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*
Hoe wordt geluid digitaal weergegeven?
De oorspronkelijke vorm van een audiosignaal (een continue verandering in amplitude in de tijd) wordt digitaal weergegeven door “cross-sampling”, in tijd en niveau.
Volgens de stelling van Kotelnikov kan elk continu proces met een beperkt spectrum volledig worden beschreven door een discrete reeks van zijn momentane waarden, gevolgd door een frequentie die ten minste tweemaal de frequentie van de hoogste harmonische van het proces is; de bemonsteringsfrequentie Fd van momentane waarden (monsters) wordt de bemonsteringsfrequentie genoemd.
Uit de stelling volgt dat een signaal met een frequentie Fa alleen met succes in de tijd kan worden bemonsterd met een frequentie van 2Fa als het een zuivere sinusoïde is, omdat elke afwijking van de sinusvormige vorm ertoe leidt dat het spectrum voorbij de frequentie Fa gaat. . Daarom, voor tijdbemonstering van een willekeurig audiosignaal (dat over het algemeen, zoals bekend, een spectrum heeft dat soepel valt), ofwel de selectie van de bemonsteringsfrequentie met een marge of de geforceerde beperking van het spectrum van het ingangssignaal onder de helft van de bemonsteringsfrequentie.
Gelijktijdig met tijdbemonstering wordt amplitudebemonstering uitgevoerd: meting van momentane amplitudewaarden en hun weergave in de vorm van numerieke waarden met enige precisie. De precisie van de meting (binaire breedte N van de verkregen discrete waarde) bepaalt de signaal-ruisverhouding en het dynamisch bereik van het signaal (theoretisch zijn dit wederkerige waarden, maar elk reëel pad heeft ook zijn eigen niveau van ruis en interferentie).
De resulterende stroom getallen (een reeks binaire cijfers) die een audiosignaal beschrijft, wordt Pulse Code Modulation (PCM) genoemd, aangezien elke puls van een tijdbemonsterd signaal wordt gerepresenteerd door zijn eigen digitale code.
Lineaire kwantisering wordt meestal gebruikt als de numerieke waarde van het monster evenredig is met de amplitude van het signaal. Vanwege de logaritmische aard van het gehoor, zou logaritmische kwantisering, wanneer de numerieke waarde evenredig is met de grootte van het signaal in decibel, geschikter zijn, maar dit is beladen met problemen van puur technische aard.
Tijdsampling en amplitudekwantisering van het signaal introduceren onvermijdelijk ruisvervormingen in het signaal, waarvan het niveau in het algemeen wordt geschat met behulp van de formule 6N + 10lg (Fdiscr / 2Fmax) + C (dB), waarbij de constante C varieert voor verschillende soorten signalen: voor een zuivere sinusoïde is dit 1,7 dB, voor geluidssignalen – van -15 tot 2 dB. Het kan dus worden gezien dat een afname van de ruis in de werkfrequentieband 0..Fmax niet alleen leidt tot een toename van de bitdiepte van de sample, maar ook tot een toename van de samplefrequentie ten opzichte van 2Fmax, aangezien de kwantiseringsruis over de band wordt “uitgewassen” tot aan de samplefrequentie, en de audio-informatie slechts het kleinste deel van deze strip beslaat.
De meeste moderne digitale geluidssystemen gebruiken standaard bemonsteringsfrequenties van 44,1 en 48 kHz, maar het frequentiebereik van het signaal is doorgaans beperkt tot ongeveer 20 kHz om het binnen de theoretische limiet te houden. De meest voorkomende is ook de 16-bits niveaukwantisering, die een limietsignaal-ruisverhouding van ongeveer 98 dB oplevert. In studioapparatuur worden hogere resoluties gebruikt: 18, 20 en 24 bit kwantisering bij samplefrequenties van 56, 96 en 192 kHz. Dit wordt gedaan om de hogere harmonischen van het geluidssignaal te behouden, die niet direct door het oor worden waargenomen, maar de vorming van het algehele geluidsbeeld beïnvloeden.
Om smalbandige signalen van lagere kwaliteit te digitaliseren, kunt u de samplefrequentie en bitdiepte verlagen; Telefoonlijnen gebruiken bijvoorbeeld 7 of 8 bit digitalisering met frequenties van 8..12 kHz.
De weergave van een analoog signaal in digitale vorm wordt ook wel Pulse Code Modulation (PCM) genoemd, aangezien het signaal wordt weergegeven als een reeks pulsen met constante frequentie (tijdbemonstering), waarvan de amplitude digitaal is gecodeerd (amplitudesampling). ). Een PCM-stroom kan parallel zijn, wanneer alle bits in elk monster gelijktijdig over meerdere lijnen met één bemonsteringsfrequentie worden verzonden, of sequentieel, wanneer de bits na elkaar met een hogere frequentie op een lijn worden verzonden.
Digitaal geluid zelf en gerelateerde elementen worden vaak aangeduid met de algemene term digitale audio; De analoge en digitale delen van een geluidssysteem worden het analoge domein en het digitale domein genoemd.
Wat is ADC en DAC?
Analoog-naar-digitaal en digitaal-naar-analoog converters. De eerste zet het analoge signaal om in een digitale amplitudewaarde, de tweede voert de inverse conversie uit.