Аналоговый аудиосигнал
Мы называем вещи аналогами (analog), если они чем-то похожи друг на друга. В технике звукозаписи термин аналоговый (analog) означает “непрерывный” — аналоговый электрический сигнал, мгновенные значения которого непрерывно изменяются в соответствии с непрерывными изменениями давления в звуковом сигнале, преобразуемом в этот электрический сигнал с помощью акустоэлектрического преобразователя. В действительности форма электрического аудиосигнала не является идеальной копией исходного звукового сигнала, поскольку реальные акустоэлектронные преобразователи, в данном случае — микрофоны, неидеальны и вносят определенные искажения. Тем не менее изменение напряжения (непрерывный электрический сигнал — аналог звука) происходит по закону изменения давления (звук) (рис. 1.16).
Рис. 1.16. Изменения напряжения аналогового электрического аудиосигнала (справа) “копируют” непрерывные колебания давления воздуха в реальной звуковой волне(слева)
Аналоговый электрический аудиосигнал используется в разнообразной аналоговой аппаратуре. Это, например, следующие устройства.
■ Микрофоны и громкоговорители (в том числе оснащенные цифровыми преобразователями; микрофоны и громкоговорители по своей сути являются аналоговыми устройствами)
■ Стандартные входы и выходы звуковой аппаратуры, например разъемы наушников, входы и выходы каналов звука радиотелевизионной аппаратуры, оснащаемые разъемами RCA и четвертьдюймовыми разъемами TRS
■ Аналоговые электромузыкальные инструменты: аналоговые синтезаторы и электрогитары, а также их усилители
■ Аналоговая аппаратура обработки аудиосигнала: пружинные ревербераторы и другие устройства для создания звуковых эффектов
■ Аналоговая аппаратура звукозаписи: оборудование для записи грампластинок, кассетные и бобинные магнитофоны
Цифровой аудиосигнал
Поскольку аналоговый электрический аудиосигнал очень точно “копирует” реальный звуковой сигнал, возникает вопрос — зачем еще что-то придумывать? Все дело в том, что у аналогового сигнала есть серьезные недостатки. Поскольку звук в этом сигнале закодирован в виде непрерывного изменения напряжения, любые изменения напряжения, например, вызванные наложением электрических помех, после того, как электроакустический преобразователь (громкоговоритель) преобразует электрический аудиосигнал в звук, превратятся в звуковые помехи. Иными словами, аналоговые сигналы не защищены от помех, и при передаче и копировании происходит снижение качества оригинального аудиосигнала. Второй недостаток аналоговых аудиосигналов — ограниченные возможности их обработки. Для их обработки компьютер и другое цифровое оборудование не подходят. Компьютер — это, по существу, очень мощная вычислительная машина, поэтому, чтобы использовать его для обработки звука, необходимо преобразовать аналоговый аудиосигнал в цифровую форму. Способ решения всех этих проблем — работать не с аналоговым аудиосигналом, а с цифровым, т.е. превратить аналоговый аудиосигнал в числовой поток данных — последовательность чисел, описывающих аналоговый аудиосигнал.