Эҷоди мусиқӣ. Азхудкунӣ - қисми 2

Ман дар бораи он навишта будам, ки азхуд кардан дар раванди эҷоди мусиқӣ қадами охирин дар роҳ аз идеяи мусиқӣ то ба қабулкунанда расонидани он дар шумораи гузашта мебошад. Мо инчунин ба аудиои ба таври рақамӣ сабтшуда бодиққат аз назар гузаронидем, аммо ман то ҳол муҳокима накардаам, ки ин аудио, ки ба табдилдиҳандаҳои шиддати AC табдил ёфтааст, ба шакли дуӣ табдил меёбад.

1. Њар як садои мураккаб, њатто дараљаи хеле баланди мураккабї, дар асл аз бисёр садоњои оддии синусоида иборат аст.

Ман мақолаи қаблиро бо ин савол ба итмом расонидам, ки чӣ гуна мумкин аст, ки дар чунин мавҷи пурталотум (1) тамоми мундариҷаи мусиқӣ рамзгузорӣ карда шавад, ҳатто агар сухан дар бораи асбобҳои зиёде меравад, ки қисмҳои полифониро бозӣ мекунанд? Ҷавоб ин аст: ин аз он сабаб аст, ки ҳар як садои мураккаб, ҳатто хеле мураккаб, воқеан аст аз бисьёр садохои оддии синусоида иборат аст.

Табиати синусоидии ин шаклҳои мавҷҳои оддӣ ҳам бо вақт ва ҳам амплитуда фарқ мекунад, ин шаклҳои мавҷ ба ҳам мепайванданд, илова мекунанд, тарҳ мекунанд, якдигарро модул мекунанд ва ба ин васила аввал садоҳои асбобҳои инфиродӣ эҷод мекунанд ва сипас омехтаҳо ва сабтҳоро пурра мекунанд.

Он чизе, ки мо дар расми 2 мебинем, атомҳои муайян, молекулаҳое мебошанд, ки материяи садои моро ташкил медиҳанд, аммо дар ҳолати сигнали аналогӣ чунин атомҳо вуҷуд надоранд - як хати баробар мавҷуд аст, ки нуқтаҳоро нишон додани хонишҳои минбаъда (фарқиятро дар он дидан мумкин аст) рақам бо қадамҳо, ки барои ба даст овардани эффекти визуалии мувофиқ ба таври графикӣ наздик карда шудаанд).

Аммо, азбаски навозиши мусиқии сабтшуда аз манбаъҳои аналогӣ ё рақамӣ бояд бо истифода аз як табдилдиҳандаи механикии электромагнитӣ, ба монанди баландгӯяк ё интиқолдиҳандаи гӯшмонак анҷом дода шавад, аксарияти кулли фарқияти байни аудиои аналогии тоза ва рақамӣ коркардшуда норавшан аст. Дар марҳилаи ниҳоӣ, яъне. хангоми шунидан мусикй ба мо хамон тарзе мерасад, ки ларзиши заррачахои хаво дар натичаи харакати диафрагма дар трансдуктор ба амал меояд.

2. Молекулаҳое, ки материяи садои моро ташкил медиҳанд

рақами аналогӣ

Оё байни аудиои холиси аналогӣ (яъне аналогии сабтшуда дар магнитофони аналогӣ, омехта дар консоли аналогӣ, дар диски аналогӣ фишурдашуда, дар плеери аналогӣ ва пурқувваткунандаи аналогӣ садо додан) ва аудиои рақамӣ - аз аналогӣ ба рақамӣ, коркард ва омехтаи рақамӣ ва сипас дубора ба шакли аналогӣ коркард карда мешавад, оё ин рост дар пеши ампер ё амалан дар худи баландгӯяк?

Дар аксари мавридҳо, балки не, гарчанде ки агар мо як маводи мусиқиро бо ҳарду роҳ сабт карда, баъд онро бознавозем, фарқиятҳо бешубҳа шунида мешуданд. Аммо, ин бештар ба хусусияти асбобҳое, ки дар ин равандҳо истифода мешаванд, хусусиятҳо, хосиятҳо ва аксаран маҳдудиятҳои онҳо вобаста хоҳад буд, на худи далели истифодаи технологияи аналогӣ ё рақамӣ.

Дар баробари ин, мо тахмин мезанем, ки ба шакли рақамӣ овардани садо, яъне. ба таври возеҳ атомизатсияшуда, ба худи раванди сабт ва коркард таъсир намерасонад, хусусан азбаски ин намунаҳо дар басомаде рух медиҳанд, ки ҳадди аққал аз ҷиҳати назариявӣ - аз ҳудуди болоии басомадҳое, ки мо мешунавем, хеле фаротар аст ва аз ин рӯ ин дандоннокии махсуси садои табдилшуда ба шакли рақамӣ, ба мо ноаён аст. Вале аз нуктаи на-зари азхуд кардани материали овоздихй хеле мухим аст ва мо дар ин бора баъдтар сухан меронем.

