jak to dělá? Jak se zvuk dostane ze zdroje do reproduktoru, abyste ho slyšeli?
Zvukový signál je elektrická reprezentace zvuku v zvukový kmitočet rozsah 20 až 20,000 XNUMX Hz. Mohou být syntetizovány přímo nebo pocházejí z mikrofonu nebo snímače nástroje. Tok signálu je cesta od zdroje k reproduktoru, kde se audio signál převádí na zvuk.
Podívejme se, co je to zvukový signál a JAK funguje. Budu také diskutovat o různých typech toku signálu a jak nastavit tok signálu pro domácí audio systém.
Pochopení zpracování audio signálu
Co je zpracování zvukového signálu?
Přemýšleli jste někdy nad tím, jak se vaše oblíbené písničky dávají dohromady? To vše díky zpracování audio signálu! Zpracování zvukového signálu je proces převodu zvuku do digitálních formátů, manipulace se zvukovými frekvencemi a přidávání efektů pro vytvoření dokonalé skladby. Používá se v nahrávacích studiích, na PC a laptopech a dokonce i na specializovaných nahrávacích zařízeních.
Začínáme se zpracováním audio signálu
Pokud máte zájem dozvědět se více o zpracování audio signálu, Warren Koontz's Introduction to Audio Signal Processing je ideálním místem, kde začít. Pokrývá základy zvuku a analogových zvukových signálů, vzorkování a kvantování Digitální zvuk signály, zpracování časové a frekvenční domény a dokonce i specifické aplikace, jako je návrh ekvalizéru, generování efektů a komprese souborů.
Naučte se zpracování audio signálu s MATLABem
Nejlepší na této knize je, že obsahuje příklady a cvičení, která používají skripty a funkce MATLABu. To znamená, že můžete zpracovávat zvuk v reálném čase na svém vlastním počítači a lépe porozumět tomu, jak funguje zpracování zvukového signálu.
O autorovi
Warren Koontz je emeritním profesorem na Rochester Institute of Technology. Má titul BS z University of Maryland, MS z Massachusetts Institute of Technology a Ph.D. z Purdue University, vše v elektrotechnice. Strávil více než 30 let v Bell Laboratories vývojem digitálních přenosových systémů a po odchodu do důchodu se připojil k fakultě RIT, aby pomohl vytvořit možnost Audio Engineering Technology. Koontz pokračoval ve svém výzkumu v oblasti zvukového inženýrství a publikoval a prezentoval výsledky svého výzkumu.
Věda za střídavými proudy
Co je AC?
Střídavé proudy (AC) jsou jako divoké dítě elektřiny – nezůstávají na jednom místě a neustále se mění. Na rozdíl od stejnosměrného proudu (DC), který teče pouze jedním směrem, AC neustále přepíná mezi kladným a záporným. To je důvod, proč se používá ve zvukových signálech – dokáže s přesností vytvořit složité zvuky.
Jak to funguje?
Zvukové signály AC jsou modulovány tak, aby odpovídaly výšce reprodukovaného zvuku, stejně jako se zvukové vlny střídají mezi vysokým a nízkým tlakem. To se provádí změnou dvou hodnot – frekvence a amplitudy.
- Frekvence: Jak často se signál mění z pozitivního na negativní.
- Amplituda: Úroveň nebo hlasitost signálu, měřená v decibelech.
Proč je AC tak skvělé?
AC je jako superhrdina elektřiny – dokáže věci, které jiné formy elektřiny nedokážou. Dokáže přijmout složité zvuky a přeměnit je na elektrické signály a poté je zase přeměnit zpět na zvuk. Je to jako magie, ale s vědou!
Co je tok signálu?
Základy
Tok signálu je jako hra s telefonem, ale se zvukem. Je to cesta zvuku od jeho zdroje k vašim uším. Může to být krátký výlet, jako když posloucháte své oblíbené melodie na domácím stereu. Nebo to může být dlouhá, klikatá cesta, jako když jste v nahrávacím studiu se všemi zvonky a píšťalkami.
Nitty Gritty
Pokud jde o tok signálu, po cestě je spousta zastávek. Zvuk může procházet mixážním pultem, externím audio zařízením a dokonce i různými místnostmi. Je to jako velký starý audio štafetový závod!
