Miten se tekee sen? Miten ääni siirtyy lähteestä kaiuttimeen, jotta voit kuulla sen?
Äänisignaali on sähköinen esitys äänen sähköisessä muodossa äänitaajuus 20 - 20,000 XNUMX Hz. Ne voidaan syntetisoida suoraan tai ne voivat olla peräisin mikrofonista tai instrumentin poimintamuuntimesta. Signaalivirtaus on reitti lähteestä kaiuttimeen, jossa äänisignaali muunnetaan ääneksi.
Katsotaanpa, mikä äänisignaali on ja MITEN se toimii. Keskustelen myös eri tyyppisistä signaalivirroista ja signaalivirran määrittämisestä kodin äänijärjestelmää varten.
Audiosignaalin käsittelyn ymmärtäminen
Mitä on äänisignaalin käsittely?
Oletko koskaan miettinyt, kuinka suosikkikappaleesi yhdistyvät? No, kaikki on äänisignaalin käsittelyn ansiosta! Äänisignaalin käsittely on prosessi, jossa ääni muunnetaan digitaalisiin muotoihin, manipuloidaan äänitaajuuksia ja lisätään tehosteita täydellisen kappaleen luomiseksi. Sitä käytetään äänitysstudioissa, tietokoneissa ja kannettavissa tietokoneissa ja jopa erikoistuneissa tallennuslaitteissa.
Äänisignaalin käsittelyn aloittaminen
Jos olet kiinnostunut oppimaan lisää äänisignaalin käsittelystä, Warren Koontzin Johdatus äänisignaalin käsittelyyn on täydellinen paikka aloittaa. Se kattaa äänen ja analogisten äänisignaalien perusteet, näytteistyksen ja kvantisoinnin digitaalinen ääni signaalit, aika- ja taajuusalueen käsittely ja jopa tietyt sovellukset, kuten taajuuskorjaimen suunnittelu, tehosteiden luominen ja tiedostojen pakkaus.
Opi äänisignaalin käsittelyä MATLABin avulla
Parasta tässä kirjassa on, että se sisältää esimerkkejä ja harjoituksia, jotka käyttävät MATLAB-skriptejä ja -funktioita. Tämä tarkoittaa, että voit käsitellä ääntä reaaliajassa omalla tietokoneellasi ja saada paremman käsityksen siitä, miten äänisignaalin käsittely toimii.
kirjailijasta
Warren Koontz on Rochester Institute of Technologyn emeritusprofessori. Hänellä on BS Marylandin yliopistosta, MS Massachusetts Institute of Technologysta ja Ph.D. Purduen yliopistosta, kaikki sähkötekniikan alalta. Hän vietti yli 30 vuotta Bell Laboratoriesissa digitaalisten siirtojärjestelmien kehittämisessä, ja jäätyään eläkkeelle hän liittyi RIT:n tiedekuntaan auttamaan äänitekniikan vaihtoehdon luomisessa. Koontz on jatkanut tutkimustaan äänitekniikan alalla ja julkaissut ja esitellyt tutkimustuloksiaan.
Tiede vaihtovirtojen takana
Mikä on AC?
Vaihtovirrat (AC) ovat kuin sähkön villi lapsi – ne eivät pysy yhdessä paikassa ja muuttuvat aina. Toisin kuin tasavirta (DC), joka virtaa vain yhteen suuntaan, AC vaihtaa jatkuvasti positiivisen ja negatiivisen välillä. Tästä syystä sitä käytetään äänisignaaleissa – se voi luoda monimutkaisia ääniä tarkasti.
Miten se toimii?
AC-äänisignaalit moduloidaan vastaamaan toistettavan äänen korkeutta, aivan kuten ääniaallot vuorottelevat korkean ja matalan paineen välillä. Tämä tehdään muuttamalla kahta arvoa - taajuutta ja amplitudia.
- Taajuus: Kuinka usein signaali muuttuu positiivisesta negatiiviseksi.
- Amplitudi: Signaalin taso tai äänenvoimakkuus desibeleinä mitattuna.
