Реклама

Наш канал:

В. Белунцов- Новейший самоучитель работы на компьютере для музыкантов стр.22

Рис, 1.7. Измерение амплитуды вотЫчто взятой точке шкалы времени

К сожалению, на практике не все так просто и гладко. Во-первых, при ближайшем рассмотрении выясняется, что звуковой сигнал непрерывен. Другими словами, количество точек на его графике бесконечно и, следовательно для получения действительно точной цифровой за писи звукового сигнала измерять его амплитуду нужно через бесконечно малые промежутки времени и бесконечное количество раз, а полученный числовой

массив будет бесконечно велик Более того, шкала измерения амплитуды должна содержать бесконечное количество градаций, то естьвесь динамический диапазон должен выражаться числами от —до +»,

Естественно, в действительности мы можем провести измерения лишь конечное число раз, используя конечное число амплитудных градаций (этот параметр называют амплитудным разрешением). Таким образом, оцифрованный звук на выходе в любом случае будет отличаться от исходного, Возникает проблема: через какие промежутки времени и с каким амплитудным разрешением следует проводить измерения, чтобы звук на выходе был максимально близок по звучанию к оригиналу?

Понятно, что чем чаще проводить заме рыичембольшеамплитудноеразрешаше тем точнее сигнал на выходе воспроизводит исходный сигнал. Это проиллюстрировано на рис. 1.8. Сверху вы видите синусоидальный сигнал, соответствто-щий ноте «ля» малой октавы (220 Гц), а далее представлена его оцифровка с частотой 500 и 2000 Гц Видно, что во втором случае сигнал гораздо больше напоминает оригинал.

Частоту замеров амплитуды принято называть частотой дискретизации или частотой квантования сигнала. Нетрудно понять, что она должна быть по возможности большей. Однако при ее увеличении соответственно возраста ют объем получаемого массива, требования к скорости передачи данных на устройство записи или чтения и другие параметры. Поэтому решено было найти разумные пределы. Согласно известной теореме Котельникова.для отображения сигнала некоторой частоты необходима дискретизация с не менее чем двукратной частотой. А поскольку человеческий слух, как было сказано выше, способен воспринимать звуковые колебания с частотой до

ГЛАВА 1. ТЕХМИНИМУМ

Рис 1.8.Дискретизация синусоидального

сигнала 220 Гц: а — с частотой 500 Гщ б—с частотой 2000Щ

18 кГц, получается, что частота дискретизации любого звукового сигнала должна быть не менее 36 кГц. На практике обычно используются частоты дискретизации от 11025 до 48000 Гц Для звуковых компакт-дисков принята стандартная частота 44100 Гц, а для дисков DVD— 96 кГц

Что касается амплитудного разрешения, то можно заметить, что с увеличением количества градаций амплитудной шкалы повышается точность воспроизведения. В звуковых компакт-дисках используется 65 536 амплитудных градаций. Как известно, для представления чисел в диапазоне от 0 до 65 535 необходимо 16 бит информации, поэтому говорят о 16-битном разрешении, или попросту о «16-битном звуке». Ранее часто использовались 8-битное разрешение (256 градаций) и 12-битное (4096 градаций), которые звучат с искажениями. В настоящее время обработка звука происходит, как правило, при 24-битном или 32-битном разрешении (16 777 216 или 4 294 967 296 амплитудных градаций).