Výhody
Krása toku signálu spočívá v tom, že může pomoci zlepšit zvuk. Může vám pomoci ovládat objem, přidejte efekty a dokonce se ujistěte, že zvuk jde na správné místo. Pokud tedy chcete ze svého zvuku vytěžit maximum, pak budete chtít poznat tok signálu.
Porozumění zvukovým signálům
Co jsou zvukové signály?
Zvukové signály jsou jako jazyk vašich reproduktorů. Jsou to ty, které říkají vašim reproduktorům, co mají říkat a jak hlasitě to mají říkat. Díky nim zní vaše hudba úžasně, vaše filmy zní intenzivně a vaše podcasty zní jako profesionální nahrávka.
Jaké parametry charakterizují zvukové signály?
Zvukové signály lze charakterizovat několika různými parametry:
- Šířka pásma: Toto je rozsah frekvencí, které může signál přenášet.
- Nominální úroveň: Toto je průměrná úroveň signálu.
- Úroveň výkonu v decibelech (dB): Toto je míra síly signálu vzhledem k referenční úrovni.
- Úroveň napětí: Toto je míra síly signálu vzhledem k impedanci signálové cesty.
Jaké jsou různé úrovně zvukových signálů?
Zvukové signály přicházejí v různých úrovních v závislosti na aplikaci. Zde je rychlý přehled nejběžnějších úrovní:
- Line Level: Toto je standardní úroveň pro profesionální mixážní pulty.
- Consumer Level: Toto je nižší úroveň než linková úroveň a používá se pro spotřebitelské audio zařízení.
- Úroveň mikrofonu: Toto je nejnižší úroveň a používá se pro mikrofony.
Co to všechno znamená?
Stručně řečeno, zvukové signály jsou jako jazyk vašich reproduktorů. Říkají vašim reproduktorům, co mají říkat, jak hlasitě to říkat a jak zajistit, aby vaše hudba, filmy a podcasty zněly úžasně. Pokud tedy chcete, aby váš zvuk zněl co nejlépe, musíte porozumět různým parametrům a úrovním zvukových signálů.
Co je digitální zvuk?
Co je to?
Digitální zvuk je digitální forma zvukového signálu. Používá se ve všech druzích audio plug-inů a softwaru pro digitální audio pracovní stanice (DAW). V zásadě jsou to informace, které procházejí DAW ze zvukové stopy do plug-inu a výstup na hardwarový výstup.
Jak se to přepravuje?
Digitální zvuk lze odesílat prostřednictvím různých kabelů, včetně:
- Optické vlákno
- Koaxiální
- Kroucená dvojice
Navíc se pro přenos digitálního signálu používá kód linky a komunikační protokol. Některé z nejpopulárnějších přenosů digitálního zvuku zahrnují:
- TRADICE
- TDIF
- TOSLINK
- S/PDIF
- AES3
- MADI
- Zvuk přes Ethernet
- Audio přes IP
Takže co to všechno znamená?
Laicky řečeno, digitální zvuk je způsob odesílání zvukových signálů přes kabely a vzduchem. Používá se ve všech druzích audio plug-inů a softwaru pro digitální audio pracovní stanice (DAW). Takže pokud jste hudebník, výrobcenebo zvukový inženýr, je pravděpodobné, že jste někdy ve své kariéře používali digitální zvuk.
Manipulace se zvukovými signály
Co je zpracování signálu?
Zpracování signálu je způsob, jak vzít zvukový signál, například zvuk, a nějakým způsobem jej změnit. Je to jako vzít zvuk, zapojit ho do počítače a pak pomocí hromady knoflíků a koleček, aby to znělo jinak.
Co můžete dělat se zpracováním signálu?
Zpracování signálu lze použít k provádění nejrůznějších skvělých věcí se zvukem. Zde jsou některé z možností:
- Vysoké nebo nízké frekvence lze odfiltrovat.
- Některé frekvence lze zvýraznit nebo minimalizovat pomocí ekvalizéru.
- Harmonické podtóny lze přidat se zkreslením.
- Amplitudu lze ovládat kompresorem.
- Lze přidat hudební efekty jako reverb, chorus a delay.
- Celkovou úroveň signálu lze upravit pomocí faderu nebo zesilovače.
- Více signálů lze kombinovat se směšovačem.
Co to všechno znamená?