Miksi AC on niin mahtava?
AC on kuin sähkön supersankari – se pystyy tekemään asioita, joihin muut sähkömuodot eivät pysty. Se voi ottaa monimutkaisia ääniä ja muuttaa ne sähköisiksi signaaleiksi ja sitten takaisin ääneksi. Se on kuin taikuutta, mutta tieteellä!
Mikä on signaalivirta?
Perusteet
Signaalivirta on kuin puhelinpeliä, mutta äänellä. Se on matka, jonka ääni kulkee lähteestään korviin. Se voi olla lyhyt matka, kuten silloin, kun kuuntelet suosikkikappaleitasi kotistereosta. Tai se voi olla pitkä, mutkikas matka, kuten silloin, kun olet äänitysstudiossa kaikkien kellojen ja pillien kanssa.
Nitty Gritty
Mitä tulee signaalin virtaukseen, matkan varrella on paljon pysähdyksiä. Ääni voi kulkea miksauspöydän, ulkoisten äänilaitteiden ja jopa eri huoneiden läpi. Se on kuin iso vanha audioviestikilpailu!
Edut
Signaalivirran kauneus on, että se voi auttaa parantamaan ääntäsi. Se voi auttaa sinua hallitsemaan tilavuus, lisää tehosteita ja jopa varmista, että ääni menee oikeaan paikkaan. Joten jos haluat saada kaiken irti äänestäsi, sinun kannattaa tutustua signaalin virtaukseen.
Äänisignaalien ymmärtäminen
Mitä ovat äänisignaalit?
Äänisignaalit ovat kuin kaiuttimiesi kieli. He kertovat kaiuttimillesi, mitä sanoa ja kuinka äänekkäästi sanoa. Niiden ansiosta musiikkisi kuulostaa mahtavalta, elokuvasi kuulostavat intensiivisiltä ja podcastisi kuulostavat ammattitallenneelta.
Mitkä parametrit luonnehtivat äänisignaaleja?
Äänisignaaleja voidaan luonnehtia muutamalla eri parametrilla:
- Kaistanleveys: Tämä on taajuusalue, jonka signaali voi kuljettaa.
- Nimellinen taso: Tämä on signaalin keskimääräinen taso.
- Tehotaso desibeleinä (dB): Tämä on signaalin voimakkuuden mitta suhteessa vertailutasoon.
- Jännitetaso: Tämä on signaalin voimakkuuden mitta suhteessa signaalitien impedanssiin.
Mitkä ovat äänisignaalien eri tasot?
Äänisignaalit ovat eri tasoisia sovelluksesta riippuen. Tässä on nopea yhteenveto yleisimmistä tasoista:
- Line Level: Tämä on standarditaso ammattikäyttöön tarkoitetuille mikserikonsoleille.
- Kuluttajataso: Tämä on linjatasoa alhaisempi taso, ja sitä käytetään kuluttajien äänilaitteissa.
- Mikrofonin taso: Tämä on alin taso ja sitä käytetään mikrofoneille.
Mitä kaikki tämä tarkoittaa?
Lyhyesti sanottuna äänisignaalit ovat kuin kaiuttimiesi kieli. Ne kertovat kaiuttimillesi, mitä sanoa, kuinka kovaa ja miten saat musiikistasi, elokuvistasi ja podcasteistasi kuulostamaan upeilta. Joten jos haluat äänen kuulostavan parhaalta, sinun on ymmärrettävä äänisignaalien eri parametrit ja tasot.
Mikä on digitaalinen ääni?
Mikä se on?
Digitaalinen ääni on äänisignaalin digitaalinen muoto. Sitä käytetään kaikenlaisissa äänilaajennuksissa ja digitaalisissa äänityöasemaohjelmistoissa (DAW). Pohjimmiltaan se on tieto, joka kulkee DAW:n läpi ääniraidalta laajennukseen ja laitteistolähtöön.
Miten se kuljetetaan?
