Famoronana mozika. Mastering - Fizarana 2

Nanoratra momba ny zava-misy aho fa ny fifehezana ny dingan'ny famokarana mozika dia dingana farany amin'ny lalana manomboka amin'ny hevitra momba ny mozika mankany amin'ny fandefasana azy amin'ny mpandray amin'ny laharana teo aloha. Nojerena akaiky ihany koa ny feo voarakitra nomerika, saingy mbola tsy niresaka momba ny fomba namadihana an'ity audio ity aho, niova ho converters volt AC, ho endrika binary.

1. Ny feo be pitsiny rehetra, eny fa na dia be pitsiny be aza, dia tena ahitana feo sinusoida tsotra maro.

Namarana ny lahatsoratra teo aloha aho tamin'ny fanontaniana hoe, ahoana no ahafahan'ny onjam-peo mihodinkodina toy izany (1) ny votoatin'ny mozika rehetra, na dia miresaka momba ny zavamaneno maro mitendry ampahany polyphonic aza isika? Ity ny valiny: izany dia noho ny zava-misy fa ny feo be pitsiny, na dia be pitsiny aza, dia tena ahitana feo sinusoida tsotra maro izy io.

Ny toetran'ny sinusoidal amin'ireo onjam-peo tsotra ireo dia miovaova amin'ny fotoana sy ny amplitude, mifanindry ireo onjam-peo ireo, manampy, manala, mifamatotra, ary noho izany dia noforonina aloha ny feon'ny zavamaneno tsirairay, ary avy eo dia feno fifangaroana sy firaketana.

Ny zavatra hitantsika amin'ny sary 2 dia atôma sasany, molekiola mamorona ny feontsika, fa raha ny famantarana analoga dia tsy misy atôma toy izany - misy tsipika iray, tsy misy teboka manamarika ny famakiana manaraka (ny fahasamihafana dia hita ao amin'ny ny tarehimarika ao amin'ny dingana, izay tombanana amin'ny sary mba hahazoana ny vokatra hita maso mifanaraka amin'izany).

Na izany aza, satria ny famerenana ny mozika voarakitra avy amin'ny loharano analogue na nomerika dia tsy maintsy atao amin'ny alàlan'ny transducer elektromagnetika mekanika toy ny fanamafisam-peo na transducer écouteur, ny ankamaroan'ny fahasamihafana misy eo amin'ny audio analog madio sy ny feo vita amin'ny nomerika dia manjavozavo. Amin'ny dingana farany, i.e. rehefa mihaino dia tonga amintsika mitovy amin'ny fihetsehan'ny poti-drivotra vokatry ny fihetsehan'ny diaphragm ao amin'ny transducer ny mozika.

2. Molecule mandrafitra ny feontsika

tarehimarika analog

Misy fahasamihafana heno ve eo amin'ny audio analog madio (izany hoe analoga voarakitra ao amin'ny kasety analogue recorder, mifangaro amin'ny console analoga, voatsindry amin'ny kapila analoga, miverina amin'ny mpilalao analoga ary amplifier analogue amplifier) ​​sy feo nomerika - niova avy amin'ny Analog amin'ny dizitaly, voahodina sy afangaro amin'ny nomerika ary avy eo averina amin'ny endrika analog, eo anoloan'ny ampli ve izany sa saika ao amin'ny mpandahateny mihitsy?

Amin'ny ankamaroan'ny toe-javatra, tsy izany, na dia mirakitra mozika mitovy amin'ny fomba roa izahay ary avy eo mamerina izany, dia azo antoka fa ho re ny fahasamihafana. Na izany aza, izany dia noho ny toetry ny fitaovana ampiasaina amin'ireo dingana ireo, ny toetrany, ny fananany ary matetika ny fetrany, fa tsy ny tena zava-misy amin'ny fampiasana teknolojia analoga na nomerika.

Mandritra izany fotoana izany, mihevitra isika fa mitondra ny feo amin'ny endrika nomerika, i.e. raha atao atomika mazava tsara, dia tsy misy fiantraikany be amin'ny fizotry ny firaketana sy ny fanodinana ny tenany, indrindra fa ireo santionany ireo dia mitranga amin'ny matetika izay - farafaharatsiny ara-teorika - dia mihoatra lavitra noho ny fetra ambony amin'ny fandrenesana henontsika, ary noho izany dia niovaova io fatran'ny feo io. amin'ny endrika nomerika, dia tsy hitanay. Na izany aza, amin'ny fomba fijery mifehy ny fitaovana fanamafisam-peo, dia tena zava-dehibe izany, ary hiresaka momba izany isika any aoriana.

