Цифровой звук. Реальный мир стр.28

Аудиоаппаратура, в которой информация хранится, обрабатывается и пересылается в цифровой форме, называется цифровой аппаратурой. Для преобразования напряжения непрерывного аналогового сигнала в цифровую форму используются специальные схемы, которые называются аналого-цифровыми преобразователями.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) осуществляет преобразование непрерывного сигнала в последовательность чисел, измеряя напряжение сигнала через равномерные интервалы времени — осуществляя так называемую выборку сигнала (рис. 1.17). На рис. 1.18 показано, как выглядит цифровой аудиосигнал в окне программы цифровой обработки звука при большом увеличении.

Итак, аналого-цифровой преобразователь преобразует входной аналоговый аудиосигнал в цифровую форму, и теперь его можно хранить и обрабатывать в компьютере. Но мы также должны уметь преобразовать цифровой сигнал в аналоговый, иначе мы не сможем слушать с помощью наушников и громкоговорителей записанный звук. Для этого предназначены специальные схемы — цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), — которые выполняют операцию, обратную той, которую выполняют АЦП. ЦАП преобразует цифровой аудиосигнал в непрерывный аналоговый электрический аудиосигнал.

Цифровая аппаратура — это либо аппаратура, предназначенная для работы с аналоговым аудиосигналом и имеющая в своем составе аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, либо аппаратура, предназначенная для работы исключительно с циф-

Рис. 1.17. Аналого-цифровой преобразователь преобразует мгновенное значение напряжения аналогового сигнала в дискретное число. На вход АЦП поступает аналоговый электрический сигнал, напряжение которого непрерывно изменяется по закону изменения давления в звуковой волне (1). АЦП аппроксимирует кривую напряжения сигнала дискретной числовой последовательностью чисел, “привязывая” ее к определенной координатной сетке. Шкала времени, проходящая по оси х, разбита на равноотстоящие интервалы, через которые АЦП производит выборку мгновенного напряжения аналогового аудиосигнала. Шкала напряжения сигнала, проходящая по оси у, размечена с определенным шагом. По ней отсчитывается дискретное значение — ближайшее к измеренному мгновенному значению (2). Таким образом, АЦП неизбежно “округляет” измеренное мгновенное напряжение сигнала (3). В результате получаем цифровой аудиосигнал, аппроксимирующий с определенной точностью исходный аналоговый аудиосигнал последовательностью чисел (4)

Рис. У. 18. Если программа цифровой обработки звука обеспечивает точное отображение сигнала на экране, то при достаточно большом увеличении вы сможете увидеть отдельные отсчеты (sample) сигнала, как в показанном на этом рисунке примере. Линии, соединяющие отдельные отсчеты (показанные черными квадратиками), добавлены для того, чтобы облегчить визуальное восприятие такого изображения сигнала; в действительности цифровой сигнал представляет собой набор дискретных значений (в ряде приложений, например в Apple Soundtrack Pro, предусмотрена возможность не только просмотра отдельных отсчетов, но и их редактирования)