Tag: sind digitale Audioplayer es wert

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Abtastrate

Die Abtastrate ist ein Index zum Umwandeln analoger Daten wie Sprache in ein digitales Signal und gibt an, wie oft ein Informationsabtastwert pro Sekunde gemessen wird.

Die Einheit ist Hertz (Hz). Auch „Abtastrate“ oder „Abtastrate“ genannt. Bei den meisten Sicherheitskameras und Überwachungskamerasystemen erfolgt die Aufzeichnung mit dem linearen PCM-Verfahren. Die Qualität des aufgenommenen Audios hängt stark von der Abtastrate (Hz) und der Bitrate (bps / bit) ab, aber die Datenmenge ist bei weitem geringer als die von Filmen. Wenn Sie sich also Sorgen um das Gleichgewicht zwischen Qualität und Quantität machen von Daten Man kann sagen, dass es so etwas nicht gibt.

Auf der anderen Seite wurde der Standard für allgemeine Musik-CDs in den frühen 1980er Jahren festgelegt, und die Abtastrate beträgt 44,1 kHz und die Bittiefe beträgt 16 Bit. Mit anderen Worten werden 1.411.200 Informationsbits pro Sekunde aufgezeichnet. Wenn diese auf 60 Minuten umgerechnet wird, werden sie in 5.080.320.000 Bit Daten ≒ 635 MB (Megabyte) umgewandelt. Dies wird als unkomprimierte lineare PCM-Aufzeichnung bezeichnet, aber natürlich ist die Datenkapazität im unkomprimierten Zustand zu groß, sodass bei der Aufzeichnung mit einer Überwachungskamera oder Überwachungskamera diese Daten komprimiert werden und sie aufzeichnen. Die Datenmenge wird auf ungefähr 1/10 bis 1/30 komprimiert, indem beispielsweise eine verlustbehaftete Komprimierung verarbeitet wird, bei der Daten entfernt werden, die sich außerhalb des menschlichen Hörbereichs befinden.

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Dies ist der einzige analoge Begriff, den Sie kennen sollten

Abtastrate

Die Abtastrate ist die Anzahl der Abtastvorgänge, die pro Sekunde in einem A/D-Wandler durchgeführt werden, der ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt. Auch Abtastrate, Abtastrate oder Abtastrate genannt. Die Einheit ist Sample / Sekunde (sps) oder Hz.

A/D-Wandler haben zwei entscheidende Funktionen. Eine davon ist die Auflösung. Das andere ist diese Abtastrate. Die Auflösung repräsentiert die Genauigkeit der Wandlung in Richtung der Spannungsachse (vertikale Achse) und die Abtastrate repräsentiert die Genauigkeit der Wandlung in Richtung der Zeitachse (horizontale Achse). Daher ist die Leistung umso besser, je höher die Leistung (je höher die Leistung) ist.

Eingangssignale von fs / 2 oder weniger können abgetastet werden
Höhere Abtastraten ermöglichen die Umwandlung schneller analoger Eingangssignale in digitale Werte. Die Frequenz des analogen Eingangssignals, das umgewandelt werden kann, ist jedoch begrenzt. Wenn die Abtastfrequenz fs beträgt, kann die Abtastfrequenz fs / 2 betragen. Unterhalb dieser Frequenz ist es möglich, das ursprüngliche analoge Eingangssignal nach dem Abtasten wiederherzustellen. Diese Beziehung wird als Abtasttheorem (Abtasttheorem) bezeichnet und die Frequenz von fs / 2 wird als Nyquist-Frequenz bezeichnet.

Welche Abtastrate benötigen Sie? Dies hängt von der Anwendung ab, für die der A/D-Wandler verwendet wird, zum Beispiel Dutzende von k bis mehrere M Samples / Sek (Hz) für Audiogeräte, Dutzende bis Hunderte von M Samples / Sek (Hz) für Audioverarbeitungsgeräte und zehn bis mehrere G-Abtastwerte für Kommunikationsgeräte. Der A/D-Wandler wird für / s (Hz), mehrere k bis mehrere M Abtastungen / s (Hz) für hochpräzise Messgeräte und mehrere zehn M bis mehrere G Abtastungen / s (Hz) für Messgeräte verwendet schnelle Geschwindigkeit.

Derzeit wird als Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler ein IC mit einer hohen Abtastrate von mehreren Gsample/sec vermarktet. Zum Beispiel Texas Instruments (TI) “ADC12D1800RF”. Die Auflösung beträgt 12 Bit. Es integriert zwei A/D-Wandler mit einer hohen Abtastfrequenz von 1,8 Gsample/sec. Durch Verschachtelung (Zeitteilung) kann es als 3,6 Gsample/Sek. A/D-Wandler verwendet werden, und auch als dualer A/D-Wandler, der mit 1,8 Gsample/Sek. arbeitet. Für Breitbandkommunikationsgeräte, Radargeräte, Test-/Messgeräte usw.

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.

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.
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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.