Что такое видеокодеки и аудиокодеки

Какие бывают цифро-аналоговые преобразователи?

Без использования звуковых преобразователей пользователь не сможет насладиться музыкальными записями в цифровом формате. Проблема в том, что большинство встроенных ЦАП, которыми оснащены практически все электронные устройства с поддержкой медиа, недостаточно хороши в плане воспроизведения. Простые ЦАП добавят высокий уровень шума, не смогут читать файлы высокого разрешения и т. д. Именно поэтому использование дополнительного девайса — важный апгрейд любой качественной аудиосистемы, вне зависимости от ее состава.

Существует множество разновидностей конвертеров звука из цифрового в аналоговый формат в зависимости от формы и габаритных размеров, функционала и количества входов и выходов. Прежде всего выделяют:

  • портативные устройства;
  • настольные или стационарные ЦАП.

Портативные конвертеры присоединяются непосредственно к компьютеру или телефону, отличаются компактными габаритами и сравнительно недорогой ценой. Они не требуют отдельного питания и, как правило, оснащены только разъемом для наушников и линейным выходом для подключения к аудиосистеме.

Более функциональным и дорогим вариантом являются настольные или стационарные преобразователи. Они намного габаритнее, требуют отдельного подключения к источнику питания, а также имеют широкое разнообразие входов и выходов. Подключение к источнику цифровым устройством может осуществляться при помощи Bluetooth или Wi-Fi. Такие конвертеры поддерживают множество видов аудиофайлов и имеют встроенный регулятор громкости.

Кроме того, ЦАП разделяются в зависимости от максимальной разрядности, которая характеризует число уровней сигнала на выходе. Чем она выше, чем лучше качество воспроизведения звука. Существуют модели с разрядностью:

  • 16 бит;
  • 24 бит;
  • 32 бит;
  • 64 бит.

Среди остальных параметров, которые можно использовать для классификации ЦАП стоит выделить количество и тип входов и выходов устройства, максимальную частоту дискретизации, вид кодирования сигнала (DSD или PCM) и др.

C-Media (CMI)

C-Media были очень популярны, особенно на слабых материнских платах, и они производятся не только аудио кодеки, но и звуковые карты. Аудио контроллерам обычно требуется внешний кодек, чтобы сделать аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования, но у low-end аудио контроллеров C-Media, кодеки встроены в чип, поэтому они добавлены в таблицу ниже. Из-за этого, была добавлена колонка под названием «Тип», в которой указано, является ли чип просто кодеком требующий внешний контроллер (например, подключенный к чипу южного моста), или это отдельный контроллер со встроенным кодеком (как правило, подключенный к шине PCI). Чипы от C-Media используют имена, начинающиеся с букв «ММК», один из таких чипов показан на рисунке 3.

Рисунок 3: Кодек C-Media CMI9739A

Модель Тип Каналы Вход Выход Макс. частота дискр. на входе Макс. частота дискр. на выходе SNR на входе SNR на выходе
CMI8738/PCI-6CH Контроллер 5.1 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 80 дБ 80 дБ
CMI8738/PCI-SX Контроллер 4 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 80 дБ 80 дБ
CMI8768 Контроллер 7.1 16-бит 24-бит 48 кГц 96 кГц 86 дБ 101 дБ
CMI9738 Кодек 4 20-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц 72 дБ 82 дБ
CMI9739 Кодек 5.1 20-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц NA NA
CMI9761 Кодек 5.1 20-бит 24-бит 48 кГц 96 кГц 90 дБ 92 дБ

SNR (Signal до Noise Ratio) — соотношение сигнала к шуму

Структура статьи

Перечислим темы, о которых будем говорить.

  1. Введение
    Кратко об основных идеях перцептивных и lossless кодеков.
  2. Перцептивные кодеки
    (это MP3, AAC и им подобные)
    2.1. Анатомия и ЦОС
    Поговорим о составляющих слуховой системы, а также обсудим, как к ней относится цифровая обработка сигналов.
    2.2. Порог в тишине
    Рассмотрим математические модели восприятия человеком разных частот.
    2.3. Маскинг (на пальцах)
    Затронем основную идею, лежащую в основе перцептивных стандартов (без формул, но с картинками).
  3. Lossless (кратко)
    Для сравнения поговорим и о данной группе стандартов (очень немного поговорим).

