Главная » Программирование звука » Дискретные форматы звука

0

Сегодня  мы  обычно  предполагаем,  что  дискретная  звуковая  информация  хранится  в  виде  двоичных  чисел.  Однако,  помимо  этого  способа,  дискретные  данные могут  храниться  и  в  другом  виде.  Сначала  мы  обсудим  несколько  способов  дискретизации  звукового  сигнала,  а  затем  внимательно  рассмотрим,  что  именно  происходит со звуком в процессе дискретизации.

Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ)

Дискретизация  была  предложена  инженерами  для  решения  двух  задач.  Первая заключалась в передаче двух и более сигналов по одной линии. Один из способов решения этой задачи заключался в том, чтобы «нарезать» каждый из сигналов «ломтиками» и поочередно передавать эти фрагменты сигналов по общей паре проводов.  Приемник  при  этом  может  объединять  фрагменты,  относящиеся  к  конкретному сигналу, и восстанавливать его.

Если рассмотреть один из звуковых сигналов, передаваемых по указанной схеме,  то  мы  увидим  картину,  приблизительно  соответствующую  схеме,  показанной на  рис.  3.1.  При  использовании  такого  подхода  звук  преобразуется  в  набор  им-

пульсов,  при  этом  амплитуда  (высота)  каждого  из  импульсов  соответствует  силе

звука  в  данный  момент  времени.  Отсюда  и  произошло  название  амплитудно-им-

пульсная модуляция (АИМ).

Одной  из  сильных  сторон  АИМ  является  то,  что  аналоговый  сигнал  очень просто   преобразуется   в   АИМ   (достаточно   использовать   быстрый   переключатель)  и  также  просто  производится  обратное  преобразование   из  сигнала  АИМ

в  его  аналоговый  эквивалент  (просто  пропустить  его  через  аналоговый  фильтр

нижних   частот).   Фактически   цифро-аналоговые   и   аналого-цифровые   преобразо-

ватели часто используют АИМ в качестве промежуточного формата.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Технология   дискретизации   также   используется   для   уменьшения   потерь   при передаче  звуковых  сигналов  по  проводным  или  радиолиниям  связи.  При  прохождении  по  реальным  линиям  связи  амплитуда  сигнала  часто  ослабевает,  однако длительность  сигнала  обычно  передается  без  искажений.  Метод,  по  которому  аналоговый  звуковой  сигнал  преобразуется  в  поток  импульсов  заданной  длительности,  понижает  степень  возможного  искажения  сигнала.  Широтно-импульсная  модуляция  (ШИМ),  схематично  показанная  на  рис.  3.2,  позволяет  сделать  именно это.  Как  и  АИМ,  ШИМ  представляет  каждое  из  дискретных  значений  в  виде  импульса,  однако  вместо  амплитуды  для  демонстрации  силы  звука  используется  ширина импульса.

ШИМ  очень  интересным  образом  используется  в  компьютерных  программах. Громкоговоритель  компьютера  по  своей  природе  обладает  возможностью  встроенной   грубой   конвертации   импульсов   ШИМ   в   аналоговый   сигнал.   Вследствие этого сигнал ШИМ можно подавать непосредственно в цепь громкоговорителя.

Для   образования   ШИМ-последовательности   в   программе   требуется   лишь точная  высокочастотная  синхронизация  и  однобитный  порт  вывода.  Использующее  рассмотренный  метод  программное  обеспечение  обладает  возможностью  получать относительно высококачественный звук даже в тех системах, в которых

Источник: Кинтцель Т.  Руководство программиста по работе со звуком = A Programmer’s Guide to Sound: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2000. 432 с, ил. (Серия «Для программистов»).

По теме:

  • Комментарии