Акнун биёед бифаҳмем, ки чӣ тавр сигнали аналогӣ ба шакли рақамӣ табдил меёбад, яъне сифр-як, яъне. яке, ки дар он шиддат метавонад танҳо ду сатҳ дошта бошад: сатҳи як рақамӣ, ки маънои шиддатро дорад ва сатҳи сифри рақамӣ, яъне. ин шиддат амалан нест. Ҳама чиз дар ҷаҳони рақамӣ як ё сифр аст, арзишҳои фосилавӣ вуҷуд надоранд. Албатта, инчунин ба истилоҳ мантиқи норавшан вуҷуд дорад, ки дар он ҳоло ҳам дар байни ҳолатҳои "фаъол" ё "хомӯш" ҳолатҳои фосилавӣ вуҷуд доранд, аммо он ба системаҳои аудиоии рақамӣ дахл надорад.

3. Вибрацияи заррачањои њаво, ки дар натиљаи манбаи садо ба амал омада, сохтори хеле сабуки мембранаро ба њаракат меандозад.

Трансформатсияҳо қисми якум

Ҳама гуна сигнали акустикӣ, хоҳ вокал, хоҳ гитараи акустикӣ ё барабан бошад, дар шакли рақамӣ ба компютер фиристода мешавад. аввал бояд ба сигнали электрикии алтернативй табдил дода шавад. Ин одатан бо микрофонҳо анҷом дода мешавад, ки дар онҳо ларзишҳои зарраҳои ҳаво, ки аз манбаи садо ба вуҷуд омадаанд, сохтори диафрагмаи хеле сабукро ба вуҷуд меоранд (3). Ин метавонад диафрагма бошад, ки ба капсулаи конденсатор дохил карда шудааст, банди фолгаи металлӣ дар микрофони лента ё диафрагма бо кате, ки ба он дар микрофони динамикӣ пайваст карда шудааст.

Дар хар яки ин мавридхо дар баромади микрофон сигнали хеле сусти ларзиши электрики пайдо мешавадки ба андозаи каму беш таносуби басомад ва сатхи ба якхела параметрхои хиссачахои ларзиши хаво мувофикро нигох медорад. Ҳамин тариқ, ин як навъ аналоги электрикии он аст, ки минбаъд дар дастгоҳҳое коркард карда мешавад, ки сигнали алтернативии электрикиро коркард мекунанд.

Аввал сигнали микрофон бояд пурзур карда шавадзеро он хеле заиф аст, ки ба хар рох истифода бурда шавад. Шиддати маъмулии баромади микрофон бо тартиби ҳазорон вольт, ки бо милливолт ифода карда мешавад ва аксар вақт бо микроволт ё миллионҳо як вольт аст. Барои мукоиса илова мекунем, ки аккумулятори оддии ангуштшумор шиддати 1,5 В тавлид мекунад ва ин шиддати доимист, ки ба модуляция тобеъ нест, яъне он ягон информатсияи садоиро намефиристад.

Аммо, дар ҳама гуна системаи электронӣ шиддати доимӣ лозим аст, то манбаи энергия бошад, ки он гоҳ сигнали AC-ро модул мекунад. Чӣ қадаре ки ин энергия тозатар ва самараноктар бошад, ҳамон қадар ба сарборӣ ва халалдоршавии ҷорӣ камтар дучор мешавад, сигнали AC аз ҷониби ҷузъҳои электронӣ коркардшуда ҳамон қадар тозатар мешавад. Ин аст, ки чаро таъминоти барқ, яъне таъминоти барқ, дар ҳама гуна системаи аудиои аналогӣ хеле муҳим аст.

4. Шаффофкунандаи микрофон, ки бо номи пурзӯркунаки пешакӣ ё пешгӯӣ маълум аст

Баландкунакҳои микрофон, ки бо номи пурзӯркунакҳо ё пешгӯякҳо низ маълуманд, барои пурзӯр кардани сигнал аз микрофонҳо пешбинӣ шудаанд (4). Вазифаи онҳо баланд бардоштани сигнал аст, аксар вақт ҳатто бо якчанд даҳҳо децибел, ки маънои онро дорад, ки сатҳи онҳо садҳо ё бештар аз он зиёд карда шавад. Ҳамин тариқ, ҳангоми баромади пешакии пурқувват мо шиддати ивазшавандаро ба даст меорем, ки ба шиддати вуруд мустақиман мутаносиб аст, аммо аз он садҳо маротиба зиёд аст, яъне. дар сатҳ аз фраксияҳо то воҳидҳои вольт. Ин сатҳи сигнал муайян карда мешавад сатҳи хати ва ин сатҳи стандартии кор дар дастгоҳҳои аудио аст.

Трансформатсия қисми дуюм

Сигналҳои аналогии ин сатҳро аллакай интиқол додан мумкин аст раванди рақамисозӣ. Ин бо истифода аз асбобҳое анҷом дода мешавад, ки табдилдиҳандаҳои аналогӣ ба рақамӣ ё табдилдиҳандаҳо ном доранд (5). Раванди табдилдиҳӣ дар реҷаи классикии PCM, яъне. Модулятсияи паҳнои пулс, ки айни замон маъмултарин намуди коркард аст, бо ду параметр муайян карда мешавад: суръати интихоб ва умқи бит. Тавре ки шумо дуруст гумон мекунед, ин параметрҳо ҳар қадар баландтар бошанд, ҳамон қадар табдилдиҳӣ беҳтар ва дақиқтар сигнал ба компютер дар шакли рақамӣ дода мешавад.

5. Табдилдиҳанда ё табдилдиҳандаи аналогӣ ба рақамӣ.

Қоидаи умумӣ барои ин намуди табдил намуна, яъне гирифтани намунаи маводи аналогӣ ва эҷоди тасвири рақамии он. Дар ин љо ќимати лањзаии шиддат дар сигнали аналогї тафсир карда, сатњи он дар системаи дуї (6) ба таври раќамї ифода карда мешавад.

Аммо дар ин ҷо ба таври мухтасар асосҳои математикаро ба хотир овардан лозим аст, ки мувофиқи он ҳар як арзиши ададӣ метавонад дар шакли ифода карда шавад. ягон системаи шумора. Дар тӯли таърихи инсоният системаҳои рақамии гуногун истифода мешуданд ва ҳоло ҳам истифода мешаванд. Масалан, мафҳумҳое, аз қабили даҳҳо (12 дона) ё як динор (12 даҳ, 144 дона) ба системаи дувоздаҳӣ асос ёфтаанд.

6. Қиматҳои шиддат дар сигнали аналогӣ ва нишон додани сатҳи он дар шакли рақамӣ дар системаи бинарӣ

Барои вақт, мо системаҳои омехтаро истифода мебарем - сонияҳо, дақиқаҳо ва соатҳо, ҳосилаҳои дувоздаҳумӣ барои рӯзҳо ва рӯзҳо, системаи ҳафтум барои рӯзҳои ҳафта, системаи чоргона (инчунин ба системаи дувоздаҳуҷӣ ва ҷинсӣ алоқаманд) барои ҳафтаҳо дар як моҳ, системаи дувоздаҳумӣ ки моххои солро нишон дихем ва баъд ба системаи дахй мегузарем, ки дар он дахсолахо, асрхо ва хазорсолахо пайдо мешаванд. Ман фикр мекунам, ки мисоли истифодаи системаҳои гуногун барои ифодаи гузашти вақт хусусияти системаҳои шумораро хеле хуб нишон медиҳад ва ба шумо имкон медиҳад, ки масъалаҳои марбут ба конверсияро самараноктар ҳал кунед.

Дар мавриди табдили аналогӣ ба рақамӣ, мо маъмултарин хоҳем буд табдил додани арзишҳои даҳӣ ба арзишҳои дуӣ. Даҳӣ, зеро андозагирии ҳар як намуна одатан бо микроволт, милливолт ва вольт ифода карда мешавад. Он гоҳ ин арзиш дар системаи дуӣ ифода карда мешавад, яъне. бо истифода аз ду бит, ки дар он фаъолият мекунанд - 0 ва 1, ки ду ҳолатро ифода мекунанд: мавҷудияти шиддат ё мавҷудияти он, хомӯш ё фурӯзон, ҷорӣ ё не ва ғайра. Ҳамин тариқ, мо аз таҳриф пешгирӣ мекунем ва ҳама амалҳо тавассути татбиқи ба ном тағир додани алгоритмҳое, ки мо бо онҳо, масалан, дар робита бо пайвасткунакҳо ё дигар протсессори рақамӣ сарукор дорем.

Шумо сифр ҳастед; ё як

Бо ин ду рақам, сифрҳо ва якҳо, шумо метавонед ифода кунед ҳар як арзиши рақамӣсарфи назар аз андозаи он. Ба сифати мисол, рақами 10-ро дида бароед. Калиди фаҳмиши табдили даҳӣ ба дуӣ дар он аст, ки рақами 1 дар дуӣ ба мисли адади даҳӣ, аз мавқеи он дар сатри ададҳо вобаста аст.

Агар 1 дар охири сатри дуӣ бошад, пас 1, агар дар дуюм аз охири - пас 2, дар мавқеи сеюм - 4 ва дар мавқеи чорум - 8 - ҳама дар даҳӣ. Дар системаи даҳӣ, ҳамон 1 дар охири 10, 100-и охирин, сеюм 1000, XNUMX-и чорум намунаи фаҳмидани аналогия аст.

Ҳамин тавр, агар мо хоҳем, ки 10-ро дар шакли дуӣ муаррифӣ кунем, ба мо лозим меояд, ки 1 ва 1-ро муаррифӣ кунем, ба тавре ки ман гуфтам, он 1010 дар ҷои чорум ва XNUMX дар дуюм хоҳад буд, ки XNUMX аст.

Агар ба мо лозим буд, ки шиддатҳоро аз 1 то 10 вольт бидуни қиматҳои касрӣ табдил диҳем, яъне. бо истифода аз танҳо ададҳои бутун, табдилдиҳандае, ки метавонад пайдарпайии 4-битро дар дуӣ муаррифӣ кунад, кофӣ аст. 4-бит, зеро ин табдили рақами дуӣ то чор рақамро талаб мекунад. Дар амал он чунин хоҳад буд:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Он сифрҳои пешбарандаи рақамҳои 1 то 7 танҳо сатрро то чор бит пур мекунанд, то ҳар як рақами дуӣ синтаксиси якхела дошта бошад ва ҳамон миқдор ҷойро ишғол кунад. Дар шакли графикӣ чунин тарҷумаи ададҳои бутун аз системаи даҳӣ ба дуӣ дар расми 7 нишон дода шудааст.

7. Ададҳои бутунро дар системаи даҳӣ ба системаи дуӣ табдил диҳед

Ҳарду шакли мавҷҳои болоӣ ва поёнӣ арзишҳои якхеларо ифода мекунанд, ба истиснои он, ки аввалӣ фаҳмо аст, масалан, барои дастгоҳҳои аналогӣ, ба монанди ҳисобкунакҳои сатҳи шиддати хатӣ ва дуюм барои дастгоҳҳои рақамӣ, аз ҷумла компютерҳое, ки маълумотро дар чунин забон коркард мекунанд. Ин шакли мавҷҳои поёнӣ ба мавҷи квадратии тағйирёбанда монанд аст, яъне. таносуби гуногуни арзишҳои максималӣ ба арзишҳои ҳадди ақал бо мурури замон. Ин мундариҷаи тағирёбанда арзиши дуии сигнали табдилшавандаро рамзгузорӣ мекунад, аз ин рӯ номи "модуляцияи коди импулс" - PCM.

Акнун ба табдил додани сигнали аналогии воқеӣ баргардед. Мо аллакай медонем, ки онро бо хате тасвир кардан мумкин аст, ки сатҳҳои ба осонӣ тағйирёбандаро тасвир мекунанд ва чунин тасвири ҷаҳидаи ин сатҳҳо вуҷуд надорад. Аммо, барои эҳтиёҷоти табдили аналогӣ ба рақамӣ, мо бояд чунин равандро ҷорӣ кунем, то тавонем сатҳи сигнали аналогиро аз вақт ба вақт чен кунем ва ҳар як чунин намунаи ченакро дар шакли рақамӣ муаррифӣ кунем.

Тахмин карда мешуд, ки басомаде, ки дар он ченкуниҳо анҷом дода мешаванд, бояд на камтар аз ду маротиба баландтарин басомаде, ки одам мешунавад, бошад ва азбаски он тақрибан 20 кГц аст, аз ин рӯ, аз ҳама бештар 44,1 кГц суръати маъмули интихоб боқӣ мемонад. Ҳисоб кардани суръати интихоб бо амалҳои хеле мураккаби математикӣ алоқаманд аст, ки дар ин марҳилаи дониши мо дар бораи усулҳои табдилдиҳӣ маъно надоранд.

Бештар беҳтар аст?

Ҳар чизе ки ман дар боло зикр кардам, метавонад нишон диҳад, ки басомади интихоб баландтар аст, яъне. чен кардани сатҳи сигнали аналогӣ дар фосилаҳои муқаррарӣ, сифати табдил баландтар аст, зеро он аст, - ҳадди ақал ба маънои интуитивӣ - дақиқтар. Оё ин дар ҳақиқат дуруст аст? Мо дар ин бора баъд аз як моҳ огоҳ хоҳем шуд.