Введение

Я думаю, ни для кого из интересовавшихся темой аудиостандартов не секрет, что существуют в Мире две большие (и непримиримые между собой) парадигмы развития этих самых стандартов. А именно:

  • Lossless форматы (например, популярный FLAC);
  • Форматы на базе перцептивного (от англ. «perceptual» — относящийся к восприятию) кодирования (например, легендарный MP3 (MPEG-1/2/2.5 Layer 3) и его логическое продолжение AAC).

За первыми закрепилось звание тяжеловесных стандартов для меломанов. За вторыми стоит многолетняя практика применения: начиная от некачественных подборок музыки на дисках для MP3-плееров, кончая современными (достаточно качественными) потоковыми сервисами прослушивания музыки.

А теперь предлагаю поговорить об обеих концепциях чуть подробнее.

Перцептивные кодеки

Начнем со второй группы кодеков, а именно с их обобщенной схемы:

Рис. 1. Обобщенная структурная схема перцептивного кодирования.

Итак, что мы видим:

Штука слегка специфичная, однако, людям работающим в сфере цифровой обработки сигналов, я думаю, знакомая. Нужен этот блок для того, чтобы разбить входной сигнал на диапазоны и через это иметь больше степеней свободы для компрессии.

Это классика. Проходят данные темы обыкновенно в купе с азами теории информации, и потому по данной тематике есть целая база знаний из всевозможных семинаров на различных языках программирования (поэтому сегодня обсуждать подробно мы их не будем).

И вот по данному пункту хотелось бы поговорить более подробно. Ведь именно он и является основной точкой расхождения двух названных выше парадигм.

И начнем мы, так сказать, с самых основ — с биологии.

Граммофон — записанный звук

Более совершенный звукозаписывающий аппарат создал в 1888 г. американский инженер Эмиль Берлинер (1851—1929). Новое устройство вначале называли «фонограмом» — «звук записывать», но I затем, для того чтобы не путать с фонографом Эдисона, изменили его на «граммофон» (в переводе с греческого — «записанный звук»).

В отличие от фонографа, прибор Берлинера записывал звук не на цилиндр, а на плоский диск. Так появились первые граммофонные пластинки (чаще говорят — грампластинка). Такие пластинки изготавливали из эбонита, и поэтому запись на них сохранялась достаточно долго, а сами пластинки можно было тиражировать в любом количестве. Уже в конце XIX в. в США была открыта первая в мире фабрика граммофонных пластинок. В начале XX в. подобные предприятия были созданы в Европе и Англии. Кстати, первые граммофонные пластинки выпускались односторонними, а с 1903 г. их начали делать двухсторонними.

Это интересно!

Для измерения громкости звука была введена единица измерения, получившая название «децибел» (дБ). В электротехнике в децибелах также измеряют мощность электрического сигнала. Для того чтобы определить громкость звука, его сравнивали с некоторой стандартной величиной, за которую была принята минимальная слышимость человеческого уха. Было принято, что она равняется одной десятой доли бела — единицы названной в честь американского ученого Александра Грэма Белла (1847—1922). Эта единица представляет собой десятичный логарифм, т.е. звук с интенсивностью 20 дБ слышен в 10 раз громче, чем звук с интенсивностью 10 дБ. Так, например, звук взлетающего реактивного самолета равен 120 дБ, что в 1 млн раз громче звука обычной беседы (60 дБ).

Рекомендации по воспроизведению lossy аудио

Для получения наилучшего результата, перед воспроизведением выделите трек(и) в библиотеке или плейлисте foobar2000, нажмите на выделенном правую кнопку мыши и
выберите из раскрывшегося списка
Utils->Verify Integrity. Произведется сканирование трека(ов) на наличие ошибок. При
наличии
ошибок в файлах формата MP3 foobar2000 может их исправить. Если вы увидите ошибку вроде «Reported
length
is inaccurate…», выделите треки для которых отобразилась данная ошибка, нажмите правую кнопку и
выберите
Utils->Fix VBR MP3 Header, после обработки проверьте трек еще раз, ошибка должна
отсутствовать.

