



 |
Аналоговый и цифровой звук
История звукозаписывающей техники
Создание компьютерного звука - это современный этап истории развития
звуковой техники. Кратко познакомимся с этой историей.
С конца XIX века бурно развивались технические средства хранения и
передачи информации. Так, в конце XIX века знаменитым американским
изобретателем Томасом Эдисоном был изготовлен фонограф.
Принцип работы фонографа состоит в следующем. Речь, музыка или пение
создают звуковые колебания, которые передаются на записывающую иглу
фонографа. Игла, воздействуя на поверхность вращающегося воскового
валика, оставляет на ней бороздку с изменяющейся глубиной - звуковую
дорожку. При воспроизведении звука происходит обратный процесс: движение
считывающей иглы по звуковой дорожке сопровождается ее колебаниями с той
же частотой. Эти колебания превращаются фонографом в слышимый звук (рис.
1.1). Фонограф Эдисона - первое в истории устройство для записи звука.
На этой же идее было основано производство целлулоидных грампластинок и
механизмов, воспроизводящих записанный на них звук: граммофона и
патефона.
В середине XX века появился электрофон - электрический аналог патефона.
Аналоговое представление звука
Звуковая дорожка грампластинки - это пример непрерывной формы записи
звука.
Рис. 1.1. Профиль звуковой дорожки на фонографе при сильном увеличении

Такую форму называют аналоговой. В электрофоне колебания движущейся по
звуковой дорожке иглы превращаются в непрерывный электрический сигнал,
показанный на рис. 1.2. Такой график называется осциллограммой. Он может
быть получен с помощью прибора, который называется осциллографом.
Рис. 1.2. Осциллограмма. Здесь t - время, I - сила тока

Электрический сигнал передается на динамик электрофона и превращается в
звук.

В XX веке был изобретен магнитофон - устройство для записи звука на
магнитную ленту. Здесь также используется аналоговая форма хранения
звука. Только теперь звуковая дорожка - это не механическая "бороздка с
ямками", как показано на рис. 1.1, а линия с непрерывно изменяющейся
намагниченностью. С помощью считывающей магнитной головки создается
переменный электрический сигнал, который озвучивается акустической
системой.
До недавнего времени вся техника передачи звука была аналоговой. Это и
телефонная связь, и радиосвязь. При телефонном разговоре звуковые
колебания мембраны микрофона превращаются в переменный электрический
сигнал, который передается по электрическим проводам. В принимающем
телефоне они превращаются в звук.
Цифровое представление звука
Вам уже знаком основной принцип хранения информации в памяти компьютера
- принцип дискретности: любые данные в памяти компьютера хранятся в виде
цепочек битов, т. е. последовательностей нулей и единиц. Современные
компьютеры умеют работать со звуком. Значит и звук в компьютерной памяти
хранится в дискретной форме, т. е. в виде цифр.
Что такое АЦП и ЦАП
Запись звука происходит через микрофон, который создает непрерывный
электрический сигнал, а воспроизведение - через динамики, которые звучат
также под действием непрерывного электрического сигнала. Как же работа
этих устройств совмещается с дискретными данными в памяти компьютера?
Происходит преобразование аналоговой формы представления звука в
дискретную и обратное преобразование. Первый процесс называется
аналого-цифровым преобразованием (АЦП), второй - цифро-аналоговым
преобразованием (ЦАП). |