Krijimi i Muzikës. Mastering - pjesa 2

Kam shkruar për faktin se zotërimi në procesin e prodhimit muzikor është hapi i fundit në rrugën nga ideja e muzikës deri në dorëzimin e saj te marrësi në numrin e mëparshëm. Ne kemi parë gjithashtu nga afër audion e regjistruar në mënyrë dixhitale, por ende nuk kam diskutuar se si kjo audio, e konvertuar në konvertues të tensionit AC, shndërrohet në formë binare.

1. Çdo tingull kompleks, madje edhe një shkallë shumë e lartë kompleksiteti, në fakt përbëhet nga shumë tinguj të thjeshtë sinusoidalë.

E përfundova artikullin e mëparshëm me pyetjen, si është e mundur që në një valë kaq të valëzuar (1) të kodohet e gjithë përmbajtja muzikore, edhe nëse flasim për shumë instrumente që luajnë pjesë polifonike? Këtu është përgjigja: kjo për faktin se çdo tingull kompleks, qoftë edhe shumë kompleks, është me të vërtetë përbëhet nga shumë tinguj të thjeshtë sinusoidalë.

Natyra sinusoidale e këtyre formave të valëve të thjeshta ndryshon si me kohën ashtu edhe me amplituda, këto forma valore mbivendosen, shtojnë, zbresin, modulojnë njëra-tjetrën, dhe kështu së pari krijohen tingujt e instrumenteve individuale, dhe më pas përzierjet dhe regjistrimet e plota.

Ajo që shohim në figurën 2 janë atome të caktuara, molekula që përbëjnë lëndën tonë të tingullit, por në rastin e një sinjali analog nuk ka atome të tilla - ekziston një vijë e barabartë, pa pika që shënojnë leximet e mëvonshme (ndryshimi mund të shihet në figura në si hapa, të cilët janë të përafruar grafikisht për të marrë efektin vizual përkatës).

Megjithatë, meqenëse riprodhimi i muzikës së regjistruar nga burime analoge ose dixhitale duhet të bëhet duke përdorur një transduktor mekanik elektromagnetik si një altoparlant ose transduktor kufjesh, pjesa dërrmuese e ndryshimit midis audios së pastër analoge dhe audios së përpunuar në mënyrë dixhitale turbullohet. Në fazën përfundimtare, d.m.th. gjatë dëgjimit, muzika arrin tek ne në të njëjtën mënyrë si dridhjet e grimcave të ajrit të shkaktuara nga lëvizja e diafragmës në transduktor.

2. Molekulat që përbëjnë materien tonë të tingullit

shifra analoge

A ka ndonjë ndryshim të dëgjueshëm midis audios së pastër analoge (d.m.th. analoge e regjistruar në një magnetofon analog, e përzier në një tastierë analoge, e ngjeshur në një disk analog, e luajtur në një luajtës analog dhe përforcues analog i përforcuar) dhe audio dixhitale - e konvertuar nga analog në dixhital, i përpunuar dhe i përzier në mënyrë dixhitale dhe më pas i përpunuar përsëri në formë analoge, është pikërisht përpara amplifikatorit apo praktikisht në vetë altoparlantin?

Në shumicën dërrmuese të rasteve, përkundrazi jo, edhe pse nëse do të regjistronim të njëjtin material muzikor në të dyja mënyrat dhe më pas do ta luanim atë, ndryshimet me siguri do të ishin të dëgjueshme. Megjithatë, kjo do të jetë më shumë për shkak të natyrës së mjeteve të përdorura në këto procese, karakteristikave, vetive dhe shpesh kufizimeve të tyre, sesa vetë faktit të përdorimit të teknologjisë analoge ose dixhitale.

Në të njëjtën kohë, supozojmë se sjellja e zërit në një formë dixhitale, d.m.th. të atomizuar në mënyrë të qartë, nuk ndikon ndjeshëm në vetë procesin e regjistrimit dhe përpunimit, veçanërisht pasi këto mostra ndodhin në një frekuencë që - të paktën teorikisht - është shumë përtej kufijve të sipërm të frekuencave që dëgjojmë, dhe për këtë arsye kjo kokrrizë specifike e tingullit të konvertuar në formë dixhitale, është e padukshme për ne. Sidoqoftë, nga pikëpamja e zotërimit të materialit të tingullit, është shumë e rëndësishme dhe për këtë do të flasim më vonë.

Tani le të kuptojmë se si sinjali analog shndërrohet në formë dixhitale, përkatësisht zero-një, d.m.th. ai ku tensioni mund të ketë vetëm dy nivele: niveli dixhital, që do të thotë tension, dhe niveli dixhital zero, d.m.th. ky tension praktikisht nuk ekziston. Çdo gjë në botën dixhitale është ose një ose zero, nuk ka vlera të ndërmjetme. Sigurisht, ekziston edhe e ashtuquajtura logjikë fuzzy, ku ka ende gjendje të ndërmjetme midis gjendjeve "on" ose "off", por nuk është e zbatueshme për sistemet audio dixhitale.

