Paano nito ginagawa iyon? Paano napupunta ang audio mula sa pinagmulan patungo sa speaker para marinig mo ito?
Ang audio signal ay isang de-koryenteng representasyon ng tunog sa dalas ng audio saklaw ng 20 hanggang 20,000 Hz. Maaari silang i-synthesize nang direkta, o magmula sa isang mikropono o instrumento na pickup transducer. Ang daloy ng signal ay ang landas mula sa pinagmulan patungo sa speaker, kung saan ang audio signal ay na-convert sa tunog.
Tingnan natin kung ano ang audio signal at PAANO ito gumagana. Tatalakayin ko rin ang iba't ibang uri ng daloy ng signal at kung paano mag-set up ng daloy ng signal para sa isang home audio system.
Pag-unawa sa Audio Signal Processing
Ano ang Audio Signal Processing?
Naisip mo na ba kung paano nagsasama-sama ang iyong mga paboritong kanta? Well, lahat ito ay salamat sa pagpoproseso ng signal ng audio! Ang pagpoproseso ng signal ng audio ay ang proseso ng pag-convert ng tunog sa mga digital na format, pagmamanipula ng mga frequency ng tunog, at pagdaragdag ng mga epekto upang lumikha ng perpektong kanta. Ginagamit ito sa mga recording studio, sa mga PC at laptop, at maging sa mga espesyal na kagamitan sa pag-record.
Pagsisimula sa Audio Signal Processing
Kung interesado kang matuto nang higit pa tungkol sa pagpoproseso ng signal ng audio, ang Panimula ni Warren Koontz sa Pagproseso ng Audio Signal ay ang perpektong lugar upang magsimula. Sinasaklaw nito ang mga pangunahing kaalaman ng tunog at analog audio signal, sampling at quantizing sa Digital na audio signal, oras at dalas ng pagpoproseso ng domain, at maging ang mga partikular na application tulad ng disenyo ng equalizer, pagbuo ng epekto, at pag-compress ng file.
Matuto ng Audio Signal Processing gamit ang MATLAB
Ang pinakamagandang bahagi tungkol sa aklat na ito ay may kasama itong mga halimbawa at pagsasanay na gumagamit ng mga script at function ng MATLAB. Nangangahulugan ito na maaari mong iproseso ang audio nang real time sa iyong sariling PC at makakuha ng mas mahusay na pag-unawa sa kung paano gumagana ang pagpoproseso ng audio signal.
Tungkol sa Author
Si Warren Koontz ay isang propesor emeritus sa Rochester Institute of Technology. Mayroon siyang BS mula sa University of Maryland, isang MS mula sa Massachusetts Institute of Technology, at isang Ph.D. mula sa Purdue University, lahat sa electrical engineering. Siya ay gumugol ng higit sa 30 taon sa Bell Laboratories sa pagbuo ng mga digital transmission system, at pagkatapos magretiro, sumali siya sa faculty sa RIT upang tumulong na lumikha ng opsyon sa Audio Engineering Technology. Ipinagpatuloy ni Koontz ang kanyang pananaliksik sa larangan ng audio engineering at naglathala at nagpresenta ng mga resulta ng kanyang pananaliksik.
Ang Agham sa Likod ng Alternating Current
Ano ang AC?
Ang Alternating Currents (AC) ay parang ligaw na bata ng kuryente – hindi sila nananatili sa isang lugar at palagi silang nagbabago. Hindi tulad ng Direct Current (DC) na dumadaloy lamang sa isang direksyon, ang AC ay patuloy na lumilipat sa pagitan ng positibo at negatibo. Ito ang dahilan kung bakit ito ginagamit sa mga audio signal – maaari itong muling lumikha ng mga kumplikadong tunog nang may katumpakan.
Paano Magtrabaho ba ito?
Ang mga signal ng audio ng AC ay modulated upang tumugma sa pitch ng tunog na muling ginawa, tulad ng mga sound wave na nagpapalit-palit sa pagitan ng mataas at mababang presyon. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagbabago ng dalawang halaga - dalas at amplitude.
- Dalas: Gaano kadalas nagbabago ang signal mula sa positibo patungo sa negatibo.
- Amplitude: Ang antas o volume ng signal, na sinusukat sa decibels.
Bakit napakahusay ng AC?
