Hur gör den det? Hur kommer ljudet från källan till högtalaren så att du kan höra det?
En ljudsignal är en elektrisk representation av ljud i ljudfrekvens intervall från 20 till 20,000 XNUMX Hz. De kan syntetiseras direkt eller härröra från en mikrofon- eller instrumentupptagningsgivare. Signalflöde är vägen från källa till högtalare, där ljudsignalen omvandlas till ljud.
Låt oss titta på vad en ljudsignal är och HUR den fungerar. Jag kommer också att diskutera de olika typerna av signalflöde och hur man ställer in ett signalflöde för ett hemljudsystem.
Förstå ljudsignalbehandling
Vad är ljudsignalbehandling?
Har du någonsin undrat hur dina favoritlåtar hör ihop? Tja, allt är tack vare ljudsignalbehandling! Ljudsignalbehandling är processen att konvertera ljud till digitala format, manipulera ljudfrekvenser och lägga till effekter för att skapa den perfekta låten. Den används i inspelningsstudior, på PC och bärbara datorer och till och med på specialiserad inspelningsutrustning.
Komma igång med ljudsignalbehandling
Om du är intresserad av att lära dig mer om ljudsignalbehandling är Warren Koontz introduktion till ljudsignalbehandling det perfekta stället att börja. Den täcker grunderna för ljud och analoga ljudsignaler, sampling och kvantisering till Digitalt ljud signaler, tids- och frekvensdomänbehandling och till och med specifika applikationer som equalizerdesign, effektgenerering och filkomprimering.
Lär dig ljudsignalbehandling med MATLAB
Det bästa med den här boken är att den kommer med exempel och övningar som använder MATLAB-skript och funktioner. Det betyder att du kan bearbeta ljud i realtid på din egen PC och få en bättre förståelse för hur ljudsignalbehandling fungerar.
Om författaren
Warren Koontz är professor emeritus vid Rochester Institute of Technology. Han har en BS från University of Maryland, en MS från Massachusetts Institute of Technology och en Ph.D. från Purdue University, alla inom elektroteknik. Han tillbringade över 30 år på Bell Laboratories med att utveckla digitala överföringssystem, och efter att han gått i pension började han på fakulteten vid RIT för att hjälpa till att skapa ett alternativ för ljudteknik. Koontz har fortsatt sin forskning inom ljudteknikområdet och har publicerat och presenterat resultat av sin forskning.
Vetenskapen bakom växelströmmar
Vad är AC?
Växelströmmar (AC) är som elektricitetens vilda barn – de stannar inte på ett ställe och de förändras alltid. Till skillnad från likström (DC) som bara flyter i en riktning, växlar AC hela tiden mellan positiv och negativ. Det är därför den används i ljudsignaler – den kan återskapa komplexa ljud med precision.
Hur fungerar det?
AC-ljudsignaler moduleras för att matcha tonhöjden på ljudet som återges, precis som ljudvågor växlar mellan högt och lågt tryck. Detta görs genom att ändra två värden – frekvens och amplitud.
- Frekvens: Hur ofta signalen ändras från positiv till negativ.
- Amplitud: Signalens nivå eller volym, mätt i decibel.
Varför är AC så bra?
AC är som elektricitetens superhjälte – den kan göra saker som andra former av elektricitet inte kan. Den kan ta komplexa ljud och förvandla dem till elektriska signaler, och sedan förvandla dem tillbaka till ljud igen. Det är som magi, men med vetenskap!
Vad är Signal Flow?
Grunderna
Signalflödet är som ett telefonspel, men med ljud. Det är resan ett ljud tar från sin källa till dina öron. Det kan vara en kort resa, som när du lyssnar på dina favoritlåtar på din hemmastereo. Eller det kan vara en lång, vindlande resa, som när du är i en inspelningsstudio med alla klockor och visselpipor.
Nitty Gritty
När det gäller signalflödet är det många stopp längs vägen. Ljudet kan passera genom en mixerkonsol, extern ljudutrustning och till och med olika rum. Det är som ett stort gammalt ljudstafettlopp!
