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*
Digitaal geluid
In tegenstelling tot het analoge signaal simuleert het digitale signaal geen akoestisch geluid.
Digitaal geluid wijst digitale waarden toe aan individuele punten in de tijd die de hoogte van de amplitude op een bepaald punt weerspiegelen. Het tweede verschil tussen digitale en analoge audio is dat digitale audio discreet is.
Zoals u weet, wordt digitale informatie opgeslagen in bytes, die elk uit 8 bits bestaan. Een bit is de kleinste eenheid digitale informatie die slechts twee waarden kan aannemen: nul of één.
Dus hoe zet je een continu analoog signaal om in een reeks nullen en enen, en koppel je deze informatie zelfs correct aan de tijdlijn? Het converteren van audio naar digitaal formaat is onderverdeeld in twee bewerkingen: bemonstering en kwantisering. Bemonstering – bemonstering en kwantisatietijd – amplitude. Het zijn deze bewerkingen die uw audio-interface uitvoert.
Elke audio-interface heeft een ADC (analoog-naar-digitaal-omzetter) en een DAC (digitaal-naar-analoog-omzetter). Laten we eens kijken hoe audio-opname werkt wanneer deze wordt gebruikt om een microfoon op te nemen en een computer met een aangesloten audio-interface.
Wanneer u spreekt, veroorzaakt uw stem schommelingen in de luchtdruk, die de microfoon oppikt en vertaalt in een elektrisch wisselstroomsignaal. Het ontvangen elektrische signaal is erg zwak, dus wordt het versterkt en vervolgens naar de audio-interface gestuurd voor digitale conversie. Op basis van zijn interne klok verdeelt de ADC de tijd in veel verschillende punten. Tijdsampling vindt plaats volgens de ingestelde frequentie, die aangeeft hoeveel punten zullen worden gedeeld door 1 seconde geluid. Op elk ontvangen tijdstip meet de ADC de spanning van het ingangssignaal en wijst het corresponderende cijfer toe aan de amplitudewaarde. De gegevens die als gevolg van deze conversie worden verkregen, kunnen op een computer worden opgeslagen.
Digitaal geluid
Wanneer u het audiobestand begint af te spelen, begint het omgekeerde proces. De digitale informatie wordt van de computer naar uw audio-interface gestuurd. Uw DAC zorgt voor een omgekeerde conversie van de ontvangen informatie in een continu elektrisch signaal met wisselspanning. Het signaal wordt dan versterkt en weergegeven via uw luidsprekersysteem.
Dus wat is de samplefrequentie om digitaal geluid te krijgen dat vervolgens weer naar analoog kan worden geconverteerd? Volgens de stelling van Kotelnikov kan elk bandbegrensd signaal worden bemonsterd en vervolgens in digitale vorm worden hersteld, zolang de bemonsteringsfrequentie ten minste tweemaal de hoogste frequentie van het oorspronkelijke signaal is.
Dit betekent dat ons signaal een maximale frequentie moet hebben die nooit zal worden overschreden. Als we de hoogste frequentie instellen, blijft het enige dat overblijft, deze met twee te vermenigvuldigen en de gewenste samplefrequentie te krijgen. Ook moeten volgens de stelling alle frequenties boven de helft van de samplefrequentie uit het ingangssignaal worden verwijderd.
Aangezien een persoon geluiden hoort van 20 Hz tot 20 kHz, zou een samplefrequentie van 40 kHz voldoende moeten zijn om elk geluid te coderen dat voor een persoon hoorbaar is. Met een kleine marge voor het filter, dat wordt berekend voordat het naar digitaal formaat wordt geconverteerd, worden in de cd-audiostandaard geluiden boven 22.050 Hz afgekapt en is de samplefrequentie 44.100 Hz.
Laten we nu eens kijken welke nummers de ADC precies toekent aan de amplitudewaarden bij het converteren van een analoog signaal.
De computer kan een eindig aantal waarden aan de amplitude toekennen. Zoals hierboven vermeld, is alle informatie in een computer een reeks bits, die elk een waarde van nul of één aannemen.
Een numerieke uitdrukking van n bits veronderstelt 2 n verschillende varianten van waarden, dat wil zeggen 2 n verschillende varianten van reeksen nullen en enen. De tabel toont de reeksopties voor n = 2,3,4.