Andeha hojerentsika izao ny fomba hamadihana ny famantarana analoga ho endrika nomerika, izany hoe zero-one, i.e. iray izay tsy afaka manana afa-tsy ambaratonga roa ny volt: ny ambaratonga nomerika iray, izay midika hoe volt, ary ny haavon'ny zero nomerika, izany hoe. saika tsy misy io fihenjanana io. Ny zava-drehetra ao amin'ny tontolo nomerika dia na iray na aotra, tsy misy sanda manelanelana. Mazava ho azy fa misy ihany koa ilay antsoina hoe lojika fuzzy, izay mbola misy fanjakana manelanelana eo amin'ny fanjakana "on" na "off", saingy tsy azo ampiharina amin'ny rafi-peo nomerika.

3. Fihetsiketsehan'ny poti-drivotra ateraky ny loharanon-peo manetsika rafitra tena maivana amin'ny membrane.

Fiovana voalohany

Ny famantarana acoustic rehetra, na feo, gitara acoustic na amponga, dia alefa amin'ny ordinatera amin'ny endrika nomerika, tsy maintsy avadika ho famantarana elektrika mifandimby izany aloha. Matetika izany dia atao amin'ny mikrô izay misy fihovitrovitra avy amin'ny poti-drivotra ateraky ny loharanon-peo mitondra rafitra diaphragma tena maivana (3). Mety ho ny diaphragma tafiditra ao amin'ny kapsily condenser, band metaly foil amin'ny mikrô ribona, na diaphragma misy coil miraikitra aminy ao anaty micro dynamique.

Amin'ny tsirairay amin'ireo tranga ireo misy fambara elektrônika tena malemy mihozongozona eo amin'ny fivoahan'ny mikrôizay amin'ny ankapobeny na kely dia mitahiry ny tahan'ny matetika sy ny haavony mifanaraka amin'ny mari-pamantarana mitovy amin'ny poti-drivotra mihetsiketsika. Noho izany, karazana analogue elektrika izany, izay azo karakaraina bebe kokoa amin'ny fitaovana izay manodina famantarana elektrika mifandimby.

Hatrany am-boalohany Tsy maintsy ampitomboina ny famantarana mikrofonasatria malemy loatra ka tsy azo ampiasaina amin'ny fomba rehetra. Ny voltase mivoaka amin'ny microphone mahazatra dia ao amin'ny filaharan'ny arivo volt, aseho amin'ny millivolts, ary matetika amin'ny microvolts na ampahatapitrisa volt. Ho fampitahana, andao ampiana fa ny bateria karazana rantsantanana mahazatra dia mamokatra voltora 1,5 V, ary izany dia malefaka tsy tapaka izay tsy iharan'ny modulation, izay midika fa tsy mampita vaovao momba ny feo.

Na izany aza, ny voltase DC dia ilaina amin'ny rafitra elektronika rehetra ho loharanon'ny angovo, izay hanova ny famantarana AC. Arakaraka ny madio sy mahomby kokoa io angovo io, ny tsy dia iharan'ny enta-mavesatra sy ny korontana amin'izao fotoana izao, dia ho madio kokoa ny famantarana AC karakarain'ny singa elektronika. Izany no mahatonga ny famatsiana herinaratra, izany hoe ny famatsiana herinaratra, ho zava-dehibe amin'ny rafitra audio analogue rehetra.

4. Fanamafisana mikrô, fantatra ihany koa amin'ny hoe preamplifier na preamplifier

Ny fanamafisam-peo mikrô, fantatra ihany koa amin'ny hoe preamplifier na preamplifier, dia natao hanamafisana ny famantarana avy amin'ny mikrô (4). Ny andraikitr'izy ireo dia ny manamafy ny famantarana, matetika na dia amin'ny decibel am-polony aza, izay midika fa hampitombo ny haavony an-jatony na mihoatra. Noho izany, amin'ny famoahana ny preamplifier, dia mahazo voltase mifandimby izay mifandanja mivantana amin'ny voltase fampidirana, fa mihoatra ny in-jatony, i.e. amin'ny ambaratonga iray avy amin'ny ampahany amin'ny volt. Voafaritra io haavon'ny famantarana io haavon'ny tsipika ary ity no haavo fampandehanana mahazatra amin'ny fitaovana audio.