Fördelarna
Det fina med signalflödet är att det kan hjälpa till att göra ditt ljud bättre. Det kan hjälpa dig att kontrollera volym, lägg till effekter och se till att ljudet hamnar på rätt plats. Så om du vill få ut det mesta av ditt ljud, då vill du lära känna signalflödet.
Förstå ljudsignaler
Vad är ljudsignaler?
Ljudsignaler är som språket för dina högtalare. Det är de som talar om för dina högtalare vad de ska säga och hur högt de ska säga det. Det är de som får din musik att låta fantastisk, dina filmer låter intensiva och dina poddar låter som en professionell inspelning.
Vilka parametrar kännetecknar ljudsignaler?
Ljudsignaler kan karakteriseras av några olika parametrar:
- Bandbredd: Detta är frekvensintervallet som signalen kan bära.
- Nominell nivå: Detta är medelnivån för signalen.
- Effektnivå i decibel (dB): Detta är måttet på signalens styrka i förhållande till en referensnivå.
- Spänningsnivå: Detta är måttet på signalens styrka i förhållande till signalvägens impedans.
Vilka är de olika nivåerna av ljudsignaler?
Ljudsignaler finns i olika nivåer beroende på applikation. Här är en snabb sammanfattning av de vanligaste nivåerna:
- Linjenivå: Detta är standardnivån för professionella mixerkonsoler.
- Konsumentnivå: Detta är en lägre nivå än linjenivå och används för konsumentljudutrustning.
- Mic Level: Detta är den lägsta nivån och används för mikrofoner.
Vad betyder allt detta?
I ett nötskal, ljudsignaler är som språket för dina högtalare. De talar om för dina högtalare vad de ska säga, hur högt de ska säga det och hur du får din musik, filmer och poddsändningar att låta fantastiska. Så om du vill att ditt ljud ska låta som bäst måste du förstå de olika parametrarna och nivåerna för ljudsignaler.
Vad är digitalt ljud?
Vad är det?
Digitalt ljud är den digitala formen av en ljudsignal. Den används i alla typer av plug-ins för ljud och programvara för digital audio workstation (DAW). I grund och botten är det informationen som passerar genom DAW från ett ljudspår till en plug-in och ut en hårdvaruutgång.
Hur transporteras det?
Digitalt ljud kan skickas över en mängd olika kablar, inklusive:
- Optisk fiber
- Koaxial
- Twisted par
Dessutom används en linjekod och kommunikationsprotokoll för att återge en digital signal för ett överföringsmedium. Några av de mest populära digitala ljudtransporterna inkluderar:
- TRADITION
- TDIF
- TOSLINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Ljud över Ethernet
- Ljud över IP
Så vad betyder allt det?
I lekmannatermer är digitalt ljud ett sätt att skicka ljudsignaler över kablar och genom luften. Den används i alla typer av plug-ins för ljud och programvara för digital audio workstation (DAW). Så om du är musiker, producent, eller ljudtekniker, är chansen stor att du har använt digitalt ljud någon gång i din karriär.
Manipulera ljudsignaler
Vad är signalbehandling?
Signalbehandling är ett sätt att ta en ljudsignal, som ett ljud, och ändra den på något sätt. Det är som att ta ett ljud, koppla in det till en dator och sedan använda ett gäng rattar och rattar för att få det att låta annorlunda.
Vad kan du göra med signalbehandling?
Signalbehandling kan användas för att göra alla möjliga häftiga saker med ljud. Här är några av möjligheterna:
- Höga eller låga frekvenser kan filtreras bort.
- Vissa frekvenser kan förstärkas eller minimeras med en equalizer.
- Harmoniska övertoner kan läggas till med distorsion.
- Amplituden kan styras med en kompressor.
- Musikeffekter som reverb, refräng och delay kan läggas till.
- Den övergripande nivån på signalen kan justeras med en fader eller förstärkare.
- Flera signaler kan kombineras med en mixer.
Vad betyder allt detta?