Digitaalista ääntä voidaan lähettää useilla eri kaapeleilla, mukaan lukien:
- Optinen kuitu
- Coaxial
- Kierretty pari
Lisäksi linjakoodia ja viestintäprotokollaa käytetään digitaalisen signaalin tuottamiseen siirtovälineelle. Joitakin suosituimpia digitaalisia audiosiirtoja ovat:
- PERINNE
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Ääni Ethernetin kautta
- Audio IP:n kautta
Joten mitä tämä kaikki tarkoittaa?
Maallikon termein digitaalinen ääni on tapa lähettää äänisignaaleja kaapeleiden ja ilman kautta. Sitä käytetään kaikenlaisissa äänilaajennuksissa ja digitaalisissa äänityöasemaohjelmistoissa (DAW). Joten jos olet muusikko, tuottaja, tai ääniinsinööri, olet todennäköisesti käyttänyt digitaalista ääntä jossain urasi vaiheessa.
Äänisignaalien manipulointi
Mikä on signaalinkäsittely?
Signaalinkäsittely on tapa ottaa äänisignaali, kuten ääni, ja muuttaa sitä jollain tavalla. Se on kuin ottaisi ääni, kytkeisi sen tietokoneeseen ja sitten käyttäisi joukkoa nuppeja ja valitsimia saadaksesi sen kuulostamaan erilaiselta.
Mitä voit tehdä signaalinkäsittelyllä?
Signaalinkäsittelyllä voidaan tehdä kaikenlaisia hienoja asioita äänen kanssa. Tässä on joitain mahdollisuuksia:
- Korkeat tai matalat taajuudet voidaan suodattaa pois.
- Tiettyjä taajuuksia voidaan korostaa tai minimoida taajuuskorjaimella.
- Harmonisia ylisävyjä voidaan lisätä vääristymällä.
- Amplitudia voidaan säätää kompressorilla.
- Musiikkitehosteita, kuten kaiku, kuoro ja viive, voidaan lisätä.
- Signaalin kokonaistasoa voidaan säätää faderilla tai vahvistimella.
- Useita signaaleja voidaan yhdistää mikseriin.
Mitä kaikki tämä tarkoittaa?
Lyhyesti sanottuna signaalinkäsittely on tapa ottaa ääni ja saada se kuulostamaan täysin erilaiselta. Voit tehdä siitä kovempaa tai pehmeämpää, lisätä tehosteita tai jopa yhdistää useita ääniä yhdeksi. Se on kuin leikkipaikka, jolla voi pelata!
Mikä on Transduktio?
Perusteet
Transduktio on prosessi, jossa ääni muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi. Toisin sanoen se on prosessi, jossa ääniaallot muunnetaan nollaksi ja 0:ksi. Se on kuin maaginen silta fyysisen ja digitaalisen maailman välillä.
Players
Transduktiopelissä on kaksi pääpelaajaa:
- Mikrofonit: Nämä muuntimet ottavat ääniaaltoja ja muuttavat ne sähköisiksi signaaleiksi.
- Kaiuttimet: Nämä muuntimet ottavat sähköisiä signaaleja ja muuttavat ne ääniaalloiksi.
Tyypit
Mitä tulee transduktioon, äänisignaaleja on kahta päätyyppiä: analoginen ja digitaalinen. Analoginen on alkuperäinen ääniaalto, kun taas digitaalinen on 0s ja 1s versio.
Process
Transduktioprosessi on melko yksinkertainen. Ensinnäkin mikrofonikapseli kohtaa ääniaallon. Tämä kapseli muuntaa sitten värähtelyn mekaanisen energian sähkövirraksi. Tämä virta vahvistetaan ja muunnetaan digitaaliseksi signaaliksi. Lopuksi tämä digitaalinen signaali muunnetaan takaisin ääniaalloksi kaiuttimen avulla.
Funky tiede
Korvamme muuntavat äänen myös sähköisiksi signaaleiksi, mutta nämä ovat kuulosignaaleja, eivät äänisignaaleja. Kuulosignaalit ovat kuuloa varten, kun taas äänisignaalit ovat tekniikkaa varten.