3. Dridhjet e grimcave të ajrit të shkaktuara nga një burim zëri vënë në lëvizje një strukturë shumë të lehtë të membranës.

Transformimet Pjesa e Parë

Çdo sinjal akustik, qoftë vokal, kitarë akustike apo bateri, dërgohet në kompjuter në formë dixhitale, fillimisht duhet të shndërrohet në një sinjal elektrik të alternuar. Kjo zakonisht bëhet me mikrofona në të cilët dridhjet e grimcave të ajrit të shkaktuara nga burimi i zërit drejtojnë një strukturë diafragme shumë të lehtë (3). Kjo mund të jetë diafragma e përfshirë në një kapsulë kondensator, një brez me fletë metalike në një mikrofon me shirit ose një diafragmë me një spirale të bashkangjitur në një mikrofon dinamik.

Në secilin prej këtyre rasteve në daljen e mikrofonit shfaqet një sinjal elektrik shumë i dobët, lëkundëse cila ruan pak a shumë proporcionet e frekuencës dhe të nivelit që u korrespondojnë parametrave të njëjtë të grimcave të ajrit oscilues. Kështu, ky është një lloj analog elektrik i tij, i cili mund të përpunohet më tej në pajisjet që përpunojnë një sinjal elektrik të alternuar.

Së pari sinjali i mikrofonit duhet të përforcohetsepse është shumë i dobët për t'u përdorur në çfarëdo mënyre. Një tension tipik i daljes së mikrofonit është në rendin e të mijtës së një volt, i shprehur në milivolt, dhe shpesh në mikrovolt ose të miliontët e një volt. Për krahasim, le të shtojmë se një bateri konvencionale e tipit gisht prodhon një tension prej 1,5 V, dhe ky është një tension konstant që nuk i nënshtrohet modulimit, që do të thotë se nuk transmeton asnjë informacion zanor.

Megjithatë, voltazhi DC nevojitet në çdo sistem elektronik për të qenë burimi i energjisë, i cili më pas do të modulojë sinjalin AC. Sa më e pastër dhe më efikase të jetë kjo energji, aq më pak i nënshtrohet ngarkesave dhe shqetësimeve aktuale, aq më i pastër do të jetë sinjali AC i përpunuar nga komponentët elektronikë. Kjo është arsyeja pse furnizimi me energji elektrike, përkatësisht furnizimi me energji elektrike, është kaq i rëndësishëm në çdo sistem audio analog.

4. Përforcues i mikrofonit, i njohur edhe si parapërforcues ose parapërforcues

Përforcuesit e mikrofonit, të njohur gjithashtu si parapërforcues ose parapërforcues, janë krijuar për të përforcuar sinjalin nga mikrofonat (4). Detyra e tyre është të përforcojnë sinjalin, shpesh edhe me disa dhjetëra decibel, që do të thotë të rrisin nivelin e tyre me qindra ose më shumë. Kështu, në daljen e parapërforcuesit, marrim një tension të alternuar që është drejtpërdrejt proporcional me tensionin e hyrjes, por duke e tejkaluar atë me qindra herë, d.m.th. në një nivel nga fraksionet në njësi volt. Ky nivel sinjali përcaktohet niveli i linjës dhe ky është niveli standard i funksionimit në pajisjet audio.

Transformimi pjesa e dytë

Një sinjal analog i këtij niveli tashmë mund të kalohet procesi i dixhitalizimit. Kjo bëhet duke përdorur mjete të quajtura konvertues analog në dixhital ose transduktorë (5). Procesi i konvertimit në modalitetin klasik PCM, d.m.th. Modulimi i gjerësisë së pulsit, aktualisht mënyra më e popullarizuar e përpunimit, përcaktohet nga dy parametra: shpejtësia e kampionimit dhe thellësia e bitit. Siç dyshoni me të drejtë, sa më të larta këto parametra, aq më i mirë është konvertimi dhe aq më i saktë sinjali do të futet në kompjuter në formë dixhitale.

5. Konvertuesi ose konverteri analog në dixhital.

Rregulla e përgjithshme për këtë lloj konvertimi mostër, pra marrja e mostrave të materialit analog dhe krijimi i një paraqitjeje dixhitale të tij. Këtu interpretohet vlera e menjëhershme e tensionit në sinjalin analog dhe niveli i tij paraqitet në mënyrë dixhitale në sistemin binar (6).

Këtu, megjithatë, është e nevojshme të kujtojmë shkurtimisht bazat e matematikës, sipas të cilave çdo vlerë numerike mund të përfaqësohet në çdo sistem numrash. Gjatë gjithë historisë së njerëzimit, janë përdorur dhe përdoren ende sisteme të ndryshme numrash. Për shembull, koncepte të tilla si një duzinë (12 copë) ose një qindarkë (12 duzina, 144 copë) bazohen në sistemin duodecimal.

