Kako to radi? Kako zvuk dolazi od izvora do zvučnika da ga možete čuti?
Audio signal je električni prikaz zvuka u audiofrekvencija opseg od 20 do 20,000 XNUMX Hz. Mogu se sintetizirati izravno ili potjecati iz mikrofona ili senzora instrumenta. Protok signala je put od izvora do zvučnika, gdje se audio signal pretvara u zvuk.
Pogledajmo što je audio signal i KAKO funkcionira. Također ću raspravljati o različitim vrstama protoka signala i kako postaviti protok signala za kućni audio sustav.
Razumijevanje obrade audio signala
Što je obrada audio signala?
Jeste li se ikada zapitali kako se spajaju vaše omiljene pjesme? Pa, sve je to zahvaljujući obradi audio signala! Obrada audio signala proces je pretvaranja zvuka u digitalne formate, manipuliranja zvučnim frekvencijama i dodavanja efekata za stvaranje savršene pjesme. Koristi se u studijima za snimanje, na osobnim i prijenosnim računalima, pa čak i na specijaliziranoj opremi za snimanje.
Početak rada s obradom audio signala
Ako ste zainteresirani za učenje više o obradi audio signala, Warren Koontz Uvod u obradu audio signala savršeno je mjesto za početak. Pokriva osnove zvuka i analognih audio signala, uzorkovanje i kvantiziranje Digitalni zvuk signala, obrade vremenske i frekvencijske domene, pa čak i specifične aplikacije poput dizajna ekvilizatora, generiranja efekata i kompresije datoteka.
Naučite obradu audio signala s MATLAB-om
Najbolji dio ove knjige je to što dolazi s primjerima i vježbama koje koriste MATLAB skripte i funkcije. To znači da možete obrađivati zvuk u stvarnom vremenu na vlastitom računalu i bolje razumjeti kako funkcionira obrada audio signala.
O Autor:
Warren Koontz je profesor emeritus na Rochester Institute of Technology. Diplomirao je na Sveučilištu Maryland, magistrirao na Tehnološkom institutu u Massachusettsu i doktorirao. sa Sveučilišta Purdue, svi u elektrotehnici. Proveo je više od 30 godina u Bell Laboratories razvijajući digitalne prijenosne sustave, a nakon umirovljenja, pridružio se fakultetu na RIT-u kako bi pomogao u stvaranju opcije Audio Engineering Technology. Koontz je nastavio svoja istraživanja u području audio inženjeringa te je objavio i predstavio rezultate svojih istraživanja.
Znanost iza izmjeničnih struja
Što je AC?
Izmjenične struje (AC) su poput divljeg djeteta elektriciteta – ne ostaju na jednom mjestu i uvijek se mijenjaju. Za razliku od istosmjerne struje (DC) koja teče samo u jednom smjeru, izmjenična se konstantno mijenja između pozitivnog i negativnog pola. To je razlog zašto se koristi u audio signalima - može rekreirati složene zvukove s točnošću.
Kako radi?
AC audio signali modulirani su kako bi odgovarali visini zvuka koji se reproducira, baš kao što se zvučni valovi izmjenjuju između visokog i niskog tlaka. To se postiže promjenom dviju vrijednosti - frekvencije i amplitude.
- Frekvencija: Koliko se često signal mijenja iz pozitivnog u negativni.
- Amplituda: Razina ili glasnoća signala, mjerena u decibelima.
Zašto je AC tako sjajan?
Izmjenična struja je poput superheroja električne energije – može činiti stvari koje drugi oblici električne energije ne mogu. Može uzeti složene zvukove i pretvoriti ih u električne signale, a zatim ih ponovno pretvoriti u zvuk. To je kao magija, ali sa znanošću!
Što je tok signala?
Osnove
Protok signala je poput igre telefonom, ali sa zvukom. To je putovanje koje zvuk prolazi od svog izvora do vaših ušiju. To može biti kratko putovanje, kao kada slušate svoje omiljene pjesme na kućnom stereo uređaju. Ili bi to moglo biti dugo, vijugavo putovanje, kao kada ste u studiju za snimanje sa svim zvonima i zviždaljkama.
Nitty Gritty
Što se tiče protoka signala, postoji mnogo zaustavljanja na putu. Zvuk može proći kroz miks konzolu, vanjsku audio opremu, pa čak i različite prostorije. To je kao velika stara audio štafeta!
