Wéi mécht et dat? Wéi kënnt den Audio vu Quell zum Lautsprecher fir datt Dir et héiert?
En Audiosignal ass eng elektresch Duerstellung vum Toun am Audio Frequenz Gamme vun 20 bis 20,000 Hz. Si kënnen direkt synthetiséiert ginn, oder stamen aus engem Mikrofon oder Instrument Pickup Transducer. Signalfloss ass de Wee vu Quell zum Lautsprecher, wou den Audiosignal an Toun ëmgewandelt gëtt.
Loosst eis kucken wat en Audiosignal ass a WEI et funktionnéiert. Ech wäert och déi verschidden Zorte vu Signal Flux diskutéieren a wéi engem Signal Flux fir engem doheem Audio System Ariichten.
Audio Signal Veraarbechtung verstoen
Wat ass Audio Signal Veraarbechtung?
Hutt Dir jeemools gefrot wéi Är Liiblingslidder zesummekommen? Gutt, et ass alles dank der Audiosignalveraarbechtung! Audiosignalveraarbechtung ass de Prozess fir den Toun an digital Formater ëmzewandelen, Tounfrequenzen ze manipuléieren an Effekter derbäizesetzen fir de perfekte Song ze kreéieren. Et gëtt an Opnamstudios benotzt, op PCs a Laptops, a souguer op spezialiséierten Opnamausrüstung.
Ufänken mat Audio Signal Veraarbechtung
Wann Dir interesséiert sidd fir méi iwwer Audiosignalveraarbechtung ze léieren, ass dem Warren Koontz seng Aféierung an d'Audio Signalveraarbechtung déi perfekt Plaz fir unzefänken. Et deckt d'Basis vun Toun an Analog Audio Signaler, Sampling an quantizing ze digital Audio Signaler, Zäit- an Frequenz Domain Veraarbechtung, an esouguer spezifesch Uwendungen wéi Equalizer Design, Effekt Generatioun, a Fichier Kompressioun.
Léiert Audio Signalveraarbechtung mat MATLAB
Dee beschten Deel iwwer dëst Buch ass datt et mat Beispiller an Übungen kënnt déi MATLAB Scripten a Funktiounen benotzen. Dëst bedeit datt Dir Audio an Echtzäit op Ärem eegene PC veraarbecht kënnt an e bessert Verständnis kritt wéi d'Audiosignalveraarbechtung funktionnéiert.
Iwwert den Auteur
Warren Koontz, Professor emeritus am Rochester Institute of Technology. Hien huet e BS vun der University of Maryland, engem MS vum Massachusetts Institute of Technology, an engem Ph.D. vun der Purdue University, alles am Elektrotechnik. Hien huet iwwer 30 Joer bei Bell Laboratories verbruecht fir digital Iwwerdroungssystemer z'entwéckelen, an no der Pensioun ass hien an d'Fakultéit bei RIT bäitrieden fir ze hëllefen eng Audio Engineering Technology Optioun ze kreéieren. De Koontz huet seng Fuerschung am Beräich vun der Audiotechnik fortgesat an huet Resultater vu senger Fuerschung publizéiert a presentéiert.
D'Wëssenschaft hannert Altersstrommen
Wat ass AC?
Alternating Currents (AC) si wéi dat wilde Kand vun Elektrizitéit - si bleiwen net op enger Plaz a veränneren sech ëmmer. Am Géigesaz zum Direct Current (DC) dee just an eng Richtung fléisst, wiesselt AC dauernd tëscht positiv an negativ. Dofir gëtt et an Audiosignaler benotzt - et kann komplex Kläng mat Genauegkeet nei kreéieren.
Wéi as et Aarbecht?
AC Audio Signaler ginn moduléiert fir den Toun vum Toun ze reproduzéiert ze passen, sou wéi Tounwellen alternéieren tëscht héijen an niddregen Drock. Dëst gëtt gemaach andeems zwee Wäerter geännert ginn - Frequenz an Amplitude.
- Frequenz: Wéi dacks ännert d'Signal vu positiv op negativ.
- Amplitude: Den Niveau oder de Volume vum Signal, gemooss an Decibel.
Firwat ass AC sou super?