6. Vlerat e tensionit në një sinjal analog dhe përfaqësimi i nivelit të tij në formë dixhitale në një sistem binar

Për kohën, ne përdorim sisteme të përziera - sexagesimal për sekonda, minuta dhe orë, derivat duodecimal për ditët dhe ditët, sistemin e shtatë për ditët e javës, sistemin quad (i lidhur gjithashtu me sistemin duodecimal dhe seksagesimal) për javë në muaj, sistemin duodecimal për të treguar muajt e vitit dhe më pas kalojmë në sistemin dhjetor, ku shfaqen dekada, shekuj dhe mijëvjeçarë. Unë mendoj se shembulli i përdorimit të sistemeve të ndryshme për të shprehur kalimin e kohës tregon shumë mirë natyrën e sistemeve të numrave dhe do t'ju lejojë të lundroni në mënyrë më efektive në çështjet që lidhen me konvertimin.

Në rastin e konvertimit analog në dixhital, ne do të jemi më të zakonshmit konvertoni vlerat dhjetore në vlera binare. Dhjetore sepse matja për çdo kampion zakonisht shprehet në mikrovolt, milivolt dhe volt. Atëherë kjo vlerë do të shprehet në sistemin binar, d.m.th. duke përdorur dy bit që funksionojnë në të - 0 dhe 1, të cilët tregojnë dy gjendje: pa tension ose prani të tij, fikur ose ndezur, rrymë ose jo, etj. Kështu, ne shmangim shtrembërimin dhe të gjitha veprimet bëhen shumë më të thjeshta në zbatim përmes aplikimit të i ashtuquajturi ndryshim i algoritmeve me të cilët kemi të bëjmë, p.sh., në lidhje me konektorët ose procesorët e tjerë digjitalë.

Ju jeni zero; ose një

Me këto dy shifra, zero dhe një, mund të shpreheni çdo vlerë numerikepavarësisht nga madhësia e tij. Si shembull, merrni parasysh numrin 10. Çelësi për të kuptuar konvertimin dhjetor në binar është se numri 1 në binar, ashtu si në dhjetor, varet nga pozicioni i tij në vargun e numrave.

Nëse 1 është në fund të vargut binar, atëherë 1, nëse në të dytën nga fundi - atëherë 2, në pozicionin e tretë - 4, dhe në pozicionin e katërt - 8 - të gjitha në dhjetor. Në sistemin dhjetor, e njëjta 1 në fund është 10, e parafundit 100, e treta 1000, e katërta XNUMX është një shembull për të kuptuar analogjinë.

Pra, nëse duam të përfaqësojmë 10 në formë binare, do të na duhet të përfaqësojmë një 1 dhe një 1, kështu që siç thashë, do të ishte 1010 në vendin e katërt dhe XNUMX në të dytin, që është XNUMX.

Nëse do të kishim nevojë të konvertonim tensionet nga 1 në 10 volt pa vlera fraksionale, d.m.th. duke përdorur vetëm numra të plotë, mjafton një konvertues që mund të përfaqësojë sekuenca 4-bitësh në binar. 4-bit sepse ky konvertim i një numri binar do të kërkojë deri në katër shifra. Në praktikë do të duket kështu:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Ato zero kryesore për numrat 1 deri në 7 thjesht mbushin vargun në katër bit të plotë në mënyrë që çdo numër binar të ketë të njëjtën sintaksë dhe të zërë të njëjtën hapësirë. Në formë grafike, një përkthim i tillë i numrave të plotë nga sistemi dhjetor në binar është paraqitur në Figurën 7.

7. Konvertoni numrat e plotë në sistemin dhjetor në sistemin binar

Të dyja format e valës së sipërme dhe të poshtme përfaqësojnë të njëjtat vlera, përveç se e para është e kuptueshme, për shembull, për pajisjet analoge, si matësit e nivelit të tensionit linear, dhe e dyta për pajisjet dixhitale, duke përfshirë kompjuterët që përpunojnë të dhëna në një gjuhë të tillë. Kjo formë vale e poshtme duket si një valë katrore me mbushje të ndryshueshme, d.m.th. raport i ndryshëm i vlerave maksimale me vlerat minimale me kalimin e kohës. Kjo përmbajtje e ndryshueshme kodon vlerën binare të sinjalit që do të konvertohet, prandaj emri "modulimi i kodit të pulsit" - PCM.

Tani kthehemi te konvertimi i një sinjali të vërtetë analog. Tashmë e dimë se mund të përshkruhet nga një vijë që përshkruan nivelet që ndryshojnë pa probleme, dhe nuk ka gjë të tillë si një paraqitje kërcyese e këtyre niveleve. Megjithatë, për nevojat e konvertimit analog në dixhital, ne duhet të prezantojmë një proces të tillë që të jemi në gjendje të matim herë pas here nivelin e një sinjali analog dhe të përfaqësojmë çdo mostër të tillë të matur në formë dixhitale.

Supozohej se frekuenca në të cilën do të bëheshin këto matje duhet të ishte të paktën dyfishi i frekuencës më të lartë që një person mund të dëgjojë, dhe duke qenë se është afërsisht 20 kHz, prandaj, më së shumti 44,1 kHz mbetet një normë popullore e mostrës. Llogaritja e shkallës së kampionimit