Prednosti
Ljepota protoka signala je u tome što može pomoći da vaš zvuk bude bolji. Može vam pomoći u kontroli volumen, dodajte efekte i čak se pobrinite da zvuk ide na pravo mjesto. Dakle, ako želite izvući maksimum iz svog zvuka, tada ćete htjeti upoznati protok signala.
Razumijevanje audio signala
Što su audio signali?
Audio signali su poput jezika vaših zvučnika. Oni su ti koji govore vašim govornicima što da kažu i koliko glasno da to kažu. Oni su ti zbog kojih vaša glazba zvuči sjajno, vaši filmovi zvuče intenzivno, a vaši podcasti zvuče poput profesionalne snimke.
Koji parametri karakteriziraju audio signale?
Audio signali se mogu karakterizirati s nekoliko različitih parametara:
- Širina pojasa: Ovo je raspon frekvencija koje signal može nositi.
- Nominalna razina: Ovo je prosječna razina signala.
- Razina snage u decibelima (dB): Ovo je mjera jačine signala u odnosu na referentnu razinu.
- Razina napona: Ovo je mjera jačine signala u odnosu na impedanciju putanje signala.
Koje su različite razine audio signala?
Audio signali dolaze u različitim razinama ovisno o primjeni. Evo kratkog pregleda najčešćih razina:
- Line Level: Ovo je standardna razina za profesionalne miks konzole.
- Razina potrošača: Ovo je niža razina od razine linije i koristi se za audio opremu potrošača.
- Razina mikrofona: Ovo je najniža razina i koristi se za mikrofone.
Što sve ovo znači?
Ukratko, audio signali su poput jezika vaših govornika. Govore vašim zvučnicima što da kažu, koliko glasno da to izgovore i kako da vaša glazba, filmovi i podcasti zvuče sjajno. Dakle, ako želite da vaš zvuk zvuči najbolje, morate razumjeti različite parametre i razine audio signala.
Što je digitalni audio?
Što je to?
Digitalni zvuk je digitalni oblik audio signala. Koristi se u svim vrstama audio dodataka i softvera za digitalne audio radne stanice (DAW). U osnovi, to su informacije koje prolaze kroz DAW od audio zapisa do dodatka i izlaze na hardverski izlaz.
Kako se transportira?
Digitalni zvuk može se slati preko raznih kabela, uključujući:
- Optička vlakna
- koaksijalan
- Upletena parica
Osim toga, linijski kod i komunikacijski protokol primjenjuju se za prikaz digitalnog signala za prijenosni medij. Neki od najpopularnijih digitalnih audio prijenosa uključuju:
- TRADICIJA
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Audio preko Etherneta
- Audio preko IP-a
Dakle, što sve to znači?
Laički rečeno, digitalni zvuk je način slanja audio signala putem kabela i putem zraka. Koristi se u svim vrstama audio dodataka i softvera za digitalne audio radne stanice (DAW). Dakle, ako ste glazbenik, producent, ili audio inženjera, velike su šanse da ste koristili digitalni zvuk u nekom trenutku svoje karijere.
Manipuliranje audio signalima
Što je obrada signala?
Obrada signala je način uzimanja audio signala, poput zvuka, i mijenjanja na neki način. To je kao da uzmete zvuk, uključite ga u računalo, a zatim koristite hrpu gumba i kotačića kako biste zvučali drugačije.
Što možete učiniti s obradom signala?
Obrada signala može se koristiti za obavljanje raznih cool stvari sa zvukom. Evo nekih od mogućnosti:
- Visoke ili niske frekvencije mogu se filtrirati.
- Određene frekvencije mogu se naglasiti ili smanjiti pomoću ekvilizatora.
- Harmonijski prizvuci mogu se dodati s distorzijom.
- Amplituda se može kontrolirati pomoću kompresora.
- Mogu se dodati glazbeni efekti kao što su reverb, chorus i delay.
- Ukupna razina signala može se prilagoditi faderom ili pojačalom.
- S mikserom se može kombinirati više signala.
Što sve ovo znači?
Ukratko, obrada signala je način da se uzme zvuk i učini da zvuči potpuno drugačije. Možete ga pojačati ili stišati, dodati efekte ili čak kombinirati više zvukova u jedan. To je kao da imate zvučno igralište za igru!