AC ass wéi de Superheld vun Elektrizitéit - et kann Saachen maachen déi aner Forme vu Stroum net kënnen. Et kann komplex Kläng huelen an se an elektresch Signaler ëmsetzen, an dann erëm an Toun maachen. Et ass wéi Magie, awer mat Wëssenschaft!
Wat ass Signal Flow?
d'Basics
Signalfloss ass wéi e Spill vum Telefon, awer mat Toun. Et ass d'Rees e Klang vu senger Quell an Är Oueren hëlt. Et kéint eng kuerz Rees sinn, wéi wann Dir Är Liiblingslidder op Ärem Heem Stereo lauschtert. Oder et kéint eng laang, schweier Rees sinn, wéi wann Dir an engem Opnamstudio sidd mat all de Klacken a Flüschen.
D'Nitty Gritty
Wann et drëms geet, fir Signal Flux, ginn et vill Arrêten laanscht de Wee. Den Toun kann duerch eng Mëschkonsol, extern Audioausrüstung a souguer verschidde Raim passéieren. Et ass wéi eng grouss ol 'Audio Relais Rennen!
D 'Virdeeler
D'Schéinheet vum Signalfluss ass datt et hëllefe kann Ären Toun besser ze maachen. Et kann Iech hëllefen Kontroll der Volume, füügt Effekter derbäi, a gitt souguer sécher datt den Sound op déi richteg Plaz geet. Also, wann Dir sicht dat Bescht aus Ärem Audio ze kréien, da wëllt Dir de Signalfloss kennen léieren.
Audio Signaler verstoen
Wat sinn Audio Signaler?
Audiosignaler si wéi d'Sprooch vun Äre Spriecher. Si sinn déi, déi Är Spriecher soen wat se soen a wéi haart et ze soen. Si sinn déi, déi Är Musek genial maachen, Är Filmer kléngen intensiv, an Är Podcasts kléngen wéi eng professionell Opnam.
Wéi eng Parameteren charakteriséieren Audiosignaler?
Audiosignaler kënnen duerch e puer verschidde Parameter charakteriséiert ginn:
- Bandbreedung: Dëst ass d'Gamme vu Frequenzen déi d'Signal kann droen.
- Nominell Niveau: Dëst ass den Duerchschnëttsniveau vum Signal.
- Power Level an Decibels (dB): Dëst ass d'Mooss fir d'Stäerkt vum Signal relativ zu engem Referenzniveau.
- Spannungsniveau: Dëst ass d'Mooss fir d'Stäerkt vum Signal relativ zu der Impedanz vum Signalwee.
Wat sinn déi verschidden Niveauen vun Audiosignaler?
Audiosignaler kommen a verschiddene Niveauen ofhängeg vun der Applikatioun. Hei ass e séieren Iwwerbléck vun den allgemengsten Niveauen:
- Line Level: Dëst ass de Standardniveau fir professionnell Mëschkonsolen.
- Konsumentniveau: Dëst ass e méi nidderegen Niveau wéi Linnniveau a gëtt fir Konsument Audioausrüstung benotzt.
- Mic Level: Dëst ass den niddregsten Niveau a gëtt fir Mikrofone benotzt.
Wat heescht dat alles?
An enger Nossschuel, Audiosignaler si wéi d'Sprooch vun Äre Spriecher. Si soen Är Spriecher wat ze soen, wéi haart et ze soen, a wéi Dir Är Musek, Filmer a Podcasts genial mécht. Also wann Dir wëllt datt Ären Audio säi Bescht kléngt, musst Dir déi verschidde Parameteren an Niveauen vun Audiosignaler verstoen.
Wat ass Digital Audio?
Wat ass et?
Digital Audio ass déi digital Form vun engem Audiosignal. Et gëtt an all Zorte vun Audio Plug-ins an Digital Audio Workstation (DAW) Software benotzt. Prinzipiell ass et d'Informatioun déi duerch den DAW vun enger Audiostreck op e Plug-in an aus engem Hardwareoutput passéiert.
Wéi gëtt et transportéiert?
