Hoe doet het dat? Hoe komt het geluid van de bron naar de luidspreker zodat je het kunt horen?
Een audiosignaal is een elektrische weergave van geluid in de audiofrequentie bereik van 20 tot 20,000 Hz. Ze kunnen direct worden gesynthetiseerd of afkomstig zijn van een microfoon of instrument-pickup-transducer. Signaalstroom is het pad van bron naar luidspreker, waar het audiosignaal wordt omgezet in geluid.
Laten we eens kijken wat een audiosignaal is en HOE het werkt. Ik zal ook de verschillende soorten signaalstromen bespreken en hoe je een signaalstroom kunt opzetten voor een home-audiosysteem.
De verwerking van audiosignalen begrijpen
Wat is audiosignaalverwerking?
Heb je je ooit afgevraagd hoe je favoriete nummers samenkomen? Nou, het is allemaal te danken aan de verwerking van audiosignalen! Audiosignaalverwerking is het proces van het omzetten van geluid in digitale formaten, het manipuleren van geluidsfrequenties en het toevoegen van effecten om het perfecte nummer te creëren. Het wordt gebruikt in opnamestudio's, op pc's en laptops en zelfs op gespecialiseerde opnameapparatuur.
Aan de slag met audiosignaalverwerking
Als je meer wilt weten over audiosignaalverwerking, is Warren Koontz's Introduction to Audio Signal Processing de perfecte plek om te beginnen. Het behandelt de basisprincipes van geluid en analoge audiosignalen, sampling en kwantisering Digitale audio signalen, tijd- en frequentiedomeinverwerking en zelfs specifieke toepassingen zoals equalizerontwerp, effectgeneratie en bestandscompressie.
Leer audiosignaalverwerking met MATLAB
Het beste van dit boek is dat het wordt geleverd met voorbeelden en oefeningen die MATLAB-scripts en -functies gebruiken. Dit betekent dat u audio in realtime op uw eigen pc kunt verwerken en een beter begrip krijgt van hoe audiosignaalverwerking werkt.
Over de auteur
Warren Koontz is emeritus hoogleraar aan het Rochester Institute of Technology. Hij heeft een BS van de Universiteit van Maryland, een MS van het Massachusetts Institute of Technology en een Ph.D. van Purdue University, allemaal in elektrotechniek. Hij bracht meer dan 30 jaar door bij Bell Laboratories om digitale transmissiesystemen te ontwikkelen, en na zijn pensionering trad hij toe tot de faculteit van RIT om te helpen bij het creëren van een Audio Engineering Technology-optie. Koontz heeft zijn onderzoek op het gebied van audio-engineering voortgezet en heeft de resultaten van zijn onderzoek gepubliceerd en gepresenteerd.
De wetenschap achter wisselstromen
Wat is AC?
Wisselstromen (AC) zijn als het wilde kind van elektriciteit - ze blijven niet op één plek en ze veranderen altijd. In tegenstelling tot gelijkstroom (DC) die slechts in één richting stroomt, schakelt wisselstroom constant tussen positief en negatief. Daarom wordt het gebruikt in audiosignalen: het kan complexe geluiden nauwkeurig reproduceren.
Hoe werkt het?
AC-audiosignalen worden gemoduleerd om overeen te komen met de toonhoogte van het geluid dat wordt gereproduceerd, net zoals geluidsgolven afwisselen tussen hoge en lage druk. Dit wordt gedaan door twee waarden te wijzigen: frequentie en amplitude.
- Frequentie: hoe vaak het signaal verandert van positief naar negatief.
- Amplitude: Het niveau of volume van het signaal, gemeten in decibel.
Waarom is AC zo geweldig?
AC is als de superheld van elektriciteit: het kan dingen die andere vormen van elektriciteit niet kunnen. Het kan complexe geluiden omzetten in elektrische signalen en ze vervolgens weer in geluid omzetten. Het is als magie, maar dan met wetenschap!
Wat is signaalstroom?
The Basics
Signaalstroom is als een spelletje telefoon, maar dan met geluid. Het is de reis die een geluid aflegt van de bron naar je oren. Het kan een korte trip zijn, bijvoorbeeld wanneer u naar uw favoriete muziek luistert op uw stereo-installatie thuis. Of het kan een lange, bochtige reis zijn, zoals wanneer je in een opnamestudio zit met alle toeters en bellen.
The Nitty Gritty
Als het gaat om signaalstroom, zijn er onderweg veel stops. Het geluid kan door een mengpaneel, externe audioapparatuur en zelfs door verschillende kamers gaan. Het is net een grote oude audio-estafetterace!