Što je transdukcija?
Osnove
Transdukcija je proces pretvaranja zvuka u električne signale. Drugim riječima, to je proces pretvaranja zvučnih valova u nule i jedinice. To je poput čarobnog mosta između fizičkog i digitalnog svijeta.
Igrači
Dva su glavna igrača u igri transdukcije:
- Mikrofoni: Ovi pretvornici uzimaju zvučne valove i pretvaraju ih u električne signale.
- Zvučnici: Ovi pretvarači uzimaju električne signale i pretvaraju ih u zvučne valove.
Vrste
Kada je riječ o transdukciji, postoje dvije glavne vrste audio signala: analogni i digitalni. Analogni je izvorni zvučni val, dok je digitalni 0s i 1s verzija.
Proces
Proces transdukcije je prilično jednostavan. Prvo, zvučni val nailazi na kapsulu mikrofona. Ova kapsula zatim pretvara mehaničku energiju vibracije u električnu struju. Ta se struja zatim pojačava i pretvara u digitalni signal. Konačno, ovaj digitalni signal se pomoću zvučnika pretvara natrag u zvučni val.
Funky Science
Naše uši također pretvaraju zvuk u električne signale, ali to su zvučni signali, a ne audio signali. Zvučni signali su za sluh, dok su audio signali za tehnologiju.
Eto ga – brz i jednostavan vodič za transdukciju. Sada možete impresionirati svoje prijatelje svojim znanjem o čarobnom procesu pretvaranja zvučnih valova u 0s i 1s!
Razumijevanje ljestvice decibela
Što je decibel?
Kada gledate mjerač signala, gledate informacije o decibelima. Decibeli mjere glasnoću ili amplitudu zvuka. To je logaritamska, a ne linearna ljestvica, što znači da može mjeriti veliki raspon razina zvučne snage. Ljudsko uho je nevjerojatan uređaj koji može detektirati zvuk pribadače koja pada u blizini, kao i buku mlaznog motora u daljini.
Jedinice mjerenja buke
Kad mjerite razinu buke pomoću mjerača razine zvuka, intenzitet buke mjerite u decibelima (dB). Mjerač zvuka koristi zaslon s rasponom decibela i rezolucijom za približavanje dinamičkom rasponu uha. Bilo bi teško proizvesti mjerač razine zvuka koji ima linearne performanse, pa se koristi logaritamska ljestvica, koristeći 10 kao bazu.
Razina decibela uobičajenih zvukova
Evo popisa razina uobičajenih zvukova u decibelima:
- Gotovo potpuna tišina — 0 dB
- Šapat — 15 dB
- Knjižnica — 45 dB
- Normalan razgovor — 60 dB
- Ispiranje WC školjke — 75–85 dB
- Bučan restoran — 90 dB
- Najveća buka na bolničkom odjelu — 100 dB
- Dječji plač — 110 dB
- Mlazni motor — 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Pucanje balona — 157 dB
Vrste decibela
Što se tiče zvuka, postoji nekoliko vrsta decibela:
- SPL (Sound Pressure Levels): mjeri zvukove iz stvarnog svijeta (bez signala), mjereno specijaliziranim SPL mjeračem.
- dBFS (Decibels Full Scale): kako se mjere digitalne razine signala u svijetu 0s i 1s, gdje je maksimalna snaga signala =0 na mjeraču.
- dBV (Decibel Volt): uglavnom se koristi u analognoj opremi ili digitalnom softveru koji emulira analognu opremu. VU mjerači registriraju prosječne razine zvuka, za razliku od vršnih mjerača koji pokazuju samo najglasnije trenutne vršne signale. U ranim danima analognog zvuka, magnetska vrpca nije bila sposobna snimiti toliko audio signala u usporedbi s magnetskom vrpcom proizvedenom desetljećima kasnije, pa je postalo prihvatljivo snimati preko 0, ovisno o vrpci koja se koristi, do +3 ili +6 ili još više.
Razumijevanje audio formata
Što je audio format?
Kada snimate zvuk, morate odlučiti kako ćete ga pohraniti. To znači odabrati pravi audio format, dubinu bita i brzinu uzorkovanja. To je poput odabira pravih postavki fotoaparata za fotografiju. Možete odabrati kvalitetu JPEG (niska, srednja, visoka) ili snimiti maksimalnu količinu detalja u RAW datoteku.
