Ħolqien tal-Mużika. Mastering - parti 2

Fil-ħarġa preċedenti ktibt li l-ħakma fil-proċess tal-produzzjoni tal-mużika hija l-aħħar pass fit-triq mill-idea tal-mużika sal-kunsinna tagħha lir-riċevitur. Ħarsa aktar mill-qrib lejn l-awdjo rreġistrat diġitalment, imma għadni ma ddiskutejtx kif dak l-awdjo, konvertit għal vultaġġ AC f'konvertituri, jiġi kkonvertit f'forma binarja.

1. Kull ħoss kumpless, anke ta 'grad għoli ħafna ta' kumplessità, fil-fatt huwa magħmul minn ħafna ħsejjes sine sempliċi.

Temm l-artiklu ta’ qabel bil-mistoqsija, kif hu li l-kontenut mużikali kollu huwa kkodifikat f’mewġa tgħawwiġ bħal din (1), anke jekk qed nitkellmu dwar ħafna strumenti li jdoqqu partijiet polifoniċi? Hawn it-tweġiba: dan huwa dovut għall-fatt li kull ħoss kumpless, anke kumpless ħafna, huwa verament tikkonsisti f'ħafna ħsejjes sine sempliċi.

In-natura sinusojdali ta 'dawn il-forom ta' mewġ sempliċi tvarja kemm mal-ħin kif ukoll mal-amplitudni, dawn il-forom tal-mewġ jissuperponu, iżidu, inaqqas, jimmodulaw lil xulxin biex l-ewwel joħolqu ħsejjes ta 'strumenti individwali u mbagħad jimlew taħlitiet u reġistrazzjonijiet.

Dak li naraw fil-Figura 2 huma ċerti atomi, molekuli li jiffurmaw il-materja tal-ħoss tagħna, iżda fil-każ ta 'sinjal analogu m'hemmx tali atomi - hemm linja dritta waħda, mingħajr tikek li jimmarkaw qari sussegwenti (id-differenza tista' tidher f' il-figura fil-forma ta 'passi, li huma grafikament approssimati biex jinkiseb l-effett viżwali xieraq).

Madankollu, peress li d-daqq ta 'mużika rreġistrata minn sorsi analogi jew diġitali għandu jitwettaq bl-użu ta' transducer elettromanjetiku mekkaniku bħal lawdspiker jew transducer tal-headphone, fil-maġġoranza vasta tal-każijiet id-differenza bejn awdjo analogu pur u awdjo pproċessat diġitalment hija ċċajpar. Fl-istadju finali, i.e. Meta nisimgħu, il-mużika tasal magħna bl-istess mod bħall-vibrazzjonijiet tal-partiċelli tal-arja kkawżati mill-moviment tad-dijaframma fit-transducer.

2. Molekuli li jiffurmaw il-materja tal-ħoss tagħna

Analog diġitali

Hemm differenzi li jinstemgħu bejn awdjo analogu pur (jiġifieri rreġistrat b'mod analog fuq tape recorder analogu, imħallat fuq console analoga, ikkompressat fuq diska analoga, tindaqq lura fuq player analogu u amplifikat b'amplifikatur analogu) u awdjo diġitali - konvertit minn analogu għal diġitali, ipproċessat u mħallat b'mod diġitali u mbagħad ipproċessat lura f'forma analoga, dan huwa dritt quddiem l-amp jew virtwalment fil-kelliem innifsu?

Fil-maġġoranza l-kbira tal-każijiet, probabbilment le, għalkemm kieku nirrekordjaw l-istess materjal mużikali fiż-żewġ modi u mbagħad indaqqu lura, id-differenzi żgur li jinstemgħu. Madankollu, dan se jkun determinat aktar min-natura tal-għodod użati f'dawn il-proċessi, il-karatteristiċi, il-proprjetajiet, u ħafna drabi l-limitazzjonijiet tagħhom, milli mill-fatt stess tal-użu tat-teknoloġija analoga jew diġitali.

Fl-istess ħin, nassumu li nġibu l-ħoss għal forma diġitali, i.e. għall-atomizzat b'mod ċar, m'għandux impatt sinifikanti fuq il-proċess ta 'reġistrazzjoni u pproċessar innifsu, speċjalment peress li dawn il-kampjuni jseħħu fi frekwenza li - għall-inqas teoretikament - hija ferm lil hinn mil-limiti ta' fuq tal-frekwenzi li nisimgħu, u għalhekk din il-granulità speċifika. tal-ħoss konvertit f’forma diġitali, inviżibbli għalina. Madankollu, mil-lat tal-kontroll tal-materjal tal-ħoss, huwa importanti ħafna, u nitkellmu dwaru aktar tard.

