 berechnet.

Das Audiosignal für 60 Minuten beträgt 60 x 60 = 3600 Sekunden.
Da die Abtastrate (Abtastrate) 44,1 kHz beträgt, werden die Daten 44,1 x 1000 = 44100 Mal pro Sekunde erfasst.
Daher 3600 x 44100 = 158760000 Mal Datenerfassung in 60 Minuten.
Die Anzahl der Quantisierungsbits beträgt 16 Bit, das sind 8 Bit = 1 Byte, also 16 Bit = 2 Byte.
Da sie im PCM-Format vorliegen, werden diese 2-Byte-Daten unverändert in den Code umgewandelt.
Da eine Datensammlung ein 2-Byte-Code ist, haben die Datensammlungen 158760000 eine Kapazität von 2 x 158760000 = 317520000 Byte.
Da er monaural (nicht stereo) ist, beträgt die Gesamtkapazität 317520000 Byte.
Angenommen, 1 Mbyte = 1.000.000 Byte, 317520000 = 317,52 Mbyte.
Da die Frage “wie viele MByte?” lautet, lautet die richtige Antwort 320 MByte, was fast 317,52 MByte entspricht.

Abtastung, Abtastrate, Abtastformat und Bitrate

Die Hauptfunktion der Audioschnittstelle besteht darin, das Signal zwischen analogen und digitalen Formaten zu konvertieren.

Wie oben erwähnt, haben echte Klänge endlose Möglichkeiten für Tonhöhe, Lautstärke und Dauer. Computer können keine unendlichen Informationen verarbeiten, daher müssen Audiosignale umgewandelt werden, bevor sie verwendet werden können.
Computer-annäherte Wellenform
Quelle: pcm.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pcm.svg Abgerufen von.
Abbildung 1.1 Computer-annäherte Wellenform

Die Abbildung in Abbildung 1.1, “Computer-annäherte Wellenformen”, veranschaulicht die Situation. Die rote Wellenform zeigt die vom Sänger oder akustischen Instrument erzeugten Schallwellen. Der Computer kann die allmähliche Veränderung der roten Wellen nicht verarbeiten. Der Computer sollte die im grau schattierten Bereich der Abbildung angezeigte Näherung verwenden. Diese Abbildung ist ein übertriebenes Beispiel und entspricht nicht der tatsächlichen Aufnahme.
Die Konvertierung zwischen analogen und digitalen Signalen zeigt den Unterschied zwischen minderwertigen und hochwertigen Audio-Interfaces. Die Abtastrate und das Abtastformat steuern die Menge der vom Computer gespeicherten Audioinformationen. Je mehr Informationen gespeichert werden, desto besser kann sich das Audiointerface dem ursprünglichen Mikrofonsignal annähern. Die möglichen Abtastraten und Abtastformate bestimmen nur einen Teil der Qualität des vom Audio-Interface erzeugten oder erhaltenen Tons. Beispielsweise kann ein in das Motherboard integriertes Audio-Interface 24-Bit-Sample-Formate und 192-kHz-Sample-Raten unterstützen. Auf der anderen Seite kann ein professionelles FireWire-verbundenes Audio-Interface mit einem 16-Bit-Sample-Format und einer Sample-Rate von 44,1 kHz besser klingen.
1.3.1. Zeigt an
Ein Sample ist eine Einheit von Audiodaten. Der Computer speichert Videodaten als eine Reihe von Standbildern (jeweils als „Frame“ bezeichnet) und zeigt sie einzeln mit einer bestimmten Geschwindigkeit (als „Framerate“ bezeichnet) an. Der Computer speichert Audiodaten als eine Reihe von unbewegten Tonbildern (jedes als “Abtastwert” bezeichnet) und gibt sie einzeln mit einer bestimmten Frequenz (als “Abtastrate” bezeichnet) wieder.
Es gibt nicht viele Arten von Bildformaten und Bildraten, die zum Speichern von Videodaten verwendet werden. Es gibt viele Arten von Abtastformaten und Abtastraten, die zum Speichern von Audiodaten verwendet werden.

Für Audio verwendete Frequenz (Abtastrate, PCM, DSD usw.)

Bei dieser Gelegenheit möchte ich die im digitalen Audio verwendeten Frequenzen und ihre Bedeutung erläutern.

In letzter Zeit hat sich die hochauflösende Tonquelle erhöht, z. B. 192 kHz Toka, 11,2 MHz, da die Frequenz geschrieben wurde oder wird, welche Frequenz?

Ich möchte die für dieses Audio verwendete Frequenz am Beispiel des Combo384 erklären, das in dem in LV2.0 verwendeten USB-DAC installiert ist.

1. 1. Was ist die Abtastfrequenz?

Der Musikvertrieb wird heutzutage zum Mainstream, aber Audio wurde zuerst auf CDs digitalisiert, die immer noch auf dem Markt sind.

Oft hört man, dass die Samplerate einer CD 44,1 KHz beträgt. Da digitale Signale grundsätzlich 0 oder 1 sind, ist für die Wiedergabe bis zur 20-KHz-Grenze, die vom menschlichen Ohr hörbar ist, eine Auflösung von der doppelten Frequenz erforderlich. Darüber hinaus wurde die Frequenz unter Berücksichtigung des digitalen Signalverarbeitungsspielraums auf 44,1 kHz festgelegt. Da ein Musiksignal aus einer Reihe von Sinuswellen besteht, beträgt es 44,1 KHz, die bei einer maximalen Frequenz von 20 KHz schwanken können.

2. Was sind 16 Bit und 24 Bit?

Wie Sie vielleicht oft hören, werden CDs manchmal als 44.1KHz / 16bit beschrieben. Diese 16 Bit sind die Lautstärke des Tons. Da 16 Bits die Größe von 2 auf 16 ausdrücken können, gibt es 65536 verschiedene Größen.

Umgerechnet in dB ist 20LOG (65536), was ungefähr 96 dB entspricht. Der Dynamikumfang einer CD (der Unterschied zwischen leisen und lauten Tönen) beträgt 96 dB.

Bei DVD und Hi-Res können es 24 Bit sein, aber in diesem Fall sind es 16,77 Millionen Schritte von 144 dB.

3. 3. PCM-Format

Was ist also das eigentliche Signal? Im Fall des PCM-Formats ist der Standard namens I2S üblich, der bis zu 32 Bit Abtastrate unterstützen kann. Bei einer Stereo-CD haben die Daten eine Frequenz von 44,1 KHz mit 2 Kanälen (L, R) abwechselnd 32 Bit (obwohl in Wirklichkeit 16 Bit verwendet werden).

Um dies digital zu verarbeiten, ist daher eine Verarbeitungskapazität von 44,1KHz x 2CH x 32bit = 2,8224MHz erforderlich.