Частота дискретизации и разрядность

Эти два понятия часто рассматривают во время описания цифровых записывающих приборов. Итак, частота дискретизации означает частоту, с которой фиксируется частотность отсчетов входных сигналов записывающим устройством. Когда аналоговый звук преобразовывают в цифровой, он записывается отдельными отсчетами, то есть значениями интенсивности сигнала в конкретные временные периоды.

Частота дискретизации чаще всего имеет следующие стандартные значения:

  • 44,1 кГц;
  • 48 кГц;
  • 96 кГц.

Чтобы получить лучшее качество цифровой записи, следует использовать большую частоту дискретизации: за счет большего количества отсчетов за секунду времени улучшается качество преобразованного звука.

А что же такое разрядность? Когда речь заходит о записывающих устройствах, мы часто слышим такие единицы измерения информации, как 16 бит, 24 бита и т.д. Обозначают они количество единиц информации, которыми можно изобразить значение отсчетов, получаемых при цифровой записи (причем каждого отсчета в отдельности). В этом случае качество получаемого звука тем выше, чем большая величина единицы измерения. Однако стоит учесть, что не от количества бит зависит значение интенсивности звука, а от точности его представления.

Виды сигналов

Сигнал это изменение физической величины во времени и пространстве. По сути это коды для обмена данными в информационной и управленческой средах. Графически любой сигнал можно представить в виде функции. По линии на графике можно определить тип и характеристики сигнала. Аналоговый будет выглядеть как непрерывная кривая, цифровой как ломаная прямоугольная линия, скачущая от ноля до единицы. Все, что мы видим глазами и слышим ушами поступает в виде аналогового сигнала.

Аналоговый сигнал

Зрение, слух, вкус, запах и тактильные ощущения поступают нам в виде аналогового сигнала. Мозг командует органами и получает от них информацию в аналоговом виде. В природе вся информация передаётся только так.

В электронике аналоговый сигнал основан на передаче электричества. Определённым величинам напряжения соответствуют частота и амплитуда звука, цвет и яркость света изображения и так далее. То есть цвет, звук или информация являются аналогом электрического напряжения.

При этом неважно идёт сигнал по проводам или радио. Передатчик непрерывно отправляет, а приёмник обрабатывает аналоговый вид информации

Принимая непрерывный электрический сигнал по проводам или радиосигнал через эфир приёмник преобразует напряжение в соответствующий звук или цвет. Изображение появляется на экране или звук транслируется через динамик.

Дискретный сигнал

Вся суть кроется в названии. Дискретный от латинского discretus, что означает прерывистый (разделённый). Можно сказать, что дискретный повторяет амплитуду аналогового, но плавная кривая превращается в ступенчатую. Изменяясь либо во времени, оставаясь непрерывной по величине, или по уровню, не прерываясь по времени.

Так, в определенный период времени (например миллисекунду или секунду) дискретный сигнал будет какой-то установленной величины. По окончании этого времени он резко изменится в большую или меньшую сторону и останется таким ещё миллисекунду или секунду. И так беспрерывно. Поэтому дискретный это преобразованный аналоговый. То есть полпути до цифрового.

Цифровой сигнал

После дискретного следующим шагом преобразования аналогового стал цифровой сигнал. Главная особенность – либо он есть, или его нет. Вся информация преобразуется в сигналы ограниченные по времени и по величине. Сигналы цифровой технологии передачи данных кодируются нолем и единицей в разных вариантах. А основой является бит, принимающий одно из этих значений. Бит от английского binarydigit или двоичный разряд.

Но один бит имеет ограниченную возможность для передачи информации, поэтому их объединили в блоки. Чем больше битов в одном блоке, тем больше информации он несёт. В цифровых технологиях используют биты объединенные в блоки кратные 8. Восьмибитовый блок назвали байтом. Один байт небольшая величина, но уже может хранить зашифрованную информацию о всех буквах алфавита. Однако при добавлении всего одного бита число комбинаций ноля и единицы удваивается. И если 8 битов делает возможным 256 вариантов кодировки, то 16 уже 65536. А килобайт или 1024 байт и вовсе немаленькая величина.