Issa ejja nsemmu kif sinjal analogu jiġi kkonvertit f'forma diġitali, jiġifieri żero-wieħed, i.e. wieħed fejn il-vultaġġ jista 'jkollu biss żewġ livelli: il-livell diġitali wieħed, jiġifieri vultaġġ, u l-livell żero diġitali, i.e. din it-tensjoni hija prattikament assenti. Kollox fid-dinja diġitali huwa jew wieħed jew żero, m'hemm l-ebda valuri intermedji. Naturalment, hemm ukoll l-hekk imsejħa loġika fuzzy, fejn għad hemm stati intermedji bejn l-istati "preżenti" u "assenti", iżda mhix applikabbli għal sistemi awdjo diġitali.

3. Il-vibrazzjonijiet tal-partiċelli tal-arja kkawżati mis-sors tal-ħoss jistabbilixxu l-istruttura ħafifa ħafna tal-membrana fil-moviment.

Trasformazzjonijiet, l-ewwel parti

Kwalunkwe sinjal akustiku, kemm jekk tkun vokali, kitarra akustika jew drums, jintbagħat lill-kompjuter f'forma diġitali, l-ewwel għandu jiġi kkonvertit f'sinjal elettriku alternanti. Dan tipikament isir b'mikrofoni li fihom vibrazzjonijiet tal-partiċelli tal-arja kkawżati minn sors tal-ħoss isuqu struttura tad-dijaframma ħafifa ħafna (3). Din tista 'tkun dijaframma inkluża f'kapsula tal-kondensatur, strixxa ta' fojl tal-metall f'mikrofonu żigarella, jew dijaframma b'kolja mwaħħla magħha f'mikrofonu dinamiku.

F'kull wieħed minn dawn il-każijiet sinjal elettriku dgħajjef ħafna u li joxxilla jidher fil-ħruġ tal-mikrofonuli, sa ċertu punt, iżomm il-proporzjonijiet ta 'frekwenza u livell li jikkorrispondu għall-istess parametri ta' partiċelli ta 'arja li jivvibraw. Għalhekk, dan huwa tip ta 'analogu elettriku tiegħu, li jista' jiġi pproċessat aktar f'apparat li jipproċessa sinjal elettriku li jalterna.

Mill-bidu Is-sinjal tal-mikrofonu għandu jiġi amplifikatgħax huwa dgħajjef wisq biex jintuża b’xi mod. Il-vultaġġ tipiku tal-ħruġ ta 'mikrofonu huwa ta' l-ordni ta 'eluf ta' volt, li huwa espress f'millivolts, u ħafna drabi f'mikrovolts jew miljuni ta 'volt. Għal paragun, inżidu li batterija AA regolari tipproduċi vultaġġ ta '1,5 V, u dan huwa vultaġġ kostanti li mhuwiex soġġett għal modulazzjoni, li jfisser li ma jittrasmetti l-ebda informazzjoni awdjo.

Madankollu, il-vultaġġ DC huwa meħtieġ fi kwalunkwe sistema elettronika biex ikun is-sors ta 'enerġija li mbagħad jimmodula s-sinjal AC. Iktar ma din l-enerġija tkun aktar pura u effiċjenti, inqas tkun suxxettibbli għal tagħbijiet u disturbi attwali, u iktar ikun nadif is-sinjal AC ipproċessat minn komponenti elettroniċi. Dan huwa għaliex is-sors tal-enerġija, jiġifieri l-provvista tal-enerġija, huwa tant importanti fi kwalunkwe sistema tal-awdjo Analog.

4. Amplifikatur tal-mikrofonu, magħruf ukoll bħala preamp jew preamp

L-amplifikaturi tal-mikrofonu, magħrufa wkoll bħala preamps jew preamps, huma ddisinjati biex jamplifikaw is-sinjal mill-mikrofoni (4). Il-kompitu tagħhom huwa li jsaħħu s-sinjal, ħafna drabi anke b'diversi għexieren ta 'decibels, u għalhekk iżidu l-livell tagħhom b'mijiet jew aktar. Għalhekk, fl-output tal-preamplifier nikseb vultaġġ alternanti direttament proporzjonali għall-vultaġġ tad-dħul, iżda jaqbeżha b'mijiet ta 'drabi, i.e. f'livell minn frazzjonijiet għal unitajiet ta 'volts. Dan il-livell tas-sinjal huwa determinat livell tal-linja u dan huwa l-livell operattiv standard fl-apparati awdjo.