Digital Audio kann iwwer eng Vielfalt vu Kabel geschéckt ginn, dorënner:
- optesch Glasfaserkabelen
- Caoxial
- Verdréchent Puer
Plus, e Linncode a Kommunikatiounsprotokoll ginn ugewannt fir en digitale Signal fir en Iwwerdroungsmedium ze maachen. E puer vun de populäersten digitalen Audiotransporter enthalen:
- TRADITION
- TDIF
- TOS-LINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Audio iwwer Ethernet
- Audio iwwer IP
Also wat heescht dat alles?
Am Laie Begrëffer ass digital Audio e Wee fir Audiosignaler iwwer Kabelen an duerch d'Loft ze schécken. Et gëtt an all Zorte vun Audio Plug-ins an Digital Audio Workstation (DAW) Software benotzt. Also, wann Dir e Museker sidd, Produzent, oder Audioingenieur, d'Chancen sinn datt Dir irgendwann an Ärer Carrière digital Audio benotzt hutt.
Manipulatioun vun Audio Signaler
Wat ass Signalveraarbechtung?
Signalveraarbechtung ass e Wee fir en Audiosignal ze huelen, wéi en Toun, an et op iergendeng Manéier z'änneren. Et ass wéi en Toun ze huelen, en an e Computer ze pluggen, an dann eng Rëtsch Knäppercher an Zifferen ze benotzen fir et anescht ze kléngen.
Wat kënnt Dir mat Signalveraarbechtung maachen?
D'Signalveraarbechtung kann benotzt ginn fir all Zorte vu coole Saachen mat Toun ze maachen. Hei sinn e puer vun de Méiglechkeeten:
- Héich oder niddreg Frequenzen kënne gefiltert ginn.
- Bestëmmte Frequenzen kënne mat engem Ausgläich ënnersträicht oder miniméiert ginn.
- Harmonesch Iwwertéin kënne mat Verzerrung bäigefüügt ginn.
- Amplitude kann mat engem Kompressor kontrolléiert ginn.
- Musikalesch Effekter wéi Reverb, Chorus a Verzögerung kënne bäigefüügt ginn.
- De Gesamtniveau vum Signal kann mat engem Fader oder Verstärker ugepasst ginn.
- Multiple Signaler kënne mat engem Mixer kombinéiert ginn.
Wat heescht dat alles?
An enger Nossschuel, Signalveraarbechtung ass e Wee fir en Toun ze huelen an et ganz anescht ze maachen. Dir kënnt et méi haart oder méi mëll maachen, Effekter addéieren oder souguer verschidde Kläng an een kombinéieren. Et ass wéi eng sonesch Spillplaz ze hunn fir an ze spillen!
Wat ass Transduktioun?
d'Basics
Transduktioun ass de Prozess fir Toun an elektresch Signaler ëmzewandelen. An anere Wierder, et ass de Prozess fir Tounwellen an 0s an 1s ze maachen. Et ass wéi eng magesch Bréck tëscht der kierperlecher an digitaler Welt.
D'Spiller
Et ginn zwee Haaptspiller am Transduktiounsspill:
- Mikrofonen: Dës Transducer huelen Tounwellen a maachen se an elektresch Signaler.
- Spriecher: Dës Transducer huelen elektresch Signaler a verwandelen se an Tounwellen.
D'Typen
Wann et ëm Transduktioun geet, ginn et zwou Haaptarten vun Audiosignaler: Analog an Digital. Analog ass déi ursprénglech Tounwelle, während digital d'0s an 1s Versioun ass.
de Prozess
De Prozess vun der Transduktioun ass zimlech einfach. Als éischt gëtt eng Schallwell vun enger Mikrofonkapsel begéint. Dës Kapsel konvertéiert dann déi mechanesch Energie vun der Schwéngung an en elektresche Stroum. Dëse Stroum gëtt dann verstäerkt an an en digitale Signal ëmgewandelt. Schlussendlech gëtt dëst digitale Signal vun engem Lautsprecher an eng Tounwelle ëmgewandelt.
Funky Science
Eis Oueren transduzéieren och Toun an elektresch Signaler, awer dëst sinn auditiv Signaler, net Audiosignaler. Auditiv Signaler si fir ze héieren, während Audiosignaler fir Technologie sinn.
Also do hutt Dir et - e séieren an einfache Guide fir d'Transduktioun. Elo kënnt Dir Är Frënn beandrocken mat Ärem Wëssen iwwer de magesche Prozess fir Tounwellen an 0s an 1s ze maachen!