В большом количестве объединённых байтов хранится много информации, чем больше комбинаций 1 и 0 тем больше закодировано. Поэтому в 5 – 10 МБ (5000 – 10000 кБ) имеем данные музыкального трека хорошего качества. Идём дальше, и в 1000 МБ закодирован уже фильм.

Но так как вся окружающая людей информация аналоговая, то для её приведения в цифровой вид нужны усилия и какое-либо устройство. Для этих целей был создан DSP (digital signal processor) или ЦПОС (цифровой процессор обработки сигналов). Такой процессор есть в каждом цифровом устройстве. Первые появились еще в 70-е годы прошлого века. Методы и алгоритмы меняются и совершенствуются, но принцип остаётся постоянным – преобразование аналоговых данных в цифровые.

Обработка и передача цифрового сигнала зависит от характеристик процессора — разрядности и скорости. Чем они выше, тем качественней получится сигнал. Скорость указывается в миллионах инструкций в секунду (MIPS), и у хороших процессоров достигает нескольких десятков MIPS. Скорость определяет сколько единиц и нолей сможет устройство «запихнуть» в одну секунду и качественно передать непрерывную кривую аналогового сигнала. От этого зависит реалистичность картинки в телевизоре и звука из динамиков.

5. AAC

Bluetooth-кодек для устройств Apple, и не только

AAC – единственный, кроме SBC, Bluetooth-кодек, используемый в устройствах (телефонах и наушниках) Apple. Данный алгоритм основывается на психоакустике, поэтому довольно сильно нагружает процессор. Зато при более низком битрейте даёт качество, аналогичное aptX. Правда, в основном на «яблочных» устройствах.

AirPods 2019 (AirPods 2) работают по AAC

Плюсы

  • Надёжное соединение.
  • Хорошее качество звука на iPhone.
  • Алгоритм сжатия учитывает особенности человеческого слуха.

Кодек AAC

Минусы

  • Общее качество звука ниже большинства кодеков.
  • Плохая реализация для Android.
  • Подробная информация по AAC;
  • ТОП-10: Лучшие аналоги AirPods

Как разобраться в стандартах вещания

Цифровое телевидение — это не технология или вариант вещания, а стандарт, т.е. способ передачи. В случае с цифровым телевидением выполняется сжатие изображения в сигнал DVB формата, который можно транслировать, передавая меньший объем информации.

Всего существует несколько стандартов вещания цифры, по которым определяется, какой нужен декодер:

  • Спутниковое ТВ (DVB-S). Появилось самым первым среди всех форматов вещания. В отличие от других стандартов, DVB-S с самого начала расшифровывался полноценными приставками, т.к. еще до появления цифры спутниковое телевидение поставлялось в комплекте с ресивером. Сегодня действует второе поколение спутникового цифрового ТВ (DVB-S2).
  • Кабельное ТВ. Вещает по стандарту DVB-C. В отличие от других форматов цифры, оно передается проводной технологией по кабелю. Декодеры для кабельного ТВ представлены слабыми и простыми приставками для расшифровки сигнала, основное управление телевидением выполняется с телевизора.
  • Эфирное ТВ. Передача информации по технологии аналогового вещания, т.е. с помощью наземного ретранслятора и приемной антенны дециметрового диапазона. Вещание происходит по стандарту DVB-T для приема бесплатного ТВ и сигнал также требуется декодировать. Что интересно, в современных телевизорах присутствует встроенный ТВ-тюнер для расшифровки данного сигнала. На сегодняшний день действует стандарт DVB-T2, по которому идет вещание в Full-HD и 3D формате.

Также цифровое вещание происходит и в IPTV-варианте с помощью проводного интернета. Но в этом случае информация поступает напрямую в mpeg-4 формате и предварительно не кодируется. Следовательно, для него не нужен ресивер.

Как выбрать цифро-аналоговый преобразователь?