Fizarana faharoa

Ny famantarana analog amin'ity ambaratonga ity dia efa azo alefa dingana nomerika. Izany dia atao amin'ny alalan'ny fitaovana antsoina hoe analog-to-digital converters na transducers (5). Ny fizotry ny fiovam-po amin'ny fomba PCM mahazatra, i.e. Pulse Width Modulation, ny fomba fanodinana malaza indrindra amin'izao fotoana izao, dia voafaritra amin'ny masontsivana roa: ny tahan'ny sampling sy ny halalin'ny bit. Ara-drariny ny ahiahinao, ny avo kokoa ireo masontsivana ireo, ny tsara kokoa ny fiovam-po sy ny marina kokoa ny famantarana dia homena ny solosaina amin'ny endrika nomerika.

5. Converter na converter analog-to-digital.

Fitsipika ankapobeny ho an'ity karazana fiovam-po ity santionany, izany hoe maka santionany amin'ny fitaovana analogue ary mamorona sary nomerika momba izany. Eto, ny sandan'ny voltase eo noho eo amin'ny famantarana analoga dia adika ary ny haavony dia aseho amin'ny fomba nomerika amin'ny rafitra binary (6).

Eto anefa dia ilaina ny mampahatsiahy fohifohy ny fototry ny matematika, izay ahitana ny sanda isa rehetra azo aseho amin'ny misy rafitra isa. Nandritra ny tantaran'ny olombelona, ​​dia nisy rafitra isa isan-karazany ary mbola ampiasaina. Ohatra, ny foto-kevitra toy ny ampolony (12 sekely) na ny penny (12 ampolony, 144 sekely) dia mifototra amin'ny rafitra duodecimal.

6. Ny sandan'ny voltase amin'ny famantarana analoga sy ny fanehoana ny haavony amin'ny endrika nomerika amin'ny rafitra binary

Ho an'ny fotoana, mampiasa rafitra mifangaro isika - sexagesimal ho segondra, minitra ary ora, derivative duodecimal ho an'ny andro sy andro, rafitra fahafito amin'ny andro amin'ny herinandro, rafitra quad (mifandraika amin'ny rafitra duodecimal sy sexagesimal) mandritra ny herinandro ao anatin'ny iray volana, rafitra duodecimal mba hanondro ny volana amin'ny taona, ary avy eo dia mifindra any amin'ny rafitra decimal, izay ahitana am-polony taona maro, taonjato maro sy ny arivo taona. Heveriko fa ny ohatra amin'ny fampiasana rafitra samihafa mba hanehoana tsara ny fandehan'ny fotoana dia mampiseho tsara ny toetoetran'ny rafitra isa ary hamela anao hivezivezy amin'ny fomba mahomby kokoa ireo olana mifandraika amin'ny fiovam-po.

Raha ny fiovam-po analoga amin'ny nomerika, dia isika no ho mahazatra indrindra manova ny sanda decimal ho sanda binary. Decimal satria ny fandrefesana isaky ny santionany dia matetika aseho amin'ny microvolts, millivolts ary volts. Avy eo io sanda io dia haseho ao amin'ny rafitra binary, i.e. mampiasa bits roa miasa ao aminy - 0 sy 1, izay manondro fanjakana roa: tsy misy voltage na ny fisiany, miala na mandeha, ankehitriny na tsia, sns. Noho izany, dia misoroka ny fanodinkodinana isika, ary ny hetsika rehetra dia lasa tsotra kokoa amin'ny fampiharana amin'ny alàlan'ny fampiharana ny ilay antsoina hoe fiovan'ny algorithm izay iarahantsika, ohatra, mifandraika amin'ny connecteurs na processeur nomerika hafa.

Zero ianao; na iray

Miaraka amin'ireo isa roa, aotra ary iray, azonao atao ny maneho isaky ny sanda isana inona na inona habeny. Ohatra, diniho ny isa 10. Ny fanalahidin'ny fahatakarana ny fiovan'ny decimal-to-binary dia ny isa 1 amin'ny binary, toy ny amin'ny decimal, dia miankina amin'ny toerana misy azy ao amin'ny tady isa.

