چگونه این کار را انجام می دهد؟ چگونه صدا از منبع به بلندگو می رسد تا بتوانید آن را بشنوید؟
سیگنال صوتی یک نمایش الکتریکی از صدا در است فرکانس صوتی محدوده 20 تا 20,000 هرتز آنها را می توان به طور مستقیم سنتز کرد، یا از یک میکروفون یا مبدل پیکاپ ابزار سرچشمه گرفت. جریان سیگنال مسیری از منبع به بلندگو است که در آن سیگنال صوتی به صدا تبدیل می شود.
بیایید ببینیم سیگنال صوتی چیست و چگونه کار می کند. من همچنین در مورد انواع مختلف جریان سیگنال و نحوه تنظیم یک جریان سیگنال برای سیستم صوتی خانگی بحث خواهم کرد.
درک پردازش سیگنال صوتی
پردازش سیگنال صوتی چیست؟
آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه آهنگ های مورد علاقه شما با هم ترکیب می شوند؟ خوب، همه اینها به لطف پردازش سیگنال صوتی است! پردازش سیگنال صوتی فرآیند تبدیل صدا به فرمت های دیجیتال، دستکاری فرکانس های صدا و افزودن افکت ها برای ایجاد آهنگ عالی است. این در استودیوهای ضبط، روی رایانه های شخصی و لپ تاپ ها و حتی در تجهیزات ضبط تخصصی استفاده می شود.
شروع کار با پردازش سیگنال صوتی
اگر علاقه مند به یادگیری بیشتر در مورد پردازش سیگنال صوتی هستید، مقدمه وارن کونتز بر پردازش سیگنال صوتی بهترین مکان برای شروع است. این اصول اولیه صدا و سیگنال های صوتی آنالوگ، نمونه برداری و کمی سازی را پوشش می دهد صوتی دیجیتال سیگنال‌ها، پردازش دامنه زمان و فرکانس و حتی برنامه‌های خاص مانند طراحی اکولایزر، تولید افکت و فشرده‌سازی فایل.
آموزش پردازش سیگنال صوتی با متلب
بهترین بخش در مورد این کتاب این است که همراه با مثال ها و تمرین هایی است که از اسکریپت ها و توابع متلب استفاده می کند. این بدان معنی است که می توانید صدا را در زمان واقعی در رایانه شخصی خود پردازش کنید و درک بهتری از نحوه پردازش سیگنال صوتی داشته باشید.
درباره نویسنده
وارن کونتز استاد بازنشسته در موسسه فناوری روچستر است. او دارای مدرک لیسانس از دانشگاه مریلند، کارشناسی ارشد از موسسه فناوری ماساچوست و مدرک دکترا است. از دانشگاه پردو، همه در مهندسی برق. او بیش از 30 سال را در آزمایشگاه‌های بل برای توسعه سیستم‌های انتقال دیجیتال گذراند و پس از بازنشستگی، به دانشکده RIT پیوست تا به ایجاد یک گزینه فناوری مهندسی صدا کمک کند. کونتز تحقیقات خود را در زمینه مهندسی صدا ادامه داده و نتایج تحقیقات خود را منتشر و ارائه کرده است.
علم پشت جریان های متناوب
AC چیست؟
جریان های متناوب (AC) مانند فرزند وحشی برق هستند - آنها در یک مکان نمی مانند و همیشه در حال تغییر هستند. برخلاف جریان مستقیم (DC) که فقط در یک جهت جریان دارد، AC دائماً بین مثبت و منفی تغییر می کند. به همین دلیل است که در سیگنال های صوتی استفاده می شود - می تواند صداهای پیچیده را با دقت بازسازی کند.
چگونه کار می کند؟
سیگنال‌های صوتی متناوب به گونه‌ای مدوله می‌شوند که با زیر و بمی صدای بازتولید شده مطابقت داشته باشند، درست مانند امواج صوتی بین فشار بالا و پایین. این با تغییر دو مقدار انجام می شود - فرکانس و دامنه.
- فرکانس: هر چند وقت یکبار سیگنال از مثبت به منفی تغییر می کند.
- دامنه: سطح یا حجم سیگنال که بر حسب دسی بل اندازه گیری می شود.
چرا AC خیلی عالی است؟
AC مانند ابرقهرمان الکتریسیته است – می تواند کارهایی را انجام دهد که سایر اشکال الکتریسیته قادر به انجام آن نیستند. می تواند صداهای پیچیده را بگیرد و آنها را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کند و سپس دوباره آنها را به صدا تبدیل کند. مثل جادو است، اما با علم!
جریان سیگنال چیست؟
مبانی
جریان سیگنال مانند یک بازی تلفنی است، اما با صدا. این سفری است که یک صدا از منبع خود تا گوش شما طی می کند. این می تواند یک سفر کوتاه باشد، مانند زمانی که در حال گوش دادن به آهنگ های مورد علاقه خود در استریوی خانه خود هستید. یا می تواند یک سفر طولانی و پر پیچ و خم باشد، مانند زمانی که در یک استودیوی ضبط هستید با تمام زنگ ها و سوت ها.
Nitty Gritty
وقتی صحبت از جریان سیگنال می شود، توقف های زیادی در طول مسیر وجود دارد. صدا ممکن است از یک کنسول میکس، تجهیزات صوتی خارجی و حتی اتاق های مختلف عبور کند. این مانند یک مسابقه رله صوتی بزرگ است!
مزایا
زیبایی جریان سیگنال این است که می تواند به بهتر شدن صدای شما کمک کند. می تواند به شما در کنترل کمک کند حجم، افکت ها را اضافه کنید و حتی مطمئن شوید که صدا به جای درست می رود. بنابراین، اگر می‌خواهید بیشترین بهره را از صدای خود ببرید، باید با جریان سیگنال آشنا شوید.
درک سیگنال های صوتی
سیگنال های صوتی چیست؟
سیگنال های صوتی مانند زبان سخنرانان شما هستند. آنها کسانی هستند که به سخنرانان شما می گویند که چه چیزی بگویند و با صدای بلند آن را بیان کنند. آنها هستند که باعث می شوند موسیقی شما عالی به نظر برسد، فیلم های شما صدایی قوی داشته باشند، و پادکست های شما مانند یک ضبط حرفه ای به نظر برسد.
چه پارامترهایی سیگنال های صوتی را مشخص می کنند؟
سیگنال های صوتی را می توان با چند پارامتر مختلف مشخص کرد:
- پهنای باند: این محدوده فرکانس هایی است که سیگنال می تواند حمل کند.
- سطح اسمی: این سطح متوسط سیگنال است.
- سطح توان در دسی بل (dB): این اندازه گیری قدرت سیگنال نسبت به سطح مرجع است.
- سطح ولتاژ: این اندازه گیری قدرت سیگنال نسبت به امپدانس مسیر سیگنال است.
سطوح مختلف سیگنال های صوتی چیست؟
سیگنال های صوتی بسته به کاربرد در سطوح مختلف وجود دارند. در اینجا خلاصه ای سریع از رایج ترین سطوح آمده است:
- سطح خط: این سطح استاندارد برای کنسول های میکس حرفه ای است.
- سطح مصرف کننده: این یک سطح پایین تر از سطح خط است و برای تجهیزات صوتی مصرف کننده استفاده می شود.
- سطح میکروفون: این پایین ترین سطح است و برای میکروفون استفاده می شود.
همه اینها به چه معناست؟
به طور خلاصه، سیگنال های صوتی مانند زبان بلندگوهای شما هستند. آنها به سخنرانان شما می گویند که چه چیزی بگویند، با صدای بلند آن را بگویند، و چگونه موسیقی، فیلم ها و پادکست های شما عالی به نظر برسند. بنابراین اگر می خواهید صدای شما بهترین صدا را داشته باشد، باید پارامترها و سطوح مختلف سیگنال های صوتی را درک کنید.
صدای دیجیتال چیست؟
آن چیست؟
صدای دیجیتال شکل دیجیتال سیگنال صوتی است. این در انواع پلاگین های صوتی و نرم افزار ایستگاه کاری صوتی دیجیتال (DAW) استفاده می شود. اساساً، این اطلاعاتی است که از طریق DAW از یک آهنگ صوتی به یک پلاگین و خروجی سخت افزاری منتقل می شود.
چگونه حمل و نقل می شود؟
صدای دیجیتال را می توان از طریق کابل های مختلفی ارسال کرد، از جمله:
- فیبر نوری
- هم محور
- جفت پیچ خورده
به علاوه، یک کد خط و پروتکل ارتباطی برای ارائه یک سیگنال دیجیتال برای یک رسانه انتقال اعمال می شود. برخی از محبوب ترین وسایل حمل و نقل صوتی دیجیتال عبارتند از:
- سنت
- TDIF
- TOS-LINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- صدا از طریق اترنت
- صدا از طریق IP
پس همه اینها به چه معناست؟
به زبان ساده، صدای دیجیتال راهی برای ارسال سیگنال های صوتی از طریق کابل و از طریق هوا است. این در انواع پلاگین های صوتی و نرم افزار ایستگاه کاری صوتی دیجیتال (DAW) استفاده می شود. بنابراین، اگر شما یک موسیقیدان هستید، تهيه كنندهیا مهندس صدا، به احتمال زیاد در مقطعی از حرفه خود از صدای دیجیتال استفاده کرده اید.
دستکاری سیگنال های صوتی
پردازش سیگنال چیست؟
پردازش سیگنال راهی برای گرفتن سیگنال صوتی، مانند صدا، و تغییر آن به نوعی است. مانند این است که یک صدا را بگیرید، آن را به رایانه وصل کنید و سپس از یک دسته دستگیره و صفحه برای ایجاد صدای متفاوت استفاده کنید.
با پردازش سیگنال چه کاری می توانید انجام دهید؟
از پردازش سیگنال می توان برای انجام انواع کارهای جالب با صدا استفاده کرد. در اینجا برخی از احتمالات وجود دارد:
- فرکانس های بالا یا پایین را می توان فیلتر کرد.
- فرکانس های خاصی را می توان با یک اکولایزر تأکید کرد یا به حداقل رساند.
- رنگ های هارمونیک را می توان با اعوجاج اضافه کرد.
- دامنه را می توان با کمپرسور کنترل کرد.
- افکت های موسیقی مانند ریورب، کر و تاخیر می توانند اضافه شوند.
- سطح کلی سیگنال را می توان با یک فیدر یا تقویت کننده تنظیم کرد.
- چندین سیگنال را می توان با یک میکسر ترکیب کرد.
همه اینها به چه معناست؟
به طور خلاصه، پردازش سیگنال راهی برای دریافت صدا و ایجاد صدایی کاملا متفاوت است. می‌توانید آن را بلندتر یا ملایم‌تر کنید، جلوه‌هایی اضافه کنید یا حتی چندین صدا را در یک صدا ترکیب کنید. مثل داشتن یک زمین بازی صوتی برای بازی کردن است!
Transduction چیست؟
مبانی
ترانسدوشن فرآیند تبدیل صدا به سیگنال های الکتریکی است. به عبارت دیگر، این فرآیند تبدیل امواج صوتی به 0 و 1 است. این مانند یک پل جادویی بین دنیای فیزیکی و دیجیتال است.
بازیکنان
دو بازیکن اصلی در بازی transduction وجود دارد:
- میکروفون ها: این مبدل ها امواج صوتی را می گیرند و به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند.
- بلندگوها: این مبدل ها سیگنال های الکتریکی را گرفته و به امواج صوتی تبدیل می کنند.
انواع
هنگامی که صحبت از انتقال به میان می آید، دو نوع اصلی سیگنال صوتی وجود دارد: آنالوگ و دیجیتال. آنالوگ موج صوتی اصلی است، در حالی که دیجیتال نسخه 0s و 1s است.
فرآیند
فرآیند انتقال بسیار ساده است. ابتدا یک موج صوتی توسط کپسول میکروفون مواجه می شود. سپس این کپسول انرژی مکانیکی ارتعاش را به جریان الکتریکی تبدیل می کند. سپس این جریان تقویت شده و به سیگنال دیجیتال تبدیل می شود. در نهایت، این سیگنال دیجیتال توسط یک بلندگو دوباره به موج صوتی تبدیل می شود.
علم بد بو
گوش ما نیز صدا را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند، اما این سیگنال های شنوایی هستند، نه سیگنال های صوتی. سیگنال های شنیداری برای شنیدن هستند، در حالی که سیگنال های صوتی برای فناوری هستند.
بنابراین شما آن را دارید - یک راهنمای سریع و آسان برای انتقال. اکنون می توانید دوستان خود را با دانش خود از فرآیند جادویی تبدیل امواج صوتی به 0 و 1 تحت تأثیر قرار دهید!
درک مقیاس دسیبل
دسی بل چیست؟
وقتی به یک سیگنال سنج نگاه می کنید، به اطلاعات دسی بل نگاه می کنید. دسی بل بلندی یا دامنه صدا را اندازه گیری می کند. این یک مقیاس لگاریتمی است، نه یک مقیاس خطی، به این معنی که می تواند طیف وسیعی از سطوح قدرت صدا را اندازه گیری کند. گوش انسان وسیله ای شگفت انگیز است که می تواند صدای افتادن سنجاق در نزدیکی و همچنین غرش موتور جت را در دوردست تشخیص دهد.
واحدهای اندازه گیری نویز
هنگامی که سطح نویز را با یک صداسنج اندازه گیری می کنید، شدت نویز را بر حسب واحد دسی بل (dB) اندازه گیری می کنید. یک صدا سنج از نمایشگری با محدوده دسی بل و وضوح تقریبی به محدوده دینامیکی گوش استفاده می کند. ساخت یک صدا سنج که عملکرد خطی داشته باشد دشوار است، بنابراین از یک مقیاس لگاریتمی استفاده می شود که از 10 به عنوان پایه استفاده می شود.
سطوح دسی بل صداهای رایج
در اینجا لیستی از سطوح دسیبل صداهای رایج آمده است:
- تقریباً سکوت کامل - 0 دسی بل
- یک زمزمه - 15 دسی بل
- یک کتابخانه - 45 دسی بل
- مکالمه معمولی - 60 دسی بل
- فلاشینگ توالت - 75-85 دسی بل
- رستوران پر سر و صدا - 90 دسی بل
- حداکثر نویز در بخش بیمارستان - 100 دسی بل
- گریه کودک - 110 دسی بل
- موتور جت - 120 دسی بل
- پورشه 911 کاررا RSR توربو 2.1–138 دسی بل
- بالون ترکیدن - 157 دسی بل
انواع دسی بل
وقتی صحبت از صدا می شود، انواع مختلفی از دسی بل وجود دارد:
- SPL (سطوح فشار صدا): صداهای دنیای واقعی (غیر سیگنالی) را اندازه گیری می کند که با یک SPL متر تخصصی اندازه گیری می شود.
- dBFS (مقیاس کامل دسی بل): نحوه اندازه گیری سطوح سیگنال دیجیتال در دنیای 0 و 1 ثانیه، که در آن حداکثر قدرت سیگنال = 0 بر روی متر است.
- dBV (دسی بل ولت): عمدتاً در تجهیزات آنالوگ یا نرم افزارهای دیجیتالی که دنده های آنالوگ را شبیه سازی می کنند استفاده می شود. مترهای VU بر خلاف پیک مترها، که تنها بلندترین سیگنال های اوج لحظه ای را نشان می دهند، سطوح صوتی متوسط را ثبت می کنند. در روزهای اولیه صدای آنالوگ، نوار مغناطیسی در مقایسه با نوار مغناطیسی تولید شده چندین دهه بعد، قادر به ضبط سیگنال صوتی زیادی نبود، بنابراین ضبط بیش از 0 بسته به نوار مورد استفاده، تا +3 یا +6 قابل قبول بود. یا حتی بالاتر.
آشنایی با فرمت های صوتی
فرمت صوتی چیست؟
وقتی صدا را ضبط می کنید، باید تصمیم بگیرید که چگونه ذخیره شود. این به معنای انتخاب فرمت صدا، عمق بیت و نرخ نمونه مناسب است. این مانند انتخاب تنظیمات مناسب دوربین برای یک عکس است. می توانید کیفیت JPEG (کم، متوسط، زیاد) را انتخاب کنید یا حداکثر جزئیات را در یک فایل RAW ثبت کنید.
فرمت های صوتی مانند فرمت های تصویر هستند - .png، .tif، .jpg، .bmp، .svg - اما برای صدا. فرمت صوتی تعیین می کند که چه مقدار داده برای نمایش صدا استفاده می شود، فشرده شده است یا نه، و چه نوع داده ای استفاده می شود.
صدای فشرده نشده
وقتی نوبت به تولید صدا می رسد، معمولاً می خواهید از صدای فشرده نشده استفاده کنید. به این ترتیب، می توانید نحوه توزیع صدا را کنترل کنید. حتی اگر از پلتفرمی مانند Vimeo، YouTube یا Spotify استفاده می‌کنید، ابتدا می‌خواهید صدا را در قالب غیرفشرده تسلط دهید.
صدای فشرده
اگر با موسیقی کار می کنید، ممکن است لازم باشد فایل صوتی را در صورتی که برای پلتفرم توزیع خیلی بزرگ است، فشرده کنید. به عنوان مثال، Distrokid فقط فایل های تا 1 گیگابایت را می پذیرد. بنابراین اگر آهنگ شما واقعا طولانی است، باید آن را فشرده کنید.
رایج ترین فرمت های فایل برای تولید موسیقی WAV و FLAC هستند. FLAC یک فرمت فشرده سازی بدون تلفات است که بهتر از mp3 است. Spotify استفاده از فرمت AAC را توصیه می کند.
صادرات صدا
هنگامی که صدا را به عنوان بخشی از یک ویدیو صادر می کنید، معمولاً چند پیش تنظیم برای انتخاب خواهید داشت (به عنوان مثال YouTube، Vimeo، Mobile، Web، Apple Pro Res.). صدا همراه با ویدیو بر اساس تنظیمات صادراتی شما فشرده می شود.
اگر مورد استفاده ای دارید که با تنظیمات از پیش تعیین شده مطابقت ندارد، می توانید تحقیقات بیشتری را به صورت آنلاین انجام دهید تا بهترین تنظیمات را بیابید.
مقایسه فایل
در اینجا مقایسه اندازه فایل در فرمت های مختلف صوتی وجود دارد:
- WAV: بزرگ
- FLAC: متوسط
- MP3: کوچک
خب! حالا شما مالک آن هستید! اکنون همه چیز را در مورد فرمت های صوتی می دانید.
عمق بیت چیست؟
عمق بیت یک اصطلاح فنی است که برای توصیف وضوح دینامیکی شکل موج صدا استفاده می شود. این مقدار کمی شبیه تعداد ارقام اعشاری است که برای نشان دادن کل فایل صوتی استفاده می شود و یک عامل کلیدی در تعیین کیفیت و وضوح کلی یک صدا است.
مبانی عمق بیت
عمق بیت تماماً در مورد محدوده مقادیری است که برای نشان دادن بلندترین و بی صداترین سیگنال هایی که می توان در یک رسانه دیجیتال ضبط کرد استفاده می شود. در اینجا خلاصه ای سریع از اصول اولیه آورده شده است:
- مقادیر عمق بیت نشان دهنده وضوح دینامیکی شکل موج صدا است.
- عمق بیت همچنین تعداد کلی ارقام اعشار را برای همه 0 و 1 های مورد استفاده برای نمایش کل فایل صوتی تعریف می کند.
- رایج ترین استانداردهای عمق بیت 16 بیتی و 24 بیتی هستند. هرچه بیت های بیشتری استفاده شود، فایل صوتی بزرگتر و کیفیت یا وضوح بالاتری خواهد داشت.
- صدای سی دی به عنوان یک رسانه 16 بیتی تعریف می شود، در حالی که دی وی دی ها می توانند صدای 16، 20 یا 24 بیتی را پخش کنند.
عمق بیت به عنوان یک پارامتر خلاق
عمق بیت فقط یک اصطلاح فنی نیست - همچنین می تواند به عنوان یک پارامتر خلاقانه استفاده شود. به عنوان مثال، یک ژانر کامل از موسیقی الکترونیکی به نام Chiptune وجود دارد که صدایی را که در نسل های قبلی رایانه های دارای پردازنده های 8 بیتی پخش می شود، شبیه سازی می کند.
بنابراین اگر به دنبال اضافه کردن کمی طعم lo-fi به صدای خود هستید، عمق بیت قطعا چیزی است که باید در نظر بگیرید. فقط به یاد داشته باشید که هر چه بیت های بیشتری استفاده شود، فایل صوتی بزرگتر و کیفیت یا وضوح بالاتری خواهد داشت.
نتیجه
اکنون همه چیز را در مورد سیگنال صوتی به عنوان بازنمایی صدا به عنوان سیگنالی به شکل ارتعاشات الکتریکی یا مکانیکی می دانید. نحوه شنیدن موسیقی و نحوه ضبط آن است. این است که چگونه آن را با دیگران به اشتراک می گذاریم و چگونه از آن در دستگاه های خود لذت می بریم.
بنابراین، از شروع با آن نترسید و از آن لذت ببرید!
من Joost Nusselder، بنیانگذار Neaera و یک بازاریاب محتوا هستم، پدر، و عاشق امتحان کردن تجهیزات جدید با گیتار در قلب علاقه‌ام هستم، و همراه با تیمم، از سال 2020 در حال ایجاد مقالات عمیق در وبلاگ هستم. برای کمک به خوانندگان وفادار با نکات ضبط و گیتار.