Какой ЦАП лучше купить? Довольно сложный, на первый взгляд, вопрос легко разрешается, если следовать приведенным ниже рекомендациям. Перед совершением покупки необходимо четко определиться с назначением нового устройства и ожиданиями от него. Стоит ли задумываться о приобретении профессионального преобразователя, не имея столь же качественной аудиосистемы? Имеет ли смысл покупать бюджетный конвертер и ожидать от него качественного звучания? Современный рынок предлагает большое разнообразие для подбора необходимой модели с различными характеристиками и стоимостью. Критерии выбора достаточно просты

На что нужно обратить внимание в первую очередь:

  1. Число и вид цифровых входов.

Данный параметр напрямую зависит от устройств, которые планируются к использованию в качестве источника звука. Современные преобразователи чаще всего подключаются к компьютеру с помощью USB-порта. Кроме этого используются оптические и электрические (коаксиальные) типы соединения. В профессиональных устройствах также применяют «продвинутый» вариант подключения AES/EBU с использованием балансных кабелей, не подвергающимся наводкам внешней среды. Последнее время все чаще появляются модели с возможностью подключения к внешним устройствам при помощи Bluetooth или Wi-Fi.

  1. Оптимальной разрядность и частота дискретизации

Эти характеристики определяют качество воспроизведения, т. к. отвечают за точность преобразования сигнала. Разрядность — показатель числа уровней сигнала на выходе преобразователя. Для аудиозаписей на CD-дисках разрядность составляет 16 бит, а у звука высокого разрешения (Hi-Res) – 24 бит и выше. Частота дискретизации – число отчетов в период времени при оцифровке. Для звуковой дорожки CD-диска этот показатель составляет 44,1 кГц, DVD – 48 кГц, Hi-Res – 96 кГц или 192 кГц и т.д.

  1. Вид аналоговых выходов

Тип выходов определяется входами акустической системы. Например для подключения к аудиосистеме с симметричными входами, необходимо наличие у ЦАП таких выходов. Большинство конвертеров оснащено одним или несколькими выходами для наушников (jack или mini-jack).

  1. Размеры

Габариты устройства, прежде всего, зависят от его предназначения. Последнее время набирают популярность модели с компактными размерами. Такие девайсы легко умещаются в кармане и чаще всего используются для преобразования звукового сигнала со смартфона или планшета. Для особо требовательных ценителей качественной музыки больше подойдут более объемные стационарные варианты с расширенным функционалом.

  1. Дополнительные функции

Среди дополнительных функций, которые могут быть весьма востребованными стоит выделить:

  • наличие аналоговых входов и возможность регулировки исходящего сигнала (использование устройства в режиме предусилителя);
  • наличие лампового выхода;
  • наличие выхода для наушников;
  • возможность подключения к устройству при помощи беспроводных сетей;
  • управление с помощью пульта и т.д.
  1. Стоимость устройства

В данном случае предельная цена устройства определяется не только финансовыми возможностями покупателя, но и тем, какая звуковая аппаратура и источник цифрового сигнала будут использоваться. Нет смысла покупать дорогой ЦАП в случае использования слабенькой аудиосистемы. При этом не следует экономить, если в дальнейшем планируется ее замена или модернизация до более качественного уровня.

  1. Влияние бренда

Преобразователь какой фирмы лучше? По мнению покупателей, лучше ориентироваться на проверенные годами бренды. Среди признанных мировых лидеров в производстве цифро-аналоговых конвертеров — японская компания Teac, британская Cambridge Audio, австрийская Pro-Ject и многие другие. Это те производители, которые смогли завоевать популярность по всему миру и наверняка не позволят потенциальному покупателю разочароваться в своей продукции.

  1. Прослушивание

Крайне важно перед покупкой в живую услышать потенциальное приобретение. Если такая возможность отсутствует, то обязательно необходимо ознакомится с отзывами реальных владельцев подобных устройств или экспертов

Ниже представлен рейтинг популярных моделей цифро-аналоговых преобразователей с описанием их технических характеристик, а также достоинств и недостатков.

современный

Во время Первой и Второй мировой войны использование более совершенного оружия было единственным способом победить противника и одновременно продемонстрировать мощь не только военной, но и технической, и научной силы победивших стран..

Это дало толчок нескольким инженерным областям, в том числе аэронавтике, созданию самолетов для военного использования, а также военно-морских сил, благодаря использованию самых современных кораблей или подводных лодок..

С другой стороны, эти конфликты способствовали развитию машиностроения, особенно в боевых танках и вооружениях, которые с течением времени становились все более автоматизированными..

