Einführung in den digitalen Sound
Der Computer arbeitet mit digitalen Daten. Für die Übersetzung in einen Computer muss daher ein analoges Audiosignal in ein digitales umgewandelt werden.
Für die Wiedergabe hingegen muss das digitale Signal in ein analoges umgewandelt werden. Hierzu werden spezielle Geräte verwendet: ein Analog-Digital-Wandler (ADC) und ein Digital-Analog-Wandler (DAC). Beide Geräte sind in die Soundkarte Ihres Computers integriert.
Aufnahmeschema: Tonwiedergabe
Aufnahme und Digitalisierung
Die Bandaufnahme ist ein Beispiel für eine analoge Aufnahme. Der Computer arbeitet mit digitalen Daten. Digitale Aufnahmen haben viele Vorteile gegenüber analogen:
Digitale Dateien können ohne Qualitätsverlust beliebig oft kopiert werden.
Die digitalen Dateien können auf eine CD gebrannt und auf der Website veröffentlicht werden.
Digitale Aufnahmen sind einfacher zu bearbeiten.
Um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln, ist ein spezielles Gerät erforderlich: ein Analog-Digital-Wandler (ADC). Der ADC wandelt ein analoges Signal in eine Folge von digitalen Werten um, die an einen Computer gesendet werden. Das Verfahren zur Umwandlung des analogen Signals in eine digitale Technik, die als Impulscodierung (PCM-Pulscodemodulation) bezeichnet wird. Das Wesentliche dieser Methode ist, dass die Amplitude des analogen Signals in regelmäßigen Abständen abgetastet wird:
Digitalisierter Ton
Um ein verlustfreies Signal umzuwandeln, müssen 2xPi-mal häufiger als die höchste Frequenz im Signalspektrum abgetastet werden:
Es ist leicht zu erraten, dass zwei Parameter die Qualität einer digitalen Aufnahme bestimmen:
Abtastfrequenz: Die Geschwindigkeit, mit der Proben entnommen werden. Gemessen in Hertz (Hz). 1 Hz = 1 / P.
Audio-CDs verwenden beispielsweise eine Abtastrate von 44.100 Hz.
Auflösung (Stichprobenformat oder Stichprobengröße): Die Genauigkeit der Darstellung jeder Stichprobe, dh welche Zahl jede Stichprobe beschreibt. Audio-CD wird durch 16 Bit dargestellt.
Bitrate
Das menschliche Ohr erkennt Geräusche im Frequenzbereich von 15 Hz bis 20 kHz. Daher beträgt die ideale Abtastrate 128 kpc. Diese Frequenz wird im DVD-Format verwendet. In letzter Zeit wird die Frequenz von 192 kHz mit einer Abtastung von 24 und 32 Bit üblich. Diese Auflösung ermöglicht die Übertragung von völlig realistischem Klang, erfordert jedoch eine hochwertige Akustik.
Für das Audioformat beträgt die ausgewählte Frequenz 44.100 Hz mit 16-Bit-Abtastung (siehe “Was ist Ton”). Dies entspricht der Fähigkeit, die meisten Lautsprechersysteme zu reproduzieren.
Die Digitalisierung des analogen Signals erfolgt mit der Pulsmodulationsmethode (PCM steht für Pulse Code Modulation).
Reproduktion
Für die Wiedergabe muss ein digitales Signal in ein analoges Signal umgewandelt, verstärkt und an ein Tonwiedergabegerät weitergeleitet werden – Lautsprecher oder Kopfhörer.
Um ein digitales Signal in ein analoges umzuwandeln, wird ein Gerät verwendet: ein Digital-Analog-Wandler (ADC).
In der Regel sind ADC und DAC in eine Computer-Soundkarte integriert