De voordelen
Het mooie van signaalstroom is dat het kan helpen om je geluid beter te maken. Het kan u helpen bij het beheersen van de volume, voeg effecten toe en zorg er zelfs voor dat het geluid op de juiste plek terechtkomt. Dus als u het meeste uit uw audio wilt halen, dan wilt u de signaalstroom leren kennen.
Audiosignalen begrijpen
Wat zijn audiosignalen?
Audiosignalen zijn als de taal van uw luidsprekers. Zij zijn degenen die uw sprekers vertellen wat ze moeten zeggen en hoe hard ze het moeten zeggen. Zij zijn degenen die uw muziek geweldig laten klinken, uw films intens laten klinken en uw podcasts laten klinken als een professionele opname.
Welke parameters karakteriseren audiosignalen?
Audiosignalen kunnen worden gekenmerkt door een aantal verschillende parameters:
- Bandbreedte: Dit is het frequentiebereik dat het signaal kan dragen.
- Nominaal niveau: Dit is het gemiddelde niveau van het signaal.
- Vermogensniveau in decibel (dB): Dit is de maat voor de sterkte van het signaal ten opzichte van een referentieniveau.
- Spanningsniveau: Dit is de maatstaf voor de sterkte van het signaal ten opzichte van de impedantie van het signaalpad.
Wat zijn de verschillende niveaus van audiosignalen?
Audiosignalen zijn er in verschillende niveaus, afhankelijk van de toepassing. Hier is een kort overzicht van de meest voorkomende niveaus:
- Lijnniveau: Dit is het standaardniveau voor professionele mengpanelen.
- Consumentenniveau: Dit is een lager niveau dan lijnniveau en wordt gebruikt voor audioapparatuur voor consumenten.
- Mic Level: Dit is het laagste niveau en wordt gebruikt voor microfoons.
Wat betekent dit allemaal?
Kortom, audiosignalen zijn als de taal van uw luidsprekers. Ze vertellen uw sprekers wat ze moeten zeggen, hoe hard ze het moeten zeggen en hoe ze uw muziek, films en podcasts geweldig kunnen laten klinken. Dus als u wilt dat uw audio op zijn best klinkt, moet u de verschillende parameters en niveaus van audiosignalen begrijpen.
Wat is digitale audio?
Wat is het?
Digitale audio is de digitale vorm van een audiosignaal. Het wordt gebruikt in allerlei soorten audio-plug-ins en DAW-software (Digital Audio Workstation). Kortom, het is de informatie die door de DAW gaat van een audiotrack naar een plug-in en een hardware-uitvoer.
Hoe wordt het vervoerd?
Digitale audio kan via verschillende kabels worden verzonden, waaronder:
- Glasvezel
- coaxiale
- Gedraaid paar
Bovendien worden een lijncode en communicatieprotocol toegepast om een digitaal signaal voor een transmissiemedium weer te geven. Enkele van de meest populaire digitale audiotransporten zijn:
- TRADITIE
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Audio via ethernet
- Audio over IP
Dus wat betekent dat allemaal?
In termen van leken is digitale audio een manier om audiosignalen over kabels en door de lucht te verzenden. Het wordt gebruikt in allerlei soorten audio-plug-ins en DAW-software (Digital Audio Workstation). Dus als je een muzikant bent, producent, of geluidstechnicus, is de kans groot dat je ooit in je carrière digitale audio hebt gebruikt.
Audiosignalen manipuleren
Wat is signaalverwerking?
Signaalverwerking is een manier om een audiosignaal, zoals een geluid, op te nemen en op de een of andere manier te veranderen. Het is alsof je een geluid neemt, het op een computer aansluit en vervolgens een aantal knoppen en draaiknoppen gebruikt om het anders te laten klinken.
Wat kunt u doen met signaalverwerking?
Signaalverwerking kan worden gebruikt om allerlei coole dingen met geluid te doen. Hier zijn enkele van de mogelijkheden:
- Hoge of lage frequenties kunnen worden uitgefilterd.
- Met een equalizer kunnen bepaalde frequenties worden benadrukt of geminimaliseerd.
- Harmonische boventonen kunnen met vervorming worden toegevoegd.
- Amplitude kan worden geregeld met een compressor.
- Muzikale effecten zoals reverb, chorus en delay kunnen worden toegevoegd.
- Het algehele niveau van het signaal kan worden aangepast met een fader of versterker.
- Met een mixer kunnen meerdere signalen gecombineerd worden.
Wat betekent dit allemaal?