Audioformati su poput slikovnih formata – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – ali za zvuk. Format zvuka definira koliko se podataka koristi za predstavljanje zvuka, jesu li komprimirani ili ne i koja se vrsta podataka koristi.
Nekomprimirani audio
Kada je riječ o audio produkciji, obično se želite držati nekomprimiranog zvuka. Na taj način možete kontrolirati kako se zvuk distribuira. Čak i ako koristite platformu kao što je Vimeo, YouTube ili Spotify, najprije ćete htjeti savladati zvuk u nekomprimiranom formatu.
Komprimirani audio
Ako radite s glazbom, možda ćete morati komprimirati audio datoteku ako je prevelika za distribucijsku platformu. Na primjer, Distrokid prihvaća samo datoteke do 1 GB. Dakle, ako je vaša pjesma jako duga, morat ćete je komprimirati.
Najčešći formati datoteka za proizvodnju glazbe su WAV i FLAC. FLAC je format kompresije bez gubitaka, koji je bolji od mp3. Spotify preporučuje korištenje AAC formata.
Izvoz zvuka
Kada izvozite zvuk kao dio videozapisa, obično ćete imati nekoliko unaprijed postavljenih postavki za odabir (npr. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Zvuk će se komprimirati zajedno s videom na temelju vaših postavki izvoza.
Ako imate slučaj upotrebe koji ne odgovara unaprijed postavljenim postavkama, možete dodatno istražiti online kako biste otkrili najbolje postavke.
Usporedba veličine datoteke
Evo usporedbe veličina datoteka u različitim audio formatima:
- WAV: Veliko
- FLAC: srednje
- MP3: Mali
Dakle, eto ga! Sada znate sve o audio formatima.
Što je bit dubina?
Dubina bita je tehnički izraz koji se koristi za opisivanje dinamičke razlučivosti valnog oblika zvuka. Pomalo je poput broja decimalnih mjesta koja se koriste za predstavljanje cijele audio datoteke i ključni je faktor u određivanju ukupne kvalitete i razlučivosti zvuka.
Osnove bitne dubine
Dubina bita odnosi se na raspon vrijednosti koji se koriste za predstavljanje najglasnijih i najtiših signala koji se mogu snimiti u digitalnom mediju. Evo kratkog pregleda osnova:
- Vrijednosti dubine bita predstavljaju dinamičku rezoluciju valnog oblika zvuka.
- Dubina bita također definira ukupni broj decimalnih mjesta za sve nule i jedinice koje se koriste za predstavljanje cijele audio datoteke.
- Najčešći standardi dubine bita su 16-bitni i 24-bitni. Što se više bitova koristi, veća je zvučna datoteka i bit će veća kvaliteta ili razlučivost.
- CD audio je definiran kao 16-bitni medij, dok DVD-ovi mogu reproducirati 16, 20 ili 24-bitni audio.
Dubina bita kao kreativni parametar
Dubina bita nije samo tehnički izraz – može se koristiti i kao kreativni parametar. Na primjer, postoji cijeli žanr elektroničke glazbe pod nazivom Chiptune koji oponaša način na koji je zvuk zvučao kada se reproducira na ranijim generacijama računala s 8-bitnim procesorima.
Dakle, ako svom zvuku želite dodati malo lo-fi arome, bitnu dubinu svakako treba uzeti u obzir. Samo zapamtite da što se više bitova koristi, veća je zvučna datoteka i veća će kvaliteta ili razlučivost.
Zaključak
Sada znate sve o audio signalu kao PRIKAZU zvuka kao signala u obliku električnih ili mehaničkih vibracija. To je način na koji slušamo glazbu i kako je snimamo. To je način na koji to dijelimo s drugima i kako u tome uživamo na svojim uređajima.
Dakle, nemojte se bojati započeti s tim i zabavite se!
Ja sam Joost Nusselder, osnivač Neaere i marketer sadržaja, tata i volim isprobavati novu opremu s gitarom u srcu moje strasti, a zajedno sa svojim timom stvaram detaljne članke na blogu od 2020. pomoći vjernim čitateljima savjetima za snimanje i gitaru.