Ang AC ay parang superhero ng kuryente – nagagawa nito ang mga bagay na hindi nagagawa ng ibang anyo ng kuryente. Maaari itong tumagal ng mga kumplikadong tunog at gawing mga de-koryenteng signal, at pagkatapos ay ibalik ang mga ito sa tunog muli. Parang magic, pero may science!
Ano ang Signal Flow?
Ang Mga Pangunahing Kaalaman
Ang daloy ng signal ay parang laro ng telepono, ngunit may tunog. Ito ang paglalakbay ng isang tunog mula sa pinagmulan nito patungo sa iyong mga tainga. Maaaring ito ay isang maikling biyahe, tulad ng kapag nakikinig ka sa iyong mga paboritong himig sa iyong home stereo. O maaaring ito ay isang mahaba, paikot-ikot na paglalakbay, tulad ng kapag ikaw ay nasa isang recording studio na may lahat ng mga kampana at sipol.
Ang Nitty Gritty
Pagdating sa daloy ng signal, maraming hinto sa daan. Ang tunog ay maaaring dumaan sa isang mixing console, panlabas na kagamitan sa audio, at kahit na iba't ibang mga silid. Ito ay tulad ng isang malaking karera ng audio relay!
Ang Benepisyo
Ang kagandahan ng daloy ng signal ay makakatulong ito na pagandahin ang iyong tunog. Makakatulong ito sa iyong kontrolin ang dami, magdagdag ng mga epekto, at kahit na siguraduhin na ang tunog ay papunta sa tamang lugar. Kaya, kung gusto mong masulit ang iyong audio, gugustuhin mong malaman ang daloy ng signal.
Pag-unawa sa Audio Signals
Ano ang Audio Signals?
Ang mga signal ng audio ay tulad ng wika ng iyong mga speaker. Sila ang nagsasabi sa iyong mga tagapagsalita kung ano ang dapat sabihin at kung gaano kalakas ang sasabihin nito. Sila ang nagpapaganda ng iyong musika, nakakatunog ang iyong mga pelikula, at ang iyong mga podcast ay parang propesyonal na pag-record.
Anong Mga Parameter ang Nagpapakita ng Mga Signal ng Audio?
Ang mga signal ng audio ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng ilang magkakaibang mga parameter:
- Bandwidth: Ito ang hanay ng mga frequency na maaaring dalhin ng signal.
- Nominal Level: Ito ang average na antas ng signal.
- Power Level sa Decibels (dB): Ito ang sukatan ng lakas ng signal na may kaugnayan sa isang reference level.
- Antas ng Boltahe: Ito ang sukatan ng lakas ng signal na may kaugnayan sa impedance ng landas ng signal.
Ano ang Iba't ibang Antas ng Audio Signals?
Ang mga signal ng audio ay dumating sa iba't ibang antas depende sa application. Narito ang isang mabilis na rundown ng mga pinakakaraniwang antas:
- Antas ng Linya: Ito ang karaniwang antas para sa mga propesyonal na mixing console.
- Antas ng Consumer: Ito ay isang mas mababang antas kaysa sa antas ng linya at ginagamit para sa mga kagamitan sa audio ng consumer.
- Antas ng Mic: Ito ang pinakamababang antas at ginagamit para sa mga mikropono.
Ano ang Ibig Sabihin Nito?
Sa madaling salita, ang mga audio signal ay tulad ng wika ng iyong mga speaker. Sinasabi nila sa iyong mga speaker kung ano ang sasabihin, kung gaano kalakas ang sasabihin, at kung paano gawing kahanga-hanga ang iyong musika, mga pelikula, at mga podcast. Kaya kung gusto mo ang iyong audio sa pinakamahusay na tunog, kailangan mong maunawaan ang iba't ibang mga parameter at antas ng mga signal ng audio.
Ano ang Digital Audio?
Ano ito?
Ang digital na audio ay ang digital na anyo ng isang audio signal. Ginagamit ito sa lahat ng uri ng audio plug-in at digital audio workstation (DAW) software. Karaniwan, ito ay ang impormasyon na dumadaan sa DAW mula sa isang audio track patungo sa isang plug-in at out sa isang output ng hardware.
Paano ito dinadala?
