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*
Laten we verder gaan en beginnen met de bemonsteringsfrequentie, gedefinieerd als het aantal keren per seconde waarin onze AD-omzetter het elektrische signaal op zijn ingang meet: het wordt gemeten in Herz (Hz).
Het is duidelijk dat hoe groter het aantal “foto’s” dat we van ons elektrische signaal in één seconde maken, hoe groter de getrouwheid aan de “oorspronkelijke” geluidsgolf. Tegelijkertijd zal onze converter uiteraard verplicht zijn om een grotere hoeveelheid “energie” te spenderen (snellere informatieverwerkingssnelheid, grotere opslagruimte, enz.), Wat zich vertaalt in een andere kwaliteit van componenten en uiteraard tegen hogere kosten.
Bemonsteringssnelheid
Links een analoge golf (een sinusgolf) in het tijd / amplitudedomein en een afbeelding van Vincent van Goghs “Sterrennacht” die we, voor onze lesdoeleinden, een zeer hoge resolutie willen hebben. Aan de rechterkant een snelle reconstructie van dezelfde bemonsterde analoge golfvorm en dezelfde foto gereproduceerd met een veel kleiner aantal pixels.
Als het zo simpel was, zou er geen plezier zijn. Laten we teruggaan naar het diagram van de AD-converter aan het einde van het vorige artikel. Het is je vast wel opgevallen dat het eerste blok waar ons signaal doorheen gaat, het zogenaamde “Anti-aliasing filter” is, niets minder dan een laagdoorlaatfilter.
Coooooooooooosaaaaaaaaaaaaaaaaaa!? Willen we ons signaal getrouw reproduceren in het digitale domein en het eerste wat we doen is het door een filter leiden om de frequentiecomponent te veranderen (alle componenten boven een bepaalde frequentie verwijderen)?
Ja mijn liefste … je moet een minimum (maar ik zweer het, een minimum) signaaltheorie delen om je iets te vertellen over de “Nyquist-Shannon Sampling Theorem” (voor de “fetisjisten” – niet beledigend, want natuurlijk … ik maak er ook deel van uit: van de wiskundige behandeling, neem een kijkje op de gerelateerde Wikipedia-pagina waar je een goed perspectief kunt vinden), op basis waarvan je een analoog signaal kunt samplen zonder verlies van informatie (dat wil zeggen, om het opnieuw in te kunnen voeren – en vervolgens DA om te zetten – naar het analoge domein zonder “merkbare” verschillen met het originele signaal) is het noodzakelijk dat het aantal genomen samples per seconde (de samplefrequentie) minimaal tweemaal de maximale huidige frequentie is in het te bemonsteren signaal. Daarom is het de moeite waard om frequenties in het digitale signaal te introduceren die niet bestaan in het oorspronkelijke analoge signaal (de oproepen, en dus de filternaam, aliasfrequenties).
Het fenomeen van aliasing treedt op omdat we niet genoeg samples hebben om de trend van de hogere frequenties te beschrijven, die daarom in het digitale signaal worden vertaald als lagere frequenties, hoewel ze niet aanwezig zijn in het oorspronkelijke signaal. Zie deze prachtige afbeelding altijd uit de alwetende Wikipedia. In rood de sinusoïde bemonsterd met intervallen die niet voldoende zijn om het te reconstrueren, en in blauw de frequentie-alias (lager) die afkomstig is van de punten die we hebben genomen.
Bemonsteringssnelheid
Zoals we al weten, is het menselijk oor hoogstens (op jonge leeftijd en met een goede gehoorgezondheid) gevoelig voor frequenties rond 20 KHz; In theorie zou ons anti-aliasing filter op 40.000 Hz moeten staan en dat zou onze sample rate moeten zijn, maar aangezien het praktisch onmogelijk is om analoog een filter te bouwen met zo’n steile helling, hebben we gekozen voor een filter met een minder steile helling en zo beide laten het signaal achter op bemonsteringsfrequenties die iets hoger zijn dan 20.000 Hz (wat we niet horen, maar er zijn), bemonstering op een iets hogere frequentie. Daarom is de minimale gebruikte samplefrequentie gelijk aan 44.100 samples per seconde.
Het is duidelijk dat de technologische ontwikkeling en niettemin de mening en ervaring van veel professionals (die ik persoonlijk heel bescheiden deel) in ieder geval hebben geleid tot het besef dat, na het stellen van de minimumgrens van 44.100 Hz (we zullen later zien, de samplefrequentie van de bestanden waaruit een audio-cd bestaat), leidt sampling op hogere frequenties zeker tot betere resultaten, zowel vanuit het oogpunt van signaalmanipulatie (passeren via een plug-in, de som van twee of meer signalen binnen een DAW, enz.) en vanuit een luisterstandpunt.
Later komen we terug op het onderwerp, we zullen het verder ontwikkelen en we zullen de logica beginnen te begrijpen waarmee de converter een waarde in “machinetaal” toekent aan de verschillende monsters die tijdens de bemonsteringsfase zijn genomen.