Siinä se on – nopea ja helppo opas transduktioon. Nyt voit tehdä vaikutuksen ystäviisi tiedoillasi maagisesta prosessista, jolla ääniaaltoja muutetaan nollaksi ja ykköseksi!
Desibeliasteikon ymmärtäminen
Mikä on desibeli?
Kun katsot signaalimittaria, katsot desibelitietoja. Desibelit mittaavat äänen voimakkuutta tai amplitudia. Se on logaritminen asteikko, ei lineaarinen, mikä tarkoittaa, että se voi mitata valtavan valikoiman äänitehotasoja. Ihmiskorva on hämmästyttävä laite, joka voi havaita lähellä putoavan neulan äänen sekä kaukaa olevan suihkumoottorin pauhinan.
Melun mittausyksiköt
Kun mittaat melutasoa äänitasomittarilla, mittaat melun voimakkuuden desibeliyksiköinä (dB). Äänimittari käyttää näyttöä, jonka desibelialue ja resoluutio vastaa korvan dynaamista aluetta. Lineaarisesti toimivaa äänitasomittaria olisi vaikea valmistaa, joten käytetään logaritmista asteikkoa, jonka perustana on 10.
Yleisten äänten desibelitasot
Tässä on luettelo yleisten äänten desibelitasoista:
- Lähes täydellinen hiljaisuus – 0 dB
- Kuiskaus - 15 dB
- Kirjasto - 45 dB
- Normaali keskustelu - 60 dB
- WC:n huuhtelu - 75-85 dB
- Meluisa ravintola - 90 dB
- Huippumelu sairaalaosastolla – 100 dB
- Vauvan itku - 110 dB
- Suihkumoottori - 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Ilmapallon poksahdus - 157 dB
Desibelien tyypit
Äänessä on useita desibeleitä:
- SPL (Sound Pressure Levels): mittaa todellisen maailman (signaalittomia) ääniä, mitattuna erityisellä SPL-mittarilla.
- dBFS (Decibels Full Scale): kuinka digitaalisen signaalin tasot mitataan nollan ja 0s:n maailmassa, jossa signaalin maksimivoimakkuus = 1 mittarissa.
- dBV (desibelivoltti): käytetään pääasiassa analogisissa laitteissa tai digitaalisissa ohjelmistoissa, jotka emuloivat analogista vaihdetta. VU-mittarit rekisteröivät keskimääräisiä äänitasoja, toisin kuin huippumittarit, jotka näyttävät vain voimakkaimmat hetkelliset huippusignaalit. Analogisen äänen alkuaikoina magneettinauha ei kyennyt tallentamaan yhtä paljon äänisignaalia verrattuna vuosikymmeniä myöhemmin tuotettuun magneettinauhaan, joten oli hyväksyttävää tallentaa yli 0 käytetystä nauhasta riippuen, +3 tai +6. tai jopa korkeammalle.
Ääniformaattien ymmärtäminen
Mikä on äänimuoto?
Kun tallennat ääntä, sinun on päätettävä, kuinka se tallennetaan. Tämä tarkoittaa oikean äänimuodon, bittisyvyyden ja näytetaajuuden valitsemista. Se on kuin valitseisi oikeat kamera-asetukset valokuvaa varten. Voit valita JPEG-laadun (matala, keskitaso, korkea) tai tallentaa mahdollisimman paljon yksityiskohtia RAW-tiedostoon.
Äänimuodot ovat kuin kuvaformaatit – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – mutta äänelle. Äänimuoto määrittää, kuinka paljon dataa käytetään edustamaan ääntä, onko se pakattu vai ei, ja minkä tyyppistä dataa käytetään.
Pakkaamaton ääni
Äänituotannossa kannattaa yleensä käyttää pakkaamatonta ääntä. Tällä tavalla voit hallita äänen jakautumista. Vaikka käyttäisit alustaa, kuten Vimeo, YouTube tai Spotify, kannattaa ensin hallita ääntä pakkaamattomassa muodossa.