Maaaring ipadala ang digital audio sa iba't ibang cable, kabilang ang:
- Optical fiber
- May panlahat na ehe
- Baluktot na pares
Dagdag pa, ang isang code ng linya at protocol ng komunikasyon ay inilalapat upang mag-render ng isang digital na signal para sa isang medium ng paghahatid. Ang ilan sa mga pinakasikat na digital audio transport ay kinabibilangan ng:
- TRADISYON
- TDIF
- TOS-LINK
- S / PDIF
- AES3
- MADI
- Audio sa Ethernet
- Audio over IP
Kaya Ano ang Ibig Sabihin ng Lahat Iyan?
Sa mga termino ng karaniwang tao, ang digital audio ay isang paraan ng pagpapadala ng mga audio signal sa mga cable at sa pamamagitan ng hangin. Ginagamit ito sa lahat ng uri ng audio plug-in at digital audio workstation (DAW) software. Kaya, kung ikaw ay isang musikero, tagagawa, o audio engineer, malamang na gumamit ka ng digital audio sa isang punto sa iyong karera.
Pagmamanipula ng Audio Signals
Ano ang Signal Processing?
Ang pagpoproseso ng signal ay isang paraan ng pagkuha ng audio signal, tulad ng tunog, at pagbabago nito sa ilang paraan. Ito ay tulad ng pagkuha ng tunog, isaksak ito sa isang computer, at pagkatapos ay gumamit ng isang grupo ng mga knobs at dial upang gawin itong kakaiba sa tunog.
Ano ang Magagawa Mo Sa Pagproseso ng Signal?
Maaaring gamitin ang pagpoproseso ng signal upang gawin ang lahat ng uri ng mga cool na bagay na may tunog. Narito ang ilan sa mga posibilidad:
- Maaaring i-filter out ang mataas o mababang frequency.
- Ang ilang mga frequency ay maaaring bigyang-diin o bawasan gamit ang isang equalizer.
- Ang mga maharmonya na overtone ay maaaring idagdag sa pagbaluktot.
- Maaaring kontrolin ang amplitude gamit ang isang compressor.
- Maaaring magdagdag ng mga musical effect tulad ng reverb, chorus, at delay.
- Ang kabuuang antas ng signal ay maaaring iakma gamit ang isang fader o amplifier.
- Maaaring pagsamahin ang maramihang mga signal sa isang panghalo.
Ano ang Ibig Sabihin Nito?
Sa madaling sabi, ang pagpoproseso ng signal ay isang paraan upang kumuha ng tunog at gawin itong ganap na kakaiba. Maaari mo itong gawing mas malakas o mas malambot, magdagdag ng mga epekto, o kahit na pagsamahin ang maraming tunog sa isa. Ito ay tulad ng pagkakaroon ng isang sonic playground upang paglaruan!
Ano ang Transduction?
Ang Mga Pangunahing Kaalaman
Ang transduction ay ang proseso ng pag-convert ng tunog sa mga electrical signal. Sa madaling salita, ito ay ang proseso ng paggawa ng mga sound wave sa 0s at 1s. Ito ay tulad ng isang mahiwagang tulay sa pagitan ng pisikal at digital na mundo.
Ang Mga Manlalaro
Mayroong dalawang pangunahing manlalaro sa transduction game:
- Mga Mikropono: Ang mga transduser na ito ay kumukuha ng mga sound wave at ginagawa itong mga de-koryenteng signal.
- Mga Speaker: Ang mga transduser na ito ay kumukuha ng mga de-koryenteng signal at ginagawa itong mga sound wave.
Ang Mga Uri
Pagdating sa transduction, mayroong dalawang pangunahing uri ng audio signal: analog at digital. Ang analog ay ang orihinal na sound wave, habang ang digital ay ang 0s at 1s na bersyon.
Ang Proseso
Ang proseso ng transduction ay medyo simple. Una, ang isang sound wave ay nakatagpo ng isang microphone capsule. Ang kapsula na ito ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya ng vibration sa isang de-koryenteng kasalukuyang. Ang kasalukuyang ito ay pinalakas at na-convert sa isang digital na signal. Sa wakas, ang digital na signal na ito ay na-convert pabalik sa isang sound wave ng isang speaker.
Ang Funky Science
Ang ating mga tainga ay nagpapalit din ng tunog sa mga de-koryenteng signal, ngunit ito ay mga auditory signal, hindi audio signal. Ang mga auditory signal ay para sa pandinig, habang ang mga audio signal ay para sa teknolohiya.
Kaya't mayroon ka na - isang mabilis at madaling gabay sa transduction. Ngayon ay mapapahanga mo ang iyong mga kaibigan sa iyong kaalaman sa mahiwagang proseso ng paggawa ng mga sound wave sa 0s at 1s!