D'Decibel Skala verstoen
Wat ass en Decibel?
Wann Dir e Signalmeter kuckt, kuckt Dir op Dezibelinformatioun. Decibel moossen d'Lautness oder d'Amplitude vum Toun. Et ass eng logarithmesch Skala, net eng linear, dat heescht datt et eng rieseg Palette vun Tounkraaftniveauen moosse kann. D'mënschlecht Ouer ass en erstaunlechen Apparat deen den Toun vun engem Pin deen no hannen fällt, wéi och d'Gebrühl vun engem Jetmotor an der Distanz.
Kaméidi Moosse Unitéiten
Wann Dir Kaméidiniveauen mat engem Tounniveaumeter moosst, moosst Dir d'Intensitéit vum Kaméidi an Dezibel Eenheeten (dB). En Tounmeter benotzt en Display mat engem Dezibelbereich an Opléisung fir den dynamesche Beräich vum Ouer unzepassen. Et wier schwéier en Tounniveaumeter ze fabrizéieren deen eng linear Leeschtung huet, sou datt eng logarithmesch Skala benotzt gëtt, mat 10 als Basis.
Decibel Niveaue vu gemeinsame Kläng
Hei ass eng Lëscht vun Dezibelniveauen vun allgemenge Kläng:
- Bal total Rou - 0 dB
- E Geflüster - 15 dB
- Eng Bibliothéik - 45 dB
- Normal Gespréich - 60 dB
- Toilette Spull - 75-85 dB
- Kaméidi Restaurant - 90 dB
- Peak Kaméidi op engem Spidol Ward - 100 dB
- Baby kräischen - 110 dB
- Jetmotor - 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Ballon klappen - 157 dB
Zorte vun Decibels
Wann et ëm Audio kënnt, ginn et verschidden Aarte vun Dezibel:
- SPL (Sound Pressure Levels): moosst real Welt (net Signal) Kläng, gemooss mat engem spezialiséierte SPL Meter.
- dBFS (Decibels Full Scale): wéi digital Signalniveauen an der Welt vun 0s an 1s gemooss ginn, wou maximal Signalstäerkt =0 um Meter.
- dBV (Decibel Volt): haaptsächlech an Analog Ausrüstung oder digital Software benotzt déi Analog Ausrüstung emuléiert. VU Meter registréieren duerchschnëttlech Audioniveauen, am Géigesaz zu Peak Meter, déi nëmmen déi haart momentan Peak Signaler weisen. An de fréie Deeg vum Analog Audio, Magnéitband war net fäeg sou vill Audiosignal opzehuelen am Verglach mam Magnéitband produzéiert Joerzéngte méi spéit, sou datt et akzeptabel gouf iwwer 0 opzehuelen ofhängeg vun der Band déi benotzt gëtt, bis zu +3 oder +6 oder souguer méi héich.
Audio Formater verstoen
Wat ass en Audio Format?
Wann Dir Audio ophuelen, musst Dir entscheeden wéi et gespäichert gëtt. Dëst bedeit dat richtegt Audioformat, Bitdéift a Probequote ze wielen. Et ass wéi déi richteg Kamera-Astellunge fir eng Foto ze wielen. Dir kënnt eng JPEG Qualitéit wielen (niddereg, mëttel, héich) oder de maximalen Detail an enger RAW Datei ophuelen.
Audioformate si wéi Bildformater - .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg - awer fir Toun. En Audioformat definéiert wéi vill Daten benotzt gi fir den Audio ze representéieren, ob et kompriméiert ass oder net, a wéi eng Zort vun Daten benotzt gëtt.
Onkompriméiert Audio
Wann et ëm Audioproduktioun kënnt, wëllt Dir normalerweis mat onkompriméierten Audio bleiwen. Op dës Manéier kënnt Dir kontrolléieren wéi den Audio verdeelt gëtt. Och wann Dir eng Plattform wéi Vimeo, YouTube oder Spotify benotzt, wëllt Dir den Audio als éischt an engem onkompriméierten Format beherrschen.