Таким образом, наконец, военное машиностроение отошло от простого машинизма и, скорее, стремилось найти специализированный путь в определенных задачах, связанных с управлением ресурсами, хотя и без полного игнорирования его механических и гражданских корней..

Ядерная инженерия была еще одной отраслью, которая в значительной степени поддерживалась войной, хотя она пыталась найти полезность в качестве источника энергии в излучении, которое эти элементы испускали при выполнении определенных процессов, полагая, что это будет источник чистой энергии..

Информация для всех

Другие великие достижения, которые привели в последние десятилетия к инженерным исследованиям, связаны с технологией; разработка компьютеров, электроники и программного обеспечения.

Это элементы, которые постепенно развиваются, что позволяет более демократизировать доступ к информации. Этот процесс начал расти с переполнением компьютеров в середине 1980-х годов, когда он стал популярным в домашних хозяйствах.

генетика

Наконец, один из видов инженерии, который поставил некоторые проблемы в области профессиональной этики, — это генетика..

Считается, что эксперименты с живыми существами, даже если речь идет только о животных, могут пойти вразрез с природой, помимо того, что неизвестны последствия этих процессов.

Но в 2019 году в Китае родились первые генетически модифицированные близнецы, что является беспрецедентным.

Особенности подключения

Независимо от стандарта цифрового телевидения необходимо подключение декодера к телевизору, а к нему приемного устройства. В зависимости от формата телевидения подключается DVI или HDMI кабель, который отвечает за показ изображения в mpeg-4 формате. У спутниковых ресиверов есть также AV-вход, т.к. с помощью спутникового ТВ ведется и аналоговое вещание.

К установке приемника при кабельном или спутниковом вещании больших требований нет, достаточно следовать рекомендациям оператора. А для приема эфирного вещания нужно выбрать правильное направление, т.к. большинство антенн однонаправленные. Цифровые каналы эфирного вещания поставляются пакетами мультиплексов и каждый от разного ретранслятора.

Следовательно, нужно узнать, в каком направлении размещены передатчики РТРС-1 и РТРС-2, и выполнить монтаж антенны с расчетом приема сигнала от обоих передатчиков. Это можно сделать на сайте карта.ртрс.рф.

Analog Devices (ADI / SoundMax)

Analog Devices, также известные как ADI или SoundMax. Их кодеки используют имена, начинающиеся с «AD». На рисунке 1 пример такого аналогового кодека.

Рисунок 1: Кодек Analog Devices AD1988B

Модель Каналы Вход Выход Макс. частота дискр. на входе Макс. частота дискр. на выходе SNR на входе SNR на выходе
AD1819B 2 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 87 дБ 90 дБ
AD1881A 2 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 87 дБ 90 дБ
AD1882 5.1 24-бит 24-бит 96 кГц 96 кГц 90 дБ 95 дБ
AD1884 4 24-бит 24-бит 192 кГц 192 кГц 85 дБ 90 дБ
AD1885 2 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 87 дБ 90 дБ
AD1886A 2 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 87 дБ 90 дБ
AD1887 2 16-бит 16-бит 48 кГц 48 кГц 87 дБ 90 дБ
AD1888 5.1 16-бит 20-бит 96 кГц 96 кГц 80 дБ 90 дБ
AD1980 5.1 16-бит 20-бит 96 кГц 96 кГц 82 дБ 90 дБ
AD1981A 2 16-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц 85 дБ 90 дБ
AD1981B 2 16-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц 85 дБ 90 дБ
AD1981BL 2 16-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц 83 дБ 90 дБ
AD1981BW 2 16-бит 20-бит 48 кГц 48 кГц 85 дБ 90 дБ
AD1981HD 2 20-бит 24-бит 48 кГц 48 кГц 85 дБ 80 до 85 дБ
AD1983 2 20-бит 24-бит 48 кГц 48 кГц 85 дБ 80 до 85 дБ
AD1984 4 24-бит 24-бит 192 кГц 192 кГц 90 дБ 96 дБ
AD1985 5.1 20-бит 20-бит 96 кГц 96 кГц 85 дБ 80 до 90 дБ
AD1986 5.1 20-бит 20-бит 96 кГц 96 кГц 85 дБ 80 до 90 дБ
AD1986A 5.1 20-бит 20-бит 96 кГц 96 кГц 85 дБ 80 до 90 дБ
AD1987 7.1 24-бит 24-бит 96 кГц 192 кГц 90 дБ 95 дБ
AD1988A 7.1 24-бит 24-бит 192 кГц 192 кГц 90 дБ 95 дБ
AD1988B 7.1 24-бит 24-бит 192 кГц 192 кГц 92 дБ 101 дБ