Pakattu ääni
Jos työskentelet musiikin parissa, sinun on ehkä pakattava äänitiedosto, jos se on liian suuri jakelualustalle. Esimerkiksi Distrokid hyväksyy vain enintään 1 Gt:n tiedostot. Joten jos kappaleesi on todella pitkä, sinun on pakattava se.
Yleisimmät tiedostomuodot musiikin tuottamiseen ovat WAV ja FLAC. FLAC on häviötön pakkausmuoto, joka on parempi kuin mp3. Spotify suosittelee AAC-muodon käyttöä.
Viedään ääntä
Kun viet ääntä osana videota, sinulla on yleensä valittavana muutama esiasetus (esim. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Ääni pakataan videon mukana vientiasetustesi perusteella.
Jos sinulla on käyttötapaus, joka ei sovi esiasetuksiin, voit tehdä ylimääräistä tutkimusta verkossa selvittääksesi parhaat asetukset.
Tiedostokoon vertailu
Tässä on tiedostokokojen vertailu eri ääniformaateissa:
- WAV: Suuri
- FLAC: Keskikokoinen
- MP3: Pieni
Joten siinä se on! Nyt tiedät kaiken ääniformaateista.
Mikä on bittisyvyys?
Bittisyvyys on tekninen termi, jota käytetään kuvaamaan äänen aaltomuodon dynaamista resoluutiota. Se on vähän kuin koko äänitiedostoa edustavien desimaalien määrä, ja se on avaintekijä äänen yleisen laadun ja resoluution määrittämisessä.
Bittisyvyyden perusteet
Bitisyvyydessä on kyse arvoalueesta, jota käytetään edustamaan äänekkäimpiä ja hiljaisimpia signaaleja, jotka voidaan tallentaa digitaaliselle medialle. Tässä on nopea yhteenveto perusasioista:
- Bittisyvyysarvot edustavat äänen aaltomuodon dynaamista resoluutiota.
- Bittisyvyys määrittää myös desimaalien kokonaismäärän kaikille 0:lle ja 1:lle, joita käytetään edustamaan koko äänitiedostoa.
- Yleisimmät bittisyvyysstandardit ovat 16-bittinen ja 24-bittinen. Mitä enemmän bittejä käytetään, sitä suurempi äänitiedosto on ja sitä korkeampi laatu tai resoluutio on.
- CD-ääni määritellään 16-bittiseksi tallennusvälineeksi, kun taas DVD-levyt voivat toistaa 16-, 20- tai 24-bittistä ääntä.
Bittisyvyys luovana parametrina
Bitisyvyys ei ole vain tekninen termi – sitä voidaan käyttää myös luovana parametrina. Esimerkiksi Chiptune-niminen elektronisen musiikin genre jäljittelee tapaa, jolla ääni kuulosti aiempien sukupolvien tietokoneissa, joissa on 8-bittinen prosessori.
Joten jos haluat lisätä lo-fi-makua soundiisi, bittisyvyys on ehdottomasti otettava huomioon. Muista vain, että mitä enemmän bittejä käytetään, sitä suurempi äänitiedosto on ja sitä korkeampi laatu tai resoluutio on.
Yhteenveto
Nyt tiedät kaiken äänisignaalista sähköisen tai mekaanisen värähtelyn muodossa olevan äänen ESITYSTÄ. Näin kuulemme musiikkia ja kuinka tallennamme sitä. Näin jaamme sen muiden kanssa ja nautimme siitä laitteillamme.
Joten älä pelkää aloittaa sen kanssa ja pidä hauskaa!
Olen Joost Nusselder, Neaeran perustaja ja sisältömarkkinoija, isä, ja rakastan uusien laitteiden kokeilemista kitaran kanssa intohimoni ytimessä, ja yhdessä tiimini kanssa olen luonut syvällisiä blogiartikkeleita vuodesta 2020 lähtien. auttamaan uskollisia lukijoita äänitys- ja kitaravinkeillä.