Kortom, signaalverwerking is een manier om een geluid totaal anders te laten klinken. Je kunt het harder of zachter maken, effecten toevoegen of zelfs meerdere geluiden combineren tot één. Het is alsof je een sonische speeltuin hebt om in te spelen!
Wat is transductie?
The Basics
Transductie is het proces waarbij geluid wordt omgezet in elektrische signalen. Met andere woorden, het is het proces waarbij geluidsgolven worden omgezet in nullen en enen. Het is als een magische brug tussen de fysieke en digitale wereld.
De spelers
Er zijn twee hoofdspelers in het transductiespel:
- Microfoons: deze transducers nemen geluidsgolven op en zetten ze om in elektrische signalen.
- Luidsprekers: deze transducers nemen elektrische signalen op en zetten ze om in geluidsgolven.
de soorten
Als het op transductie aankomt, zijn er twee hoofdtypen audiosignalen: analoog en digitaal. Analoog is de originele geluidsgolf, terwijl digitaal de 0s- en 1s-versie is.
Het proces
Het proces van transductie is vrij eenvoudig. Eerst wordt een geluidsgolf waargenomen door een microfooncapsule. Deze capsule zet vervolgens de mechanische energie van de trilling om in een elektrische stroom. Deze stroom wordt vervolgens versterkt en omgezet in een digitaal signaal. Uiteindelijk wordt dit digitale signaal door een speaker weer omgezet in een geluidsgolf.
De funky wetenschap
Onze oren zetten ook geluid om in elektrische signalen, maar dit zijn auditieve signalen, geen audiosignalen. Auditieve signalen zijn voor gehoor, terwijl audiosignalen voor technologie zijn.
Dus daar heb je het - een snelle en gemakkelijke gids voor transductie. Nu kun je indruk maken op je vrienden met je kennis van het magische proces om geluidsgolven om te zetten in 0-en en 1-en!
De decibelschaal begrijpen
Wat is een Decibel?
Als je naar een signaalmeter kijkt, kijk je naar decibelinformatie. Decibels meten de luidheid of amplitude van geluid. Het is een logaritmische schaal, geen lineaire, wat betekent dat het een enorm scala aan geluidsvermogensniveaus kan meten. Het menselijk oor is een verbazingwekkend apparaat dat het geluid van een dichtbij vallende speld kan detecteren, evenals het gebrul van een straalmotor in de verte.
Geluidsmeeteenheden
Wanneer u geluidsniveaus meet met een geluidsniveaumeter, meet u de intensiteit van geluid in decibeleenheden (dB). Een geluidsmeter gebruikt een display met een decibelbereik en resolutie om het dynamische bereik van het oor te benaderen. Het zou moeilijk zijn om een geluidsniveaumeter te vervaardigen die lineair werkt, dus wordt een logaritmische schaal gebruikt, waarbij 10 als basis wordt gebruikt.
Decibelniveaus van gewone geluiden
Hier is een lijst met decibelniveaus van veelvoorkomende geluiden:
- Bijna totale stilte — 0 dB
- Een fluistering — 15 dB
- Een bibliotheek — 45 dB
- Normaal gesprek — 60 dB
- Toilet doorspoelen — 75-85 dB
- Lawaaierig restaurant — 90 dB
- Piekgeluid op een ziekenhuisafdeling — 100 dB
- Baby huilt - 110 dB
- Straalmotor - 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Ballon knalt - 157 dB
Soorten Decibels
Als het om audio gaat, zijn er verschillende soorten decibel:
- SPL (Sound Pressure Levels): meet real-world (niet-signaal) geluiden, gemeten met een gespecialiseerde SPL-meter.
- dBFS (Decibels Full Scale): hoe digitale signaalniveaus worden gemeten in de wereld van 0s en 1s, waar maximale signaalsterkte =0 op de meter.
- dBV (Decibel Volt): voornamelijk gebruikt in analoge apparatuur of digitale software die analoge apparatuur emuleert. VU-meters registreren gemiddelde audioniveaus, in tegenstelling tot piekmeters, die alleen de luidste momentane pieksignalen laten zien. In de begindagen van analoge audio was magneetband niet in staat om zoveel audiosignalen op te nemen als magneetband die decennia later werd geproduceerd, dus werd het acceptabel om meer dan 0 op te nemen, afhankelijk van de gebruikte band, tot +3 of +6 of zelfs hoger.
Audioformaten begrijpen
Wat is een audioformaat?
Wanneer u audio opneemt, moet u beslissen hoe deze wordt opgeslagen. Dit betekent het kiezen van het juiste audioformaat, bitdiepte en samplefrequentie. Het is als het kiezen van de juiste camera-instellingen voor een foto. Je kunt kiezen voor een JPEG kwaliteit (laag, medium, hoog) of het maximale detail vastleggen in een RAW bestand.