Stručně řečeno, zpracování signálu je způsob, jak vzít zvuk a učinit jej zcela odlišným. Můžete jej zesílit nebo ztlumit, přidat efekty nebo dokonce spojit více zvuků do jednoho. Je to jako mít zvukové hřiště na hraní!
Co je transdukce?
Základy
Transdukce je proces přeměny zvuku na elektrické signály. Jinými slovy, je to proces přeměny zvukových vln na 0s a 1s. Je to jako magický most mezi fyzickým a digitálním světem.
Hráči
V transdukční hře jsou dva hlavní hráči:
- Mikrofony: Tyto měniče snímají zvukové vlny a přeměňují je na elektrické signály.
- Reproduktory: Tyto měniče přijímají elektrické signály a přeměňují je na zvukové vlny.
Typy
Pokud jde o převod, existují dva hlavní typy zvukových signálů: analogové a digitální. Analog je původní zvuková vlna, zatímco digitální je verze 0s a 1s.
Proces
Proces převodu je poměrně jednoduchý. Nejprve se mikrofonní kapsle setká se zvukovou vlnou. Tato kapsle pak přeměňuje mechanickou energii vibrací na elektrický proud. Tento proud je poté zesílen a převeden na digitální signál. Nakonec je tento digitální signál reproduktorem přeměněn zpět na zvukovou vlnu.
Funky Science
Naše uši také převádějí zvuk na elektrické signály, ale to jsou zvukové signály, nikoli zvukové signály. Zvukové signály jsou pro sluch, zatímco zvukové signály jsou pro technologii.
Takže tady to máte – rychlý a snadný průvodce převodem. Nyní můžete zapůsobit na své přátele svými znalostmi o magickém procesu přeměny zvukových vln na 0 a 1!
Pochopení decibelové stupnice
Co je to decibel?
Když se podíváte na měřič signálu, díváte se na informace o decibelech. Decibely měří hlasitost nebo amplitudu zvuku. Je to logaritmická stupnice, nikoli lineární, což znamená, že může měřit obrovský rozsah hladin akustického výkonu. Lidské ucho je úžasné zařízení, které dokáže rozeznat zvuk špendlíku padajícího poblíž, stejně jako řev proudového motoru v dálce.
Jednotky měření hluku
Když měříte hladiny hluku zvukoměrem, měříte intenzitu hluku v jednotkách decibelů (dB). Zvukoměr používá displej s rozsahem decibelů a rozlišením k přiblížení dynamického rozsahu ucha. Bylo by obtížné vyrobit zvukoměr, který by měl lineární výkon, proto se používá logaritmická stupnice s použitím 10 jako základu.
Decibelové hladiny běžných zvuků
Zde je seznam decibelových úrovní běžných zvuků:
- Téměř úplné ticho — 0 dB
- Šepot – 15 dB
- Knihovna — 45 dB
- Normální konverzace — 60 dB
- Splachování WC — 75–85 dB
- Hlučná restaurace — 90 dB
- Špičkový hluk na nemocničním oddělení — 100 dB
- Dětský pláč — 110 dB
- Proudový motor — 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Praskání balónu — 157 dB
Druhy decibelů
Pokud jde o zvuk, existuje několik typů decibelů:
- SPL (Sound Pressure Levels): měří zvuky skutečného světa (bez signálu), měřené pomocí specializovaného SPL měřiče.
- dBFS (Decibels Full Scale): jak se měří úrovně digitálního signálu ve světě 0s a 1s, kde maximální síla signálu = 0 na měřidle.
- dBV (Decibels Volt): používá se hlavně v analogových zařízeních nebo digitálním softwaru, který emuluje analogové zařízení. VU metry registrují průměrné úrovně zvuku, na rozdíl od špičkových měřičů, které ukazují pouze nejhlasitější momentální špičkové signály. V počátcích analogového zvuku nebyla magnetická páska schopna zaznamenat tolik zvukového signálu ve srovnání s magnetickými páskami vyrobenými o desetiletí později, takže bylo přijatelné nahrávat přes 0 v závislosti na použité pásce, až do +3 nebo +6 nebo ještě vyšší.
Porozumění zvukovým formátům
Co je to formát zvuku?