SNR (Signal до Noise Ratio) — соотношение сигнала к шуму

Как теперь воспроизвести звук

Чтобы что-то зазвучало, нужно сделать следующие шаги:

  • Взять колонки или наушники — что угодно, что умеет «толкать воздух», то есть создавать акустические волны. В колонках за это отвечают динамики, к которым подключены специальные мягкие конусы, которые, собственно, и создают колебания воздуха. Та круглая ерунда в колонке — это и есть конус.
  • Подать на эти колонки некий ток. От того, насколько мощный этот ток, конус будет двигаться по-разному.
  • Чтобы получить этот меняющийся ток, нужен специальный чип под названием ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь. Он получает на вход число, а на выходе дает ток. У всех ваших смартфонов и компьютеров есть такие ЦАПы.

Итого:

  1. Процессор отправляет цифры из звукового файла в ЦАП.
  2. ЦАП получает числа и выдаёт меняющееся электричество по этим цифрам.
  3. Электричество попадает в колонку, передаётся на динамик.
  4. Динамик из-за электричества начинает двигать конус колонки.
  5. Конус начинает толкать воздух перед собой, создавая звуковые волны.
  6. Волны долетают до наших ушей, и мы воспринимаем их как звук.

Порог в тишине

Конечно же, такие эксперименты есть. Более того, проведены такие эксперименты уже давно. Например, Эберхард Цвикер описывает один из них следующим образом :

В конечном итоге, собрали 100 таких замеров от людей обоих полов в возрасте 20-25 лет и посчитали усредненные значения.

Рис. 7. Усредненные кривые порога слышимости для молодых испытуемых со здоровым слухом.

Под это есть даже специальная формула:

где — это, как нетрудно догадаться, частота в килогерцах.

Проговорим суть порога слышимости ещё раз: чтобы какой-либо звук мог быть услышан, он должен превысить значение «порога в тишине». То есть эволюция все расставила так, что мы почти гарантированно услышим звуки вблизи 2-4 кГц, однако, почти так же гарантированно не услышим слишком низкие и слишком высокие частоты.

Почему к данной кривой применяется словосочетание «в тишине»?

Потому что предполагается, что так люди воспринимают звук в отсутствии посторонних шумов. При появлении шума порог будет, как бы, «приподниматься». В случае широкополосного шума картина станет такой:

Рис. 8. Уровни порогов маскирования (термин обсудим ниже) белым шумом в зависимости от частоты тестового тона. Пунктиром отмечен уклон (slope) кривых на высоких частотах.

А в случае узкополосных шумов?

Аналогово цифровое преобразование

Звуковой сигнал может быть аналоговым или цифровым. Если рассматривать аналоговый сигнал, исходящий из аналоговой аппаратуры, то представляет он собой непрерывный электрический сигнал. Цифровой звук – это сигнал, представленный дискретными численными значениями его амплитуды. То есть такой сигнал записывается в виде чисел, а считывается он компьютерной техникой.

Аналоговый звук можно преобразовать в цифровой путем обработки аналогового сигнала, придавая ему численных значений. Сделать это можно в два этапа. Первый – дискретизация, в ходе которой из сигнала, который необходимо преобразовать, в определенные временные промежутки выбирают величины по заданным значениям. Второй – квантование: процесс разбиения значений, полученных в ходе дискретизации значений амплитуды звука с максимально приближенной точностью.

В аналогово-цифровом преобразовании точные значения не используются – все величины указываются округленными, поскольку из-за ограничения оперативной памяти приборов реальное значение амплитуды указать невозможно – оно бесконечное.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Дуэт-дом
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector