Музыка түзүү. Өздөштүрүү - 2-бөлүк

Музыканы чыгаруу процессинде өздөштүрүү музыка идеясынан аны алуучуга жеткирүүгө чейинки акыркы кадам экени тууралуу өткөн санда жазганмын. Биз ошондой эле санарип жазылган аудиону жакшылап карап чыктык, бирок AC чыңалуу өзгөрткүчтөрүнө айландырылган бул аудио бинардык формага кандайча айланганын мен талкуулай элекмин.

1. Ар бир татаал үн, атүгүл өтө жогорку деңгээлдеги татаалдык, чындыгында көптөгөн жөнөкөй синусоиддик үндөрдүн курамында болот.

Мурунку макаланы суроо менен аяктадым, мынчалык толкундуу толкунда (1) бардык музыкалык мазмун, эгер кеп полифониялык партияларда ойногон көптөгөн аспаптар жөнүндө болсо да, коддолушу мүмкүнбү? Бул жерде жооп: бул кандайдыр бир татаал үн, ал тургай, абдан татаал, чынында эле болуп саналат ал көптөгөн жөнөкөй синусоидалдык үндөрдүн турат.

Бул жөнөкөй толкун формаларынын синусоидалдык табияты убакытка да, амплитудага да жараша өзгөрүп турат, бул толкун формалары бири-бирин кайталап, кошуу, кемитүү, модуляциялоо жана ошону менен алгач жеке инструмент үндөрүн жаратып, андан кийин толук аралашмаларды жана жазууларды түзөт.

2-сүрөттө биз көрүп жаткан нерсе - бул биздин үн затыбызды түзгөн белгилүү атомдор, молекулалар, бирок аналогдук сигналда андай атомдор жок - кийинки окууларды белгилеген чекиттери жок бир жуп сызык бар (айырмачылыкты төмөнкүдөн көрүүгө болот фигура тиешелүү визуалдык эффектти алуу үчүн графикалык жактан жакындатылган кадамдар түрүндө).

Бирок, аналогдук же санариптик булактардан жазылган музыканы ойнотуу катуу сүйлөгүч же гарнитураны өзгөрткүч сыяктуу механикалык электромагниттик өзгөрткүчтүн жардамы менен аткарылышы керек болгондуктан, таза аналогдук аудио менен санариптик түрдө иштетилген аудионун ортосундагы айырманын басымдуу көпчүлүгү бүдөмүк. Акыркы этапта, б.а. укканда музыка бизге өзгөргүчтөгү диафрагманын кыймылынан пайда болгон аба бөлүкчөлөрүнүн термелүүсү сыяктуу жетет.

2. Биздин үн затты түзгөн молекулалар

аналогдук сан

Таза аналогдук аудио (б.а. аналогдук магнитофонго жазылган аналогдук, аналогдук консолго аралаштырылган, аналогдук дискте кысылган, аналогдук ойноткучта ойнотулган жана күчөтүлгөн аналогдук күчөткүч) жана санариптик аудионун ортосунда уккулуктуу айырмачылыктар барбы? аналогдук санариптик, санариптик түрдө иштетилип, аралаштырып, анан кайра аналогдук формага кайра иштетилген, бул ампердин так алдындабы же динамиктин өзүндөбү?

Көпчүлүк учурларда, тескерисинче, эгерде биз бир эле музыкалык материалды эки жол менен тең жазып алып, кайра ойнотсок, айырмачылыктар угулат. Бирок, бул аналогдук же санариптик технологияны колдонуу фактысына караганда, бул процесстерде колдонулган куралдардын мүнөзүнө, алардын мүнөздөмөлөрүнө, касиеттерине жана көбүнчө чектөөлөрүнө байланыштуу болот.

Ошол эле учурда үндү санариптик формага жеткирүү, б.а. ачык атомизацияланган, жазуу жана кайра иштетүү процессинин өзүнө олуттуу таасир этпейт, айрыкча бул үлгүлөр теориялык жактан биз уккан жыштыктардын жогорку чегинен алыс болгон жыштыкта ​​кездешет, ошондуктан конвертацияланган үндүн бул өзгөчө дандуулугу санариптик формага, бизге көрүнбөйт. Бирок, үн материалды өздөштүрүү көз карашынан алганда, бул абдан маанилүү, бул тууралуу кийинчерээк сөз кылабыз.

Эми аналогдук сигнал кантип санариптик түргө, тактап айтканда нөл-бирге, б.а. чыңалуу эки гана деңгээлге ээ болушу мүмкүн: санариптик деңгээл, чыңалуу дегенди билдирет жана санариптик нөлдүк деңгээл, б.а. бул чыңалуу иш жүзүндө жок. Санариптик дүйнөдө бардыгы же бир же нөл, эч кандай аралык баалуулуктар жок. Албетте, бүдөмүк логика деп аталган дагы бар, мында “күйгүзүү” же “өчүрүү” абалдарынын ортосунда дагы эле аралык абалдар бар, бирок ал санариптик аудио системаларына колдонулбайт.

3. Үн булагынан пайда болгон аба бөлүкчөлөрүнүн титирөөлөрү мембрананын өтө жеңил түзүлүшүн кыймылга келтирет.

Трансформациялар Биринчи бөлүк

Ар кандай акустикалык сигнал, мейли вокал, акустикалык гитара же барабан, компьютерге санарип түрүндө жөнөтүлөт. ал биринчи кезекте электрдик сигналга айландырылууга тийиш. Бул, адатта, үн булагы менен шартталган аба бөлүкчөлөрүнүн титирөөлөрү өтө жеңил диафрагма түзүлүшүн (3) башкарган микрофондор менен жасалат. Бул конденсатордун капсуласына кирген диафрагма, лента микрофонундагы металл фольга тилкеси же динамикалык микрофондо ага катушкасы бар диафрагма болушу мүмкүн.

Бул жагдайлардын ар биринде микрофондун чыгышында өтө алсыз, термелүү электрдик сигнал пайда болоттермелүүчү аба бөлүкчөлөрүнүн бирдей параметрлерине туура келген жыштыктын жана деңгээлдин пропорцияларын аздыр-көптүр сактайт. Ошентип, бул анын электрдик аналогунун бир түрү, аны кошумча электрдик сигналды иштеткен түзүлүштөрдө андан ары иштетүүгө болот.

башынан бери микрофон сигналын күчөтүү кереканткени ал кандайдыр бир жол менен колдонууга өтө алсыз. Микрофондун типтүү чыгыш чыңалышы вольттун миңден бир бөлүгүндө, милливольт менен жана көбүнчө микровольт же миллиондон бир вольт менен көрсөтүлөт. Салыштыруу үчүн кошумчалайлы, кадимки манжа тибиндеги аккумулятор 1,5 В чыңалууну чыгарат жана бул модуляцияга дуушар болбогон туруктуу чыңалуу, бул эч кандай үн маалыматын өткөрбөйт дегенди билдирет.

Бирок, энергиянын булагы болушу үчүн ар кандай электрондук системада туруктуу чыңалуу керек, ал андан кийин AC сигналын модуляциялайт. Бул энергия канчалык таза жана эффективдүү болсо, ал учурдагы жүктөргө жана бузулууларга ошончолук аз дуушар болсо, электрондук тетиктер иштеткен AC сигналы ошончолук таза болот. Мына ошондуктан, электр менен камсыздоо, атап айтканда, электр менен камсыздоо, ар кандай аналогдук аудио системасында абдан маанилүү болуп саналат.

4. Микрофон күчөткүч, ошондой эле алдын ала күчөткүч же алдын ала күчөткүч катары белгилүү

Микрофон күчөткүчтөрү, ошондой эле алдын ала күчөткүчтөр же алдын ала күчөткүчтөр катары белгилүү, микрофондордон келген сигналды күчөтүү үчүн иштелип чыккан (4). Алардын милдети сигналды күчөтүү болуп саналат, көбүнчө бир нече ондогон децибелге, бул алардын деңгээлин жүздөгөн же андан көпкө жогорулатууну билдирет. Ошентип, алдын ала күчөткүчтүн чыгышында биз кириш чыңалууга түз пропорционалдуу, бирок андан жүздөгөн эсе ашкан өзгөрмө чыңалууга ээ болобуз, б.а. фракциялардан вольт бирдигине чейинки деңгээлде. Бул сигналдын деңгээли аныкталат линия деңгээли жана бул аудио түзүлүштөрдөгү стандарттык иштөө деңгээли.

Трансформация экинчи бөлүк

Бул деңгээлдеги аналогдук сигнал мурунтан эле берилиши мүмкүн санариптештирүү процесси. Бул аналогдук-санариптик өзгөрткүчтөр же өзгөрткүчтөр (5) деп аталган куралдардын жардамы менен жасалат. Классикалык PCM режиминде конверсия процесси, б.а. Импульстун кеңдигин модуляциялоо, учурда эң популярдуу иштетүү режими эки параметр менен аныкталат: үлгү алуу ылдамдыгы жана бит тереңдиги. Сиз туура шектенгендей, бул параметрлер канчалык жогору болсо, конвертация ошончолук жакшы болот жана сигнал санариптик формада компьютерге ошончолук так берилет.

5. Конвертер же аналогдук-санариптик конвертер.

Мындай түрдөгү конверсиянын жалпы эрежеси тандап алуу, башкача айтканда, аналогдук материалдын үлгүлөрүн алуу жана анын санариптик өкүлчүлүгүн түзүү. Бул жерде аналогдук сигналдагы чыңалуунун көз ирмемдик мааниси интерпретацияланат жана анын деңгээли бинардык системада цифралык түрдө көрсөтүлөт (6).

Бирок бул жерде математиканын негиздерин кыскача эске салуу керек, ага ылайык ар кандай сандык маанини көрсөтүүгө болот. каалаган сан системасы. Адамзаттын бүткүл тарыхында ар кандай сан системалары колдонулуп келген жана азыр да колдонулууда. Мисалы, он (12 даана) же бир тыйын (12 ондо, 144 даана) сыяктуу түшүнүктөр он эки эселик системага негизделген.

6. Аналогдук сигналдагы чыңалуу чоңдуктары жана анын деңгээлин экилик системада санариптик түрдө көрсөтүү

Убакыттын өтүшү үчүн биз аралаш системаларды колдонобуз - секунддар, мүнөттөр жана сааттар үчүн сексактивдик система, күндөр жана күн үчүн он эки ондук туунду, жуманын күндөрү үчүн жетинчи система, бир айда жумалар үчүн төрттүк система (он эки ондук жана сексуалдык системага да тиешелүү), он эки ондук система жылдын айларын көрсөтүү үчүн, андан кийин ондук системага өтөбүз, анда ондогон жылдар, кылымдар жана миң жылдыктар пайда болот. Убакыттын өтүшүн билдирүү үчүн түрдүү системаларды колдонуунун мисалы санап системаларынын табиятын абдан жакшы көрсөтүп турат жана конверсияга байланышкан маселелерди натыйжалуу чечүүгө мүмкүндүк берет деп ойлойм.

Аналогдуктан санарипке которууда биз эң кеңири тараган болобуз ондук маанилерди экилик маанилерге айландыруу. Ондук, анткени ар бир үлгү үчүн өлчөө адатта микроволт, милливольт жана вольт менен көрсөтүлөт. Ошондо бул маани бинардык системада көрсөтүлөт, б.а. анда иштеген эки битти колдонуу - 0 жана 1, алар эки абалды билдирет: чыңалуу жок же анын болушу, өчүк же күйгүзүлгөн, ток же жок, ж.б. мисалы, туташтыргычтарга же башка санариптик процессорлорго карата биз иштеп жаткан алгоритмдердин өзгөрүшү.

Сиз нөлсүз; же бир

Бул эки цифра менен, нөл жана бир, сиз билдире аласыз ар бир сандык маанианын өлчөмүнө карабастан. Мисал катары, 10 санын карап көрөлү. Ондук системаны экилик системага которууну түшүнүүнүн ачкычы экилик системадагы 1 саны, ондук системадагыдай эле, анын сан сабындагы абалына көз каранды.

Эгерде 1 экилик саптын аягында болсо, анда 1, экинчиде аягынан баштап - анда 2, үчүнчү орунда - 4, төртүнчү орунда - 8 - бардыгы ондук санда. Ондук системада ошол эле 1 аягында 10, акыркы 100, үчүнчү 1000, төртүнчү XNUMX аналогияны түшүнүүгө үлгү болуп саналат.

Ошентип, эгерде биз 10ду экилик формада көрсөткүбүз келсе, анда 1 менен 1ди көрсөтүшүбүз керек, ошондуктан мен айткандай, төртүнчү орунда 1010 жана экинчи орунда XNUMX болот, бул XNUMX.

Эгерде биз 1ден 10 вольтко чейинки чыңалууларды бөлчөк маанилери жок айландыруу керек болсо, б.а. бүтүн сандарды колдонуу менен, экилик форматта 4 биттик ырааттуулукту көрсөтө алган конвертер жетиштүү. 4-бит, анткени бул экилик санды өзгөртүү төрт санга чейин талап кылат. Иш жүзүндө мындай болот:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

1ден 7ге чейинки сандар үчүн алдыңкы нөлдөр ар бир экилик сан бирдей синтаксиске ээ жана бирдей орун ээлеши үчүн сапты толук төрт битке толтурат. Графикалык түрдө бүтүн сандарды ондук системадан экилик системага мындай которуу 7-сүрөттө көрсөтүлгөн.

7. Ондук системадагы бүтүн сандарды экилик системага айландырыңыз

Үстүнкү жана төмөнкү толкун формалары бирдей маанилерди билдирет, биринчиси түшүнүктүү, мисалы, сызыктуу чыңалуу деңгээлин өлчөгүчтөр сыяктуу аналогдук түзүлүштөр үчүн, экинчиси санариптик түзүлүштөр үчүн, анын ичинде мындай тилде маалыматтарды иштеткен компьютерлер үчүн. Бул төмөнкү толкун формасы өзгөрмөлүү толтурулган квадрат толкунга окшош, б.а. убакыттын өтүшү менен максималдуу маанилердин минималдуу маанилердин ар кандай катышы. Бул өзгөрүлмө мазмун өзгөртүлүүчү сигналдын бинардык маанисин коддойт, демек, "импульстук код модуляциясы" деген аталыш - PCM.

Эми чыныгы аналогдук сигналды айландыруу үчүн. Биз буга чейин эле аны жылмакай өзгөрүп турган деңгээлдерди чагылдырган сызык менен сүрөттөсө болорун билебиз жана бул деңгээлдердин секирүү өкүлчүлүгү жок. Бирок, аналогдук сигналдын деңгээлин мезгил-мезгили менен өлчөө жана ар бир өлчөнгөн үлгүнү санариптик формада көрсөтүү үчүн биз аналогдуктан санарипке которуунун муктаждыктары үчүн ушундай процессти киргизишибиз керек.

Бул өлчөөлөр жүргүзүлө турган жыштык адам уга турган эң жогорку жыштыктан кеминде эки эсе болушу керек деп болжолдонгон жана ал болжол менен 20 кГц болгондуктан, эң көп 44,1kHz популярдуу үлгү ылдамдыгы бойдон калууда. Тандоо ылдамдыгын эсептөө өтө татаал математикалык операциялар менен байланышкан, биздин конверсия ыкмаларын билүүнүн ушул баскычында мааниси жок.

Дагы жакшыбы?

Мен жогоруда айткандардын баары үлгү алуу жыштыгы канчалык жогору экенин көрсөтүшү мүмкүн, б.а. аналогдук сигналдын деңгээлин үзгүлтүксүз аралыкта өлчөө, конверсиянын сапаты ошончолук жогору болот, анткени ал - жок дегенде интуитивдик мааниде - такыраак. Бул чындыгында ушундай? Бул тууралуу бир айдан кийин билебиз.