Trasformazzjoni, it-tieni parti

Sinjal analogu ta 'dan il-livell diġà jista' jiġi mgħoddi proċess ta’ diġitizzazzjoni. Dan isir bl-użu ta' għodod imsejħa konvertituri jew konvertituri analog-to-digital (5). Il-proċess ta 'konverżjoni huwa fil-modalità PCM klassika, i.e. Il-modulazzjoni tal-wisa 'tal-polz, l-aktar mod ta' pproċessar popolari bħalissa, hija determinata minn żewġ parametri: rata ta 'kampjunar u fond tal-bit. Kif tissuspetta b'mod korrett, iktar ma jkunu għoljin dawn il-parametri, aħjar il-konverżjoni u aktar preċiż is-sinjal jintbagħat lill-kompjuter f'forma diġitali.

5. Konvertitur jew konvertitur analogu għal diġitali.

Regola ġenerali għal dan it-tip ta' konverżjoni teħid ta ’kampjuni, jiġifieri, tieħu kampjuni ta 'materjal analogu u toħloq rappreżentazzjoni diġitali tagħhom. Hawnhekk, il-valur tal-vultaġġ istantanju fis-sinjal analogu huwa interpretat u l-livell tiegħu huwa rappreżentat b'mod diġitali fis-sistema binarja (6).

Hawnhekk, madankollu, jeħtieġ li nfakkru fil-qosor l-baŜi tal-matematika, li skond liema kwalunkwe valur numeriku jista 'jiġi rappreżentat f' kwalunkwe sistema tan-numri. Matul l-istorja tal-bniedem, diversi sistemi tan-numri kienu u għadhom qed jintużaw. Pereżempju, kunċetti bħal tużżana (12-il biċċa) jew Penny (12-il tużżana, 144 biċċa) huma bbażati fuq is-sistema duodeċimali.

6. Valuri ta 'vultaġġ f'sinjal analogu u rappreżentazzjoni tal-livell tiegħu f'forma diġitali f'sistema binarja

Fir-rigward tal-ħin, nużaw sistemi mħallta - sexagesimal għal sekondi, minuti u sigħat, derivati ​​minn duodecimal għal jiem u jiem, is-seba 'sistema għal jiem tal-ġimgħa, sistema quadruple (relatata wkoll ma' duodecimal u sexagesimal) għal ġimgħat f'xahar, sistema duodeċimali biex tirrappreżenta x-xhur tas-sena, u mbagħad nimxu għas-sistema deċimali, fejn jidhru għexieren ta 'snin, sekli u millenji. Naħseb li l-eżempju tal-użu ta 'sistemi differenti biex jesprimu l-mogħdija taż-żmien juri n-natura tas-sistemi tan-numri tajjeb ħafna u jippermettilek tinnaviga kwistjonijiet ta' konverżjoni b'mod aktar effettiv.

Fil-każ ta 'konverżjoni analog-to-diġitali se nkunu l-aktar komuni jikkonvertu valuri deċimali għal valuri binarji. Deċimali minħabba li l-kejl għal kull kampjun huwa normalment espress f'mikrovolts, millivolts, u volts. Imbagħad dan il-valur jiġi espress binarju, i.e. billi tuża żewġ ċifri li jaħdmu fiha - 0 u 1, li jindikaw żewġ stati: l-ebda vultaġġ jew il-preżenza tiegħu, mitfi jew mixgħul, kurrenti jew le, eċċ. Għalhekk, nevitaw distorsjonijiet, u l-azzjonijiet kollha jsiru ħafna aktar sempliċi fl-implimentazzjoni permezz tal-użu ta ' l-hekk imsejħa modifika tal-algoritmi li nittrattaw magħhom, pereżempju, fir-rigward ta 'konnetturi jew proċessuri diġitali oħra.

Inti żero; jew wieħed

B'dawn iż-żewġ numri, żerijiet u wieħed, tista' tesprimi kull valur numerikuirrispettivament mid-daqs tagħha. Bħala eżempju, ikkunsidra n-numru 10. Iċ-ċavetta biex tifhem il-konverżjoni deċimali għal binarja hija li n-numru 1 binarju, bħal f'deċimali, jiddependi fuq il-pożizzjoni tiegħu fuq il-linja tan-numri.