Pag-unawa sa Decibel Scale
Ano ang Decibel?
Kapag tumingin ka sa isang signal meter, tumitingin ka sa impormasyon ng decibel. Ang mga desibel ay sumusukat sa lakas o amplitude ng tunog. Ito ay isang logarithmic scale, hindi isang linear, na nangangahulugang masusukat nito ang isang malaking hanay ng mga antas ng lakas ng tunog. Ang tainga ng tao ay isang kamangha-manghang aparato na maaaring makakita ng tunog ng isang pin na bumabagsak sa malapit, pati na rin ang dagundong ng isang jet engine sa di kalayuan.
Mga Yunit ng Pagsukat ng Ingay
Kapag sinusukat mo ang mga antas ng ingay gamit ang sound level meter, sinusukat mo ang intensity ng ingay sa decibel units (dB). Gumagamit ang sound meter ng display na may decibel range at resolution para humigit-kumulang sa dynamic range ng tainga. Mahirap gumawa ng sound level meter na may linear na performance, kaya ginagamit ang logarithmic scale, gamit ang 10 bilang base.
Mga Antas ng Decibel ng Karaniwang Tunog
Narito ang isang listahan ng mga antas ng decibel ng mga karaniwang tunog:
- Halos kabuuang katahimikan — 0 dB
- Isang bulong - 15 dB
- Isang library - 45 dB
- Normal na pag-uusap - 60 dB
- Pag-flush ng banyo - 75–85 dB
- Maingay na restaurant — 90 dB
- Pinakamataas na ingay sa isang ward ng ospital - 100 dB
- Umiiyak ang sanggol - 110 dB
- Jet engine - 120 dB
- Porsche 911 Carrera RSR Turbo 2.1–138 dB
- Balloon popping — 157 dB
Mga Uri ng Decibel
Pagdating sa audio, may ilang uri ng decibel:
- SPL (Sound Pressure Levels): sinusukat ang totoong mundo (hindi signal) na mga tunog, sinusukat gamit ang isang espesyal na SPL meter.
- dBFS (Decibels Full Scale): kung paano sinusukat ang mga antas ng digital na signal sa mundo ng 0s at 1s, kung saan ang maximum na lakas ng signal =0 sa metro.
- dBV (Decibels Volt): pangunahing ginagamit sa analog equipment o digital software na tumutulad sa analog gear. Ang mga VU meter ay nagrerehistro ng mga average na antas ng audio, kumpara sa mga peak meter, na nagpapakita lamang ng pinakamalakas na panandaliang peak signal. Sa mga unang araw ng analog audio, hindi kaya ng magnetic tape na mag-record ng mas maraming audio signal kumpara sa magnetic tape na ginawa pagkalipas ng mga dekada, kaya naging katanggap-tanggap na mag-record ng higit sa 0 depende sa tape na ginagamit, hanggang +3 o +6 o mas mataas pa.
Pag-unawa sa Mga Format ng Audio
Ano ang isang Audio Format?
Kapag nag-record ka ng audio, kailangan mong magpasya kung paano ito iimbak. Nangangahulugan ito ng pagpili ng tamang format ng audio, bit depth, at sample rate. Ito ay tulad ng pagpili ng tamang mga setting ng camera para sa isang larawan. Maaari kang pumili ng kalidad ng JPEG (mababa, katamtaman, mataas) o itala ang maximum na dami ng detalye sa isang RAW file.
Ang mga format ng audio ay tulad ng mga format ng imahe – .png, .tif, .jpg, .bmp, .svg – ngunit para sa tunog. Tinutukoy ng isang format ng audio kung gaano karaming data ang ginagamit upang kumatawan sa audio, kung ito ay naka-compress o hindi, at kung anong uri ng data ang ginagamit.
Hindi Naka-compress na Audio
Pagdating sa paggawa ng audio, karaniwang gusto mong manatili sa hindi naka-compress na audio. Sa ganoong paraan, makokontrol mo kung paano ipinamamahagi ang audio. Kahit na gumagamit ka ng isang platform tulad ng Vimeo, YouTube, o Spotify, gugustuhin mong i-master muna ang audio sa isang hindi naka-compress na format.
Naka-compress na Audio
Kung nagtatrabaho ka sa musika, maaaring kailanganin mong i-compress ang audio file kung ito ay masyadong malaki para sa platform ng pamamahagi. Halimbawa, ang Distrokid ay tumatanggap lamang ng mga file na hanggang 1GB. Kaya kung talagang mahaba ang iyong kanta, kailangan mong i-compress ito.
Ang pinakakaraniwang mga format ng file para sa paggawa ng musika ay WAV at FLAC. Ang FLAC ay isang lossless compression na format, na mas mahusay kaysa sa mga mp3. Inirerekomenda ng Spotify ang paggamit ng format na AAC.
Ine-export ang Audio
Kapag nag-e-export ka ng audio bilang bahagi ng isang video, karaniwan kang magkakaroon ng ilang preset na mapagpipilian (hal. YouTube, Vimeo, Mobile, Web, Apple Pro Res.). Mako-compress ang audio kasama ng video batay sa iyong mga setting ng pag-export.
Kung mayroon kang kaso ng paggamit na hindi akma sa mga preset, maaari kang gumawa ng ilang karagdagang pananaliksik online upang malaman ang pinakamahusay na mga setting.
Paghahambing ng Laki ng File
Narito ang paghahambing ng mga laki ng file sa iba't ibang format ng audio:
- WAV: Malaki
- FLAC: Katamtaman
- MP3: Maliit
Kaya, nariyan ka na! Ngayon alam mo na ang lahat tungkol sa mga format ng audio.
Ano ang Bit Depth?
Ang bit depth ay isang teknikal na termino na ginagamit upang ilarawan ang dynamic na resolution ng waveform ng tunog. Ito ay medyo katulad ng bilang ng mga decimal na lugar na ginamit upang kumatawan sa buong audio file, at ito ay isang mahalagang kadahilanan sa pagtukoy sa pangkalahatang kalidad at resolution ng isang tunog.
Ang Mga Pangunahing Kaalaman ng Bit Depth
Ang bit depth ay tungkol sa hanay ng mga value na ginagamit upang kumatawan sa pinakamalakas at pinakatahimik na signal na maaaring i-record sa isang digital na medium. Narito ang isang mabilis na rundown ng mga pangunahing kaalaman:
- Kinakatawan ng mga bit depth value ang dynamic na resolution ng waveform ng tunog.
- Tinutukoy din ng bit depth ang kabuuang bilang ng mga decimal na lugar para sa lahat ng 0 at 1 na ginamit upang kumatawan sa buong audio file.
- Ang pinakakaraniwang mga pamantayan ng lalim ng bit ay 16-bit at 24-bit. Kung mas maraming bit ang ginamit, mas malaki ang sound file, at mas mataas ang kalidad o resolution nito.
- Ang CD audio ay tinukoy bilang isang 16-bit na medium, samantalang ang mga DVD ay maaaring mag-play ng 16, 20 o 24 bit na audio.
Bit Depth bilang Creative Parameter
Ang bit depth ay hindi lamang isang teknikal na termino – maaari din itong gamitin bilang isang creative na parameter. Halimbawa, mayroong isang buong genre ng electronic na musika na tinatawag na Chiptune na tumutugon sa paraan ng tunog ng audio kapag nilalaro sa mga naunang henerasyon ng mga computer na may 8-bit na mga processor.
Kaya kung gusto mong magdagdag ng kaunting lo-fi na lasa sa iyong tunog, tiyak na dapat isaalang-alang ang bit depth. Tandaan lamang na ang mas maraming bit na ginamit, mas malaki ang sound file at mas mataas ang kalidad o resolution nito.
Konklusyon
Ngayon alam mo na ang lahat tungkol sa audio signal bilang REPRESENTATION ng tunog bilang signal sa anyo ng electrical o mechanical vibrations. Ito ay kung paano namin naririnig ang musika at kung paano namin ito nire-record. Ito ay kung paano namin ito ibinabahagi sa iba at kung paano namin ito nasisiyahan sa aming mga device.
Kaya, huwag matakot na magsimula dito at magsaya!
Ako si Joost Nusselder, ang founder ng Neaera at isang content marketer, tatay, at mahilig sumubok ng mga bagong kagamitan na may gitara sa puso ng aking hilig, at kasama ang aking team, gumagawa ako ng mga malalalim na artikulo sa blog mula noong 2020 upang matulungan ang mga tapat na mambabasa sa mga tip sa pag-record at gitara.