Když nahráváte zvuk, musíte se rozhodnout, jak bude uložen. To znamená vybrat správný formát zvuku, bitovou hloubku a vzorkovací frekvenci. Je to jako výběr správného nastavení fotoaparátu pro fotografii. Můžete si vybrat kvalitu JPEG (nízká, střední, vysoká) nebo zaznamenat maximální množství detailů do souboru RAW.
Zvukové formáty jsou jako obrazové formáty – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – ale pro zvuk. Formát zvuku definuje, kolik dat se používá k reprezentaci zvuku, zda je komprimováno nebo ne, a jaký typ dat se používá.
Nekomprimovaný zvuk
Pokud jde o produkci zvuku, obvykle budete chtít zůstat u nekomprimovaného zvuku. Tímto způsobem můžete ovládat distribuci zvuku. I když používáte platformu jako Vimeo, YouTube nebo Spotify, budete chtít nejprve zvládnout zvuk v nekomprimovaném formátu.
Komprimovaný zvuk
Pokud pracujete s hudbou, možná budete muset komprimovat zvukový soubor, pokud je pro distribuční platformu příliš velký. Například Distrokid přijímá pouze soubory do 1 GB. Pokud je tedy vaše skladba opravdu dlouhá, budete ji muset zkomprimovat.
Nejběžnější formáty souborů pro produkci hudby jsou WAV a FLAC. FLAC je bezztrátový kompresní formát, který je lepší než mp3. Spotify doporučuje používat formát AAC.
Export zvuku
Když exportujete zvuk jako součást videa, obvykle budete mít na výběr několik předvoleb (např. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Zvuk bude komprimován spolu s videem na základě nastavení exportu.
Pokud máte případ použití, který neodpovídá předvolbám, můžete provést další průzkum online, abyste zjistili nejlepší nastavení.
Srovnání velikosti souboru
Zde je srovnání velikostí souborů v různých zvukových formátech:
- WAV: Velký
- FLAC: Střední
- MP3: Malý
Tak, tady to máte! Nyní víte vše o zvukových formátech.
Co je bitová hloubka?
Bitová hloubka je technický termín, který se používá k popisu dynamického rozlišení průběhu zvuku. Je to trochu jako počet desetinných míst, který představuje celý zvukový soubor, a je to klíčový faktor při určování celkové kvality a rozlišení zvuku.
Základy bitové hloubky
Bitová hloubka je celá o rozsahu hodnot používaných k reprezentaci nejhlasitějších a nejtišších signálů, které lze zaznamenat na digitální médium. Zde je rychlý přehled základů:
- Hodnoty bitové hloubky představují dynamické rozlišení průběhu zvuku.
- Bitová hloubka také definuje celkový počet desetinných míst pro všechny 0 a 1 použité k reprezentaci celého zvukového souboru.
- Nejběžnější standardy bitové hloubky jsou 16bitové a 24bitové. Čím více bitů se použije, tím větší bude zvukový soubor a tím vyšší bude kvalita nebo rozlišení.
- Zvuk CD je definován jako 16bitové médium, zatímco disky DVD mohou přehrávat 16, 20 nebo 24bitový zvuk.
Bitová hloubka jako parametr kreativy
Bitová hloubka není jen odborný termín – lze ji použít i jako kreativní parametr. Například existuje celý žánr elektronické hudby zvaný Chiptune, který emuluje způsob, jakým zněl zvuk při přehrávání na dřívějších generacích počítačů s 8bitovými procesory.
Pokud tedy chcete do svého zvuku přidat trochu lo-fi chuti, bitová hloubka je rozhodně něco, co je třeba zvážit. Pamatujte, že čím více bitů se použije, tím větší bude zvukový soubor a tím vyšší bude kvalita nebo rozlišení.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Nyní víte vše o zvukovém signálu jako REPREZENTACI zvuku jako signálu ve formě elektrických nebo mechanických vibrací. Jde o to, jak hudbu slyšíme a jak ji nahráváme. Jde o to, jak to sdílíme s ostatními a jak si to užíváme na našich zařízeních.
Takže se nebojte začít a bavte se!
Jsem Joost Nusselder, zakladatel společnosti Neaera a obsahový marketér, táta a rád zkouším nové vybavení s kytarou v srdci mé vášně a společně se svým týmem tvořím od roku 2020 podrobné články na blogu. pomoci věrným čtenářům s nahráváním a kytarovými tipy.