Audioformaten zijn als afbeeldingsformaten – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – maar dan voor geluid. Een audio-indeling definieert hoeveel gegevens worden gebruikt om de audio weer te geven, of deze is gecomprimeerd of niet, en welk type gegevens wordt gebruikt.
Niet-gecomprimeerde audio
Als het op audioproductie aankomt, wil je het meestal bij ongecomprimeerde audio houden. Op die manier kun je bepalen hoe de audio wordt gedistribueerd. Zelfs als je een platform als Vimeo, YouTube of Spotify gebruikt, wil je de audio eerst in een niet-gecomprimeerd formaat onder de knie krijgen.
Gecomprimeerde audio
Als u met muziek werkt, moet u het audiobestand mogelijk comprimeren als het te groot is voor het distributieplatform. Distrokid accepteert bijvoorbeeld alleen bestanden tot 1GB. Dus als je nummer erg lang is, moet je het comprimeren.
De meest gebruikte bestandsformaten voor het produceren van muziek zijn WAV en FLAC. FLAC is een compressieformaat zonder verlies, dat beter is dan mp3's. Spotify raadt aan om de AAC-indeling te gebruiken.
Audio exporteren
Als je audio exporteert als onderdeel van een video, heb je meestal een paar voorinstellingen waaruit je kunt kiezen (bijv. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). De audio wordt samen met de video gecomprimeerd op basis van uw exportinstellingen.
Als je een use case hebt die niet past bij de presets, kun je online wat extra onderzoek doen om de beste instellingen te vinden.
Vergelijking van bestandsgrootte
Hier is een vergelijking van bestandsgroottes in verschillende audioformaten:
- WAV: Groot
- FLAC: gemiddeld
- Mp3: Klein
Dus daar heb je het! Nu weet je alles over audioformaten.
Wat is bitdiepte?
Bitdiepte is een technische term die wordt gebruikt om de dynamische resolutie van de golfvorm van een geluid te beschrijven. Het lijkt een beetje op het aantal decimalen dat wordt gebruikt om het volledige audiobestand weer te geven, en het is een sleutelfactor bij het bepalen van de algehele kwaliteit en resolutie van een geluid.
De grondbeginselen van bitdiepte
Bitdiepte heeft alles te maken met het waardenbereik dat wordt gebruikt om de luidste en stilste signalen weer te geven die op een digitaal medium kunnen worden opgenomen. Hier volgt een kort overzicht van de basisprincipes:
- Bitdieptewaarden vertegenwoordigen de dynamische resolutie van de golfvorm van een geluid.
- Bitdiepte definieert ook het totale aantal decimalen voor alle nullen en enen die worden gebruikt om het volledige audiobestand weer te geven.
- De meest voorkomende bitdieptestandaarden zijn 16-bits en 24-bits. Hoe meer bits er worden gebruikt, hoe groter het geluidsbestand en hoe hoger de kwaliteit of resolutie.
- Cd-audio wordt gedefinieerd als een 16-bits medium, terwijl dvd's 16-, 20- of 24-bits audio kunnen afspelen.
Bitdiepte als creatieve parameter
Bitdiepte is niet alleen een technische term, maar kan ook als creatieve parameter worden gebruikt. Er is bijvoorbeeld een heel genre van elektronische muziek, Chiptune genaamd, dat de manier nabootst waarop audio klonk toen het werd afgespeeld op eerdere generaties computers met 8-bits processors.
Dus als je een beetje lo-fi-smaak aan je geluid wilt toevoegen, is bitdiepte zeker iets om te overwegen. Onthoud gewoon dat hoe meer bits er worden gebruikt, hoe groter het geluidsbestand en hoe hoger de kwaliteit of resolutie zal zijn.
Conclusie
Nu weet je alles over het audiosignaal als REPRESENTATIE van geluid als signaal in de vorm van elektrische of mechanische trillingen. Het is hoe we muziek horen en hoe we het opnemen. Het is hoe we het delen met anderen en hoe we ervan genieten op onze apparaten.
Wees dus niet bang om ermee aan de slag te gaan en veel plezier te hebben!
Ik ben Joost Nusselder, de oprichter van Neaera en een contentmarketeer, vader, en ik hou ervan om nieuwe apparatuur uit te proberen met gitaar in het hart van mijn passie, en samen met mijn team maak ik sinds 2020 diepgaande blogartikelen om trouwe lezers te helpen met opname- en gitaartips.
