ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Цифровая информация во времени из "Введение в цифровую звукотехнику " Началом электроники было радио, и полезно вспомнить, что первым применением радио была передача сообщений в коде Морзе. Сигнал передавался путем включения и выключения передатчика, который в те времена представлял собой искровой генератор, включенный между антенной и землей на больший (тире) и меньший (точка) интервал времени. Такая форма посылки - один из возможных вариантов цифрового сигнала. Сигналы в коде Морзе сегодня называются цифровыми широтно-импульсно модулированными сигналами (рис. 1.1). До изобретения лампы сигналы в коде Морзе были единственным видом модулированных сигналов. С изобретением лампы в 1920 г. стало возможным модулировать несущую частоту звуковым сигналом. [c.5] Пример формы звукового сигнала показан на рис. 1.2. Как видно, звуковой сигнал периодически изменяется, причем эти изменения происходят непрерьюно. Звуковой сигнал может быть преобразован в напряжение, как, например, это делается с помощью микрофона напряжение можно записать или передать по радио. Важно, чтобы частота и характер изменения напряжения точно соответствовали частоте и характеру изменения звуковой волны. Амплитуда напряжения должна быть пропорциональна амплитуде звуковых колебаний и, таким образом, соответствовать громкости звука. Частота напряжения, так же как и частота звуковых колебаний, соответствует высоте воспроизводимого тона. Итак, форма электрического напряжения является точной копией формы звукового колебания и несет о ней полную информацию. [c.5] При воспроизведении игла звукоснимателя перемещается в канав- е пластинки. Сама по себе игла легка, но она механически связана с [реобразователем колебаний иглы в электрический сигнал и в целом то уже достаточно сложная и весомая конструкция. Звукосниматели вляются источником новых искажений. [c.6] Представляется, что магнитная запись звука устраняет отмеченные рудности. Однако проблема магнитной записи состоит в том, что роцесс записи по своей природе нелинеен. На рис. 1.3 показана зави-имость остаточной намагниченности магнитного материала от тока, ротекающего через катушку, намагничивающую материал (ленту). [c.6] Широко используемые для усиления транзисторы не являются линейными элементами, а история высококачественного звуковоспроизведения — это история развития схемотехники, попыток обойти природную нелинейность сначала ламп, а затем транзисторов. Установлено, что каждые 10 лет обнаруживаются новые виды искажений и свьш1е 10 лет тратится на их устранение инженеры звукозаписи хорошо знают, что многие критики, высоко оценивающие качество исходного звука, не могут дать такой же оценки звуку записанному. Вообще электрические искажения устранить проще, чем механические в целом слабыми звеньями в звуковоспроизведении являются собственно процесс записи звука и громкоговорители. [c.7] Использование цифровой техники открывает возможность с новых позиций обозреть процесс звукозаписи. [c.7] Чтобы перейти от двоичного числа к десятичному, надо найти деся-ичные числа, соответствующие единицам во всех разрядах двоичного [исла (где они есть) и сложить их. Номера разрядов отсчитьюаются права, начиная с нуля. [c.8] Например, число 10010110 содержит 1 в 1, 2, 4 и 7 разрядах. Соответствующие десятичные числа составляют 2, 4, 16 и 128. Складывая их (2 + 4 + 16 + 128), получим 150. [c.9] Переход от десятичных чисел к двоичным делается на бумаге делением десятичного числа на 2 при этом выписьшается остаток. Двоичное число считается снизу. [c.9] Число 583 в двоичной системе записывается как 1001000111. [c.9] Наибольшее число, которое может быть записано в двоичной системе счисления (как и в любой другой), зависит от числа используемых разрядов. В случае только двух разрядов (или бит) мы сможем сосчитать числа в интервале от О до 3. Используя 8 разрядов (назьшаемых байтом), можно оперировать с числами от О до 255, а при 16 битах (16 бит образуют слово) возможности расширяются от О до 65 535. [c.9] Цифровые схемы - переключающие. В них используется значительное число транзисторов, поэтому они изготовляются в виде интегральных схем (ИС). Эти ИС могут быть изготовлены на базе биполярных или МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторов оба варианта достаточно широко распространены. На МОП-транзисторах изготавляются блоки памяти и микропроцессоры. Биполярные транзисторы используются там, где требуется высокое быстродействие и достаточно большие токи эти параметры особенно существенны для выходных устройств ЭВМ и промьшшенных контроллеров. Цифровые ИС, используемые в цифровой звуковой технике, как правило, сконструированы для конкретного узкого назначения. [c.9] Достоинства двоичных сигналов особенно ярко проявляются в технике магнитной записи для записи О или 1 достаточно полностью намагнитить ленту в том или ином направлении. В этом случае используется эффект насыщения магнитного материала, для чего большинство магнитных материалов идеально подходит. При этом отпадают жесткие требования к степени намагниченности материала, важно только направление намагничивания. Можно конструировать записывающие и воспроизводящие головки различными и увеличить плотность записи (число сигналов на заданной длине дорожки). [c.9] При магнитной цифровой записи нет проблемы линейности, нет жестких требований к форме и размерам намагниченных точек , важно только их число. Шумы могут сказываться на точности счета, и далее бу-зут рассмотрены методы, минимизирующие вероятность ошибок. [c.10] Никакие достижения не даются без затрат, и плата за качество циф-шой записи и воспроизведения состоит в необходимости преобразова-[я аналоговых сигналов в цифровые и обратно, что требует существен-1Г0 увеличения скорости обработки данных. Электрический аналог укового сигнала необходимо преобразовать в цифровую форму. Taie преобразование следует вьшолнять, когда сигнал имеет достаточ-ю амплитуду (несколько вольт) и намного превышает уровень шума. [c.10] Вернуться к основной статье