I ett nötskal är signalbehandling ett sätt att ta ett ljud och få det att låta helt annorlunda. Du kan göra det starkare eller mjukare, lägga till effekter eller till och med kombinera flera ljud till ett. Det är som att ha en ljudlekplats att leka på!
Vad är Transduktion?
Grunderna
Transduktion är processen att omvandla ljud till elektriska signaler. Med andra ord är det processen att förvandla ljudvågor till 0:or och 1:or. Det är som en magisk bro mellan den fysiska och digitala världen.
Spelarna
Det finns två huvudspelare i transduktionsspelet:
- Mikrofoner: Dessa givare tar ljudvågor och förvandlar dem till elektriska signaler.
- Högtalare: Dessa givare tar elektriska signaler och förvandlar dem till ljudvågor.
Typerna
När det kommer till transduktion finns det två huvudtyper av ljudsignaler: analoga och digitala. Analog är den ursprungliga ljudvågen, medan digital är 0s och 1s versionen.
Processen
Transduktionsprocessen är ganska enkel. Först möts en ljudvåg av en mikrofonkapsel. Denna kapsel omvandlar sedan vibrationens mekaniska energi till en elektrisk ström. Denna ström förstärks sedan och omvandlas till en digital signal. Slutligen omvandlas denna digitala signal tillbaka till en ljudvåg av en högtalare.
The Funky Science
Våra öron omvandlar också ljud till elektriska signaler, men det är hörsignaler, inte ljudsignaler. Auditiva signaler är för hörseln, medan ljudsignaler är för teknik.
Så där har du det – en snabb och enkel guide till transduktion. Nu kan du imponera på dina vänner med din kunskap om den magiska processen att förvandla ljudvågor till 0:or och 1:or!
Förstå decibelskalan
Vad är en decibel?
När du tittar på en signalmätare tittar du på decibelinformation. Decibel mäter ljudets styrka eller amplitud. Det är en logaritmisk skala, inte en linjär, vilket betyder att den kan mäta ett stort antal ljudeffektnivåer. Det mänskliga örat är en fantastisk enhet som kan upptäcka ljudet av en nål som faller i närheten, såväl som dånet från en jetmotor i fjärran.
Bullermätenheter
När du mäter ljudnivåer med en ljudnivåmätare mäter du intensiteten av buller i decibelenheter (dB). En ljudmätare använder en display med ett decibelområde och upplösning för att närma sig örats dynamiska omfång. Det skulle vara svårt att tillverka en ljudnivåmätare som hade en linjär prestanda, så en logaritmisk skala används med 10 som bas.
Decibelnivåer för vanliga ljud
Här är en lista över decibelnivåer av vanliga ljud:
- Nästan total tystnad — 0 dB
- En viskning — 15 dB
- Ett bibliotek — 45 dB
- Normal konversation — 60 dB
- Toalettspolning — 75–85 dB
- Bullrig restaurang — 90 dB
- Högsta ljudnivå på en sjukhusavdelning — 100 dB
- Babygråt — 110 dB
- Jetmotor — 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Ballongsprängning — 157 dB
Typer av decibel
När det kommer till ljud finns det flera typer av decibel:
- SPL (Sound Pressure Levels): mäter verkliga (icke-signal) ljud, mätt med en specialiserad SPL-mätare.
- dBFS (Decibels Full Scale): hur digitala signalnivåer mäts i världen av 0:or och 1:or, där maximal signalstyrka =0 på mätaren.
- dBV (Decibel Volt): används främst i analog utrustning eller digital programvara som emulerar analog växel. VU-mätare registrerar genomsnittliga ljudnivåer, till skillnad från toppmätare, som bara visar de högsta momentana toppsignalerna. I början av analogt ljud kunde magnetband inte spela in lika mycket ljudsignaler jämfört med magnetband som producerades decennier senare, så det blev acceptabelt att spela in över 0 beroende på bandet som användes, upp till +3 eller +6 eller ännu högre.
Förstå ljudformat
Vad är ett ljudformat?
När du spelar in ljud måste du bestämma hur det ska lagras. Detta innebär att du väljer rätt ljudformat, bitdjup och samplingshastighet. Det är som att välja rätt kamerainställningar för ett foto. Du kan välja en JPEG-kvalitet (låg, medium, hög) eller spela in den maximala mängden detaljer i en RAW-fil.
Ljudformat är som bildformat – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – men för ljud. Ett ljudformat definierar hur mycket data som används för att representera ljudet, om det är komprimerat eller inte, och vilken typ av data som används.
Okomprimerat ljud
När det kommer till ljudproduktion vill du vanligtvis hålla fast vid okomprimerat ljud. På så sätt kan du styra hur ljudet distribueras. Även om du använder en plattform som Vimeo, YouTube eller Spotify, vill du först behärska ljudet i ett okomprimerat format.
Komprimerat ljud
Om du arbetar med musik kan du behöva komprimera ljudfilen om den är för stor för distributionsplattformen. Till exempel accepterar Distrokid endast filer upp till 1 GB. Så om din låt är riktigt lång måste du komprimera den.
De vanligaste filformaten för att producera musik är WAV och FLAC. FLAC är ett förlustfritt komprimeringsformat, vilket är bättre än mp3-filer. Spotify rekommenderar att du använder AAC-format.
Exporterar ljud
När du exporterar ljud som en del av en video har du vanligtvis några förinställningar att välja mellan (t.ex. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Ljudet kommer att komprimeras tillsammans med videon baserat på dina exportinställningar.
Om du har ett användningsfall som inte passar förinställningarna kan du göra lite extra research online för att ta reda på de bästa inställningarna.
Jämförelse av filstorlek
Här är en jämförelse av filstorlekar i olika ljudformat:
- WAV: Stor
- FLAC: Medium
- MP3: Liten
Så där har du det! Nu vet du allt om ljudformat.
Vad är bitdjup?
Bitdjup är en teknisk term som används för att beskriva den dynamiska upplösningen av ett ljuds vågform. Det är lite som antalet decimaler som används för att representera hela ljudfilen, och det är en nyckelfaktor för att bestämma den övergripande kvaliteten och upplösningen för ett ljud.
Grunderna för bitdjup
Bitdjup handlar om intervallet av värden som används för att representera de högsta och tystaste signalerna som kan spelas in i ett digitalt medium. Här är en snabb sammanfattning av grunderna:
- Bitdjupsvärden representerar den dynamiska upplösningen av ett ljuds vågform.
- Bitdjupet definierar också det totala antalet decimaler för alla 0:or och 1:or som används för att representera hela ljudfilen.
- De vanligaste bitdjupsstandarderna är 16-bitars och 24-bitars. Ju fler bitar som används, desto större ljudfil, och desto högre kvalitet eller upplösning blir den.
- CD-ljud definieras som ett 16-bitars medium, medan DVD-skivor kan spela 16, 20 eller 24 bitars ljud.
Bitdjup som en kreativ parameter
Bitdjup är inte bara en teknisk term – det kan också användas som en kreativ parameter. Till exempel finns det en hel genre av elektronisk musik som heter Chiptune som emulerar hur ljud lät när det spelades på tidigare generationer av datorer med 8-bitars processorer.
Så om du vill lägga till lite lo-fi-smak till ditt ljud, är bitdjup definitivt något att överväga. Kom bara ihåg att ju fler bitar som används, desto större ljudfil och desto högre kvalitet eller upplösning blir den.
Slutsats
Nu vet du allt om ljudsignalen som en REPRESSENTATION av ljud som en signal i form av elektriska eller mekaniska vibrationer. Det är hur vi hör musik och hur vi spelar in den. Det är hur vi delar det med andra och hur vi njuter av det på våra enheter.
Så var inte rädd för att börja med det och ha lite kul!
Jag är Joost Nusselder, grundaren av Neaera och en innehållsmarknadsförare, pappa och älskar att testa ny utrustning med gitarr i hjärtat av min passion, och tillsammans med mitt team har jag skapat djupgående bloggartiklar sedan 2020 för att hjälpa trogna läsare med inspelningar och gitarrtips.