Raha 1 no eo amin'ny faran'ny tady binary, dia 1, raha ao amin'ny faharoa avy amin'ny farany - dia 2, amin'ny toerana fahatelo - 4, ary amin'ny laharana fahefatra - 8 - amin'ny decimal rehetra. Ao amin'ny rafitra decimal, ny 1 mitovy amin'ny farany dia 10, ny penultimate 100, ny fahatelo 1000, ny fahefatra XNUMX dia ohatra iray hahatakarana ny fanoharana.

Noho izany, raha te-hisolo tena ny 10 amin'ny endrika binary isika dia mila misolo tena ny 1 sy ny 1, ka araka ny nolazaiko dia 1010 amin'ny laharana fahefatra ary XNUMX amin'ny faharoa, izany hoe XNUMX.

Raha ilaina ny manova ny voltase avy amin'ny 1 ka hatramin'ny 10 volts tsy misy sanda fractional, i.e. raha mampiasa integers fotsiny, dia ampy ny mpanova izay afaka maneho filaharana 4-bit amin'ny binary. 4-bit satria io fiovam-pizarana mimari-droa io dia mitaky isa efatra. Amin'ny fampiharana dia ho toy izao izany:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Ireo aotra mitarika ho an'ny isa 1 ka hatramin'ny 7 dia mametaka ny tady amin'ny bitika efatra feno ka ny isa binary tsirairay dia manana fehezanteny mitovy ary maka toerana mitovy. Amin'ny endrika grafika, ny fandikana ireo isa avy amin'ny rafitra decimal mankany amin'ny binary dia aseho amin'ny sary 7.

7. Hanova ny isa integer amin'ny rafitra desimal ho rafitra binary

Na ny onjam-peo ambony sy ambany dia maneho ny soatoavina mitovy, afa-tsy ny teo aloha dia azo takarina, ohatra, ho an'ny fitaovana analogue, toy ny linear voltage level meter, ary ny faharoa ho an'ny fitaovana nomerika, anisan'izany ny solosaina izay manodina data amin'ny fiteny toy izany. Ity onjam-pandrefesana ambany ity dia mitovy amin'ny onja efamira feno feno, izany hoe. isan-karazany ny sanda ambony indrindra amin'ny sanda kely indrindra rehefa mandeha ny fotoana. Ity votoaty miovaova ity dia mametraka ny sandan'ny mari-pamantarana hovana, noho izany ny anarana hoe "modulation code pulse" - PCM.

Miverina amin'ny fanovana famantarana analoga tena izy. Efa fantatsika fa azo faritana amin'ny alalan'ny tsipika mampiseho ny haavon'ny fiovaovan'ny toetr'andro izy io, ary tsy misy zavatra toy ny fanehoana mitsambikina amin'ireo ambaratonga ireo. Na izany aza, ho an'ny filàn'ny fiovam-po amin'ny analoga amin'ny nomerika, dia tsy maintsy mampiditra dingana toy izany isika mba hahafahana mandrefy ny haavon'ny famantarana analoga tsindraindray ary maneho ny santionany tsirairay refesina amin'ny endrika nomerika.

Noheverina fa tokony ho avo roa heny fara-faharatsiny ny fandrefesana ireo fandrefesana ireo, fara fahakeliny, amin'ny fandrefesana avo indrindra azon'ny olona henoina, ary satria eo amin'ny 20 kHz eo ho eo izany, ny ankamaroany. 44,1kHz dia mijanona ho tahan'ny santionany malaza. Ny kajy ny tahan'ny santionany dia mifandray amin'ny asa matematika somary sarotra, izay, amin'izao dingana ny fahalalana ny fomba fiovam-po, dia tsy mitombina.

More no tsara kokoa?

Ny zavatra rehetra voalazako etsy ambony dia mety manondro fa ny avo kokoa ny fatran'ny sampling, i.e. fandrefesana ny haavon'ny famantarana Analog amin'ny elanelam-potoana tsy tapaka, ny ambony ny kalitaon'ny fiovam-po, satria izany - farafaharatsiny amin'ny heviny intuitive - marina kokoa. Tena marina ve izany? Ho fantatsika izany afaka iray volana.