We now offer a subscription for just 10 cents a day*
You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.
For just 10 cents a day*
*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).
All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.
That's only 10 cents per day!
CLICK TO PURCHASE
THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS
For just 10 cents a day*
Basisconcepten van digitale geluidstheorie
Geluid is in het algemeen de trillingen van een elastisch medium. Het geluid wordt veroorzaakt door mechanische trillingen van een voorwerp (dit kan een snaar, stembanden enz. Zijn) in contact met de omgeving. De trillingsfrequentie (gemeten in Hertz) bepaalt de toonhoogte. Hoe hoger de frequentie, hoe harder het geluid. Het menselijk oor kan geluidstrillingen uit de lucht waarnemen met een frequentie van 20 Hz tot 20 kHz. Het oor neemt de amplitude van de trilling waar als volume. Hoe hoger de amplitude, hoe harder het geluid.
Elektromagnetische golven zijn een directe analoog van geluidsgolven. Deze laatsten zijn minder vatbaar voor verspreiding door de omgeving, de informatie die ze bij zich dragen is gemakkelijker op te slaan en te verwerken. Elektromagnetische golven zijn de belangrijkste secundaire drager van geluid. De transformatie van akoestische golven in elektromagnetische golven (evenals de omgekeerde werking) wordt uitgevoerd vanwege het gebruikelijke inductie-effect, dat bestaat uit het verschijnen van een stroom in een geleider wanneer deze in een wisselend magnetisch veld wordt geplaatst.
Simpel gezegd, de oscillatie van de luidsprekermembraanmagneet nabij de spoel induceert er een wisselstroom in. Als deze stroom wordt toegepast op een andere luidspreker, zal de magneet op zijn membraan bewegen en een overeenkomstig geluid creëren.
Dit is hoe de telefoon en de radio werken.
Geluid dat is omgezet in een elektromagnetische golfvorm, kan eenvoudig worden opgeslagen. Hiervoor moet een parameter van de drager worden vergeleken (de diepte van het plaattraject of de mate van magnetisatie van de film) met de amplitude van de oscillaties (dat wil zeggen de sterkte van de geïnduceerde stroom in de luidsprekerspoel) . Geluid dat rechtstreeks in elektromagnetische golven wordt omgezet, wordt analoog geluid genoemd. Het belangrijkste kenmerk is de directe overeenkomst van de uitgezonden of geregistreerde elektromagnetische golven met de akoestische.
Digitaal geluid is relatief nieuw. Het belangrijkste verschil met analoog is discretie. Bij het digitaliseren meet een speciaal apparaat, een analoog-naar-digitaal-omzetter (ADC), met regelmatige tussenpozen (ongeveer 0,001-0,0001 seconden) de grootte van de amplitude van een elektromagnetische golf die overeenkomt met een analoge geluidsvorm en schrijft de waarde ervan naar een bestand met een gespecificeerde precisie. Deze waarde wordt over het algemeen sample genoemd, of in jargon sample (van de sample in het Engels, sample). Dezelfde digitalisering wordt vaak sampling of sampling genoemd.
Door geluid van digitaal naar analoog om te zetten (dit wordt gedaan door een apparaat dat een digitaal-naar-analoog-omzetter (DAC) wordt genoemd).
De interpolatie (benadering) van de tussenliggende waarden van de amplitude wordt uitgevoerd volgens de bekende. Aangezien de bemonsteringsfrequentie meestal hoog is, kunt u met deze handeling redelijk nauwkeurig het originele analoge signaal reconstrueren.
De digitale vorm van geluid wordt gekenmerkt door vijf parameters.
1. De bemonsteringssnelheid;
2. Bitgrootte van de monsters.
3. Het aantal kanalen of tracks.
4. Compressie / decompressie-algoritme (codec).
5. Opslagformaat.
Omdat elk van deze parameters vrij specifiek is, zullen we ze afzonderlijk bekijken.
Bemonsteringssnelheid
De samplefrequentie bepaalt hoeveel samples per seconde worden genomen bij het digitaliseren. Als we digitaal geluid vergelijken met digitale beelden, komt de samplefrequentie overeen met de resolutie (een meer “realistische” analogie is de framesnelheid in de bioscoop). Hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe beter het mogelijk is om het analoge signaal te reconstrueren op basis van de digitale vorm van het geluid (preciezer gezegd, hoe hoger de bemonsteringsfrequentie, hoe breder het spectrum van frequenties dat tijdens de digitalisering kan worden opgenomen).
De beroemde stelling van Nyquist-Kotelnikov stelt dat voor de juiste reconstructie van een analoog signaal uit de digitale opname, het noodzakelijk is dat de bemonsteringsfrequentie ten minste tweemaal de maximale geluidsfrequentie is.
Aangezien de bovenste luisterlimiet 20 kHz is, moet de samplefrequentie idealiter ten minste 40 kHz zijn. Daarom is de standaard bemonsteringsfrequentie die wordt gebruikt voor het opnemen van cd’s 44,1 kHz (de zogenaamde cd-kwaliteit). De samplefrequentie kan echter hoger zijn, maar deze geluidskwaliteit wordt alleen gebruikt door opnamestudio’s en vooral veeleisende muziekliefhebbers.
Een samplefrequentie van 44,1 kHz is niet altijd ideaal. Bij het verzenden van gegevens over een netwerk met lage bandbreedte moet de geluidskwaliteit worden opgeofferd ten gunste van de grootte, in de praktijk worden vaak bemonsteringsfrequenties van twee, vier en acht keer lager dan 44,1 kHz gebruikt.