Kompriméiert Audio
Wann Dir mat Musek schafft, musst Dir vläicht d'Audiodatei kompriméieren wann se ze grouss ass fir d'Verdeelungsplattform. Zum Beispill akzeptéiert Distrokid nëmmen Dateien bis 1GB. Also wann Äert Lidd wierklech laang ass, musst Dir et kompriméieren.
Déi meescht üblech Dateiformate fir Musek ze produzéieren sinn WAV a FLAC. FLAC ass e lossless Kompressiounsformat, wat besser ass wéi mp3s. Spotify recommandéiert AAC Format ze benotzen.
Audio exportéieren
Wann Dir Audio als Deel vun engem Video exportéiert, hutt Dir normalerweis e puer Presets fir ze wielen (zB YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Den Audio gëtt zesumme mam Video kompriméiert op Basis vun Ären Exportastellungen.
Wann Dir e Benotzungsfall hutt deen net mat de Presets passt, kënnt Dir e puer extra Fuerschung online maachen fir déi bescht Astellungen erauszefannen.
Fichier Gréisst Verglach
Hei ass e Verglach vu Dateigréissten iwwer verschidden Audioformater:
- WAV: Grouss
- FLAC: Mëttelméisseg
- MP3: Kleng
Also, do hutt Dir et! Elo wësst Dir alles iwwer Audioformater.
Wat ass Bit Depth?
Bit Déift ass en technesche Begrëff dee benotzt gëtt fir déi dynamesch Opléisung vun der Welleform vun engem Toun ze beschreiwen. Et ass e bësse wéi d'Zuel vun Dezimalplazen déi benotzt gi fir déi ganz Audiodatei ze representéieren, an et ass e Schlësselfaktor fir d'Gesamtqualitéit an d'Resolutioun vun engem Toun ze bestëmmen.
D'Basis vun Bit Depth
Bit Déift ass alles ëm d'Gamme vu Wäerter déi benotzt gi fir déi haartst a rouegste Signaler ze representéieren déi an engem digitale Medium opgeholl kënne ginn. Hei ass e séieren Iwwerbléck iwwer d'Basis:
- Bit Déift Wäerter representéieren déi dynamesch Opléisung vun enger Welleform vun engem Toun.
- Bit Déift definéiert och d'Gesamtzuel vun Dezimalplazen fir all 0s an 1s benotzt fir déi ganz Audiodatei ze representéieren.
- Déi meescht üblech Bitdéiftnormen sinn 16-Bit an 24-Bit. Wat méi Bits benotzt ginn, wat méi grouss ass d'Toundatei, a wat méi héich ass d'Qualitéit oder d'Resolutioun.
- CD Audio gëtt als 16-Bit Medium definéiert, wärend DVDen 16, 20 oder 24 Bit Audio spille kënnen.
Bit Déift als Kreativ Parameter
Bit Déift ass net nëmmen en technesche Begrëff - et kann och als kreative Parameter benotzt ginn. Zum Beispill gëtt et e ganze Genre vun elektronescher Musek mam Numm Chiptune, deen d'Art a Weis wéi Audio kléngt wéi se op fréiere Generatioune vu Computere mat 8-Bit Prozessoren gespillt gëtt.
Also wann Dir sicht e bësse Lo-Fi Aroma fir Ären Toun ze addéieren, ass d'Bit Déift definitiv eppes fir ze berücksichtegen. Denkt just drun datt wat méi Bits benotzt gëtt, wat méi grouss d'Toundatei ass an wat d'Qualitéit oder d'Resolutioun méi héich ass.
Konklusioun
Elo wësst Dir alles iwwer den Audiosignal als REPRESENTATIOUN vum Toun als Signal a Form vun elektreschen oder mechanesche Schwéngungen. Et ass wéi mir Musek héieren a wéi mir se ophuelen. Et ass wéi mir et mat aneren deelen a wéi mir et op eisen Apparater genéissen.
Also, fäert net domat unzefänken a Spaass ze hunn!
Ech sinn de Joost Nusselder, de Grënner vun Neaera an en Inhaltsvermaart, Papp, a gär nei Ausrüstung mat Gittar am Häerz vu menger Leidenschaft ausprobéieren, an zesumme mat mengem Team hunn ech zënter 2020 am-Déift Blogartikelen erstallt trei Lieser mat Opnahmen a Guitar Tipps ze hëllefen.
