Главная arrow Двоичный код arrow Цифровая запись
Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
Цифровая запись Печать
Как и всякий звук, музыкальные звуки - это волны сжатия и разрежения в воздухе, под действием которых начинают вибрировать барабанные перепонки уха или диафрагма микрофона. В микрофоне при усилении или записи звука подвижная диафрагма модулирует электрический ток, создавая электрический аналог звуковых колебаний. Другими словами, диафрагма порождает колебания электрического напряжения, соответствующие колебаниям давления в звуковой волне. В традиционных устройствах звукозаписи эти электрические колебания записываются на магнитную ленту или грампластинку с механически выдавливаемыми дорожками. Однако в процессе записи случайные скачки электрического напряжения или температуры окружающей среды могут повлиять на характер регистрируемых колебаний, что приводит к снижению качества звука при воспроизведении.
 
При цифровой записи информации (в данном случае звука) она наносится на поверхность диска в виде концентрических круговых дорожек, состоящих из впадин и гладких участков. Лазерный луч цифрового проигрывающего устройства считывает записанную информацию, при этом впадины интерпретируются как нули, а ровно отражающие свет участки - как единицы. В конечном счете электронные устройства преобразуют этот набор битов в музыку. 
 
С появлением так называемой цифровой записи благодаря четкости двоичного кода стало возможным достичь почти идеальной точности при звукозаписи. В процессе «выборки» и «квантования» цифровое записывающее устройство превращает выходной сигнал микрофона в кодированные электрические импульсы. Тысячи раз в секунду одна из схем системы «снимает» значения напряжения, генерируемого микрофоном, другая схема измеряет их и преобразует в десятичное число, которое затем переводится в двоичную форму. Чтобы впоследствии воспроизвести характер зарегистрированных колебаний, достаточно преобразовать двоичные числа в значения напряжения, которые управляют громкоговорителями проигрывающего устройства. 
 
Шаг 1. Упрощенная модель преобразования звука в цифровую форму и обратно. В качестве исходного сигнала взят один период звуковой волны. Изображенная волна соответствует чистой ноте, например возникающей при колебаниях камертона с частотой 256 Гц. Чтобы записать этот звук в цифровой форме, на каждом из 256 периодов волны снимается по 172 показания. Как разъясняется ниже, каждое показание отражает величину напряжения, выраженную десятичным числом.
 
Шаг 2. Каждую секунду с каждого канала стереофонического устройства снимается 256 раз по 172 показания, т.е. 44 032 значений напряжения. Здесь изображены лишь 16 из 172 показаний. Уровень напряжения измеряется «квантуюшей» схемой, которая сопоставляет показаиие датчика с двоичными числами. Обычно измеренное напряжение представляют в виде 16-битного двоичного числа, на рисунке же для простоты каждое двоичное «слово» состоит лишь из 4 битов.
 
Шаг 3. После того как все показания датчика переведены в двоичный код, из битов формируется цепочка импульсов, в которой 1 изображается на графике прямоугольничком, а нули - плоской линией. Эта последовательность злектрических импульсов управляет световым лучом записываюшего лазерного устройства. Луч «вырисовывает» цифровую информацию на поверхности диска в виде крошечных впадин и гладких участков.
 
Шаг 4. При проигрывании записи другой лазер (имеющийся в проигрывателе) обнаруживает эти впадины и гладкие участки на диске, которые интерпретируются соответственно как нули и единицы цифрового кода музыкальной записи. Считанные таким образом числа преобразуются затем в дискретные уровни напряжения.
 
Шаг 5. Наконец, специальный фильтр, выравнивает дискретные значения напряжения, превращая их в гладкую волну, которая довольно хорошо соответствует оригиналу. Такая отфильтрованная волновая форма, поступая на выходные усилители, и создает то, что мы слышим.