Jekk 1 huwa fl-aħħar ta 'sekwenza binarja, dan ifisser 1, jekk fit-tieni mill-aħħar ifisser 2, fit-tielet pożizzjoni - 4, u fir-raba' pożizzjoni - 8 - kollha f'espressjoni deċimali. Fis-sistema deċimali, l-istess 1 fl-aħħar huwa ugwali għal 10, it-tieni għall-aħħar 100, it-tielet 1000, ir-raba 'XNUMX - dan huwa eżempju biex tifhem l-analoġija.

Allura, jekk irridu nirrappreżentaw 10 f'forma binarja, ikollna bżonn nirrappreżentaw tmienja u tnejn, għalhekk kif għedt, ikun 1 fir-raba 'post u 1 fit-tieni, li huwa ugwali għal 1010.

Jekk kellna bżonn nikkonvertu vultaġġi minn 1 sa 10 volt mingħajr valuri frazzjonali, i.e. billi tuża numri interi biss, allura konvertitur li jista 'jirrappreżenta sekwenzi ta' 4-bit fil-parti binarja huwa biżżejjed. 4-bit minħabba li din il-konverżjoni tan-numru binarju se teħtieġ sa erba 'ċifri. Fil-prattika se tidher bħal din:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Dawk iż-żeri ewlenin għan-numri 1 sa 7 sempliċiment ikkuttunat is-sekwenza għall-erba 'bits sħaħ sabiex kull numru binarju jkollu l-istess sintassi u jieħu l-istess ammont ta' spazju. F'forma grafika, tali konverżjoni ta 'numri interi mis-sistema deċimali għas-sistema binarja hija ppreżentata fil-Figura 7.

7. Ikkonverti deċimali għal interi binarji

Kemm il-forom tal-mewġ ta 'fuq kif ukoll t'isfel jirrappreżentaw l-istess tifsiriet, ħlief li l-ewwel wieħed jinftiehem pereżempju għal apparati analogi, bħal miters tal-livell tal-vultaġġ, u t-tieni huwa għal tagħmir diġitali, inklużi kompjuters li jipproċessaw data fuq tali lingwa. Din il-forma ta 'mewġa t'isfel tidher qisha mewġa kwadra b'mili varjabbli, i.e. proporzjon ieħor ta 'valuri massimi għal valuri minimi maż-żmien. Dan il-kontenut varjabbli jikkodifika l-valur binarju tas-sinjal li għandu jiġi kkonvertit, għalhekk l-isem "modulazzjoni tal-kodiċi tal-polz" - PCM.

Issa ejja terġa 'lura għall-konverżjoni ta' sinjal analogu reali. Aħna diġà nafu li jista 'jiġi deskritt b'linja li tirrappreżenta livelli li jinbidlu bla xkiel, u m'hemm l-ebda ħaġa bħal rappreżentazzjoni mhux kontinwa ta' dawn il-livelli. Madankollu, għall-ħtiġijiet ta 'konverżjoni analogu għal diġitali, irridu nintroduċu proċess bħal dan biex inkunu nistgħu nkejlu l-livell tas-sinjal analogu minn żmien għal żmien u nirrappreżentaw kull kampjun imkejjel bħal dan f'forma diġitali.

Ġie preżunt li l-frekwenza li biha jsir dan il-kejl għandha tkun mill-inqas id-doppju tal-ogħla frekwenza li persuna tista’ tisma’, u peress li hija bejn wieħed u ieħor 20 kHz, hija għalhekk l-ogħla frekwenza. 44,1 kHz tibqa 'rata ta' kampjunar popolari. Il-kalkolu tar-rata ta 'kampjunar jinvolvi operazzjonijiet matematiċi pjuttost kumplessi, li f'dan l-istadju tal-għarfien tagħna dwar metodi ta' konverżjoni ma jagħmilx sens.

Huwa akbar aħjar?

Dak kollu li semmejt hawn fuq jista’ jindika li iktar ma tkun għolja r-rata ta’ kampjunar, i.e. kejl tal-livell tas-sinjal analogu f'intervalli regolari, iktar tkun għolja l-kwalità tal-konverżjoni minħabba li hija - għall-inqas f'sens intuwittiv - aktar preċiża. Huwa tassew veru? Dan se nsiru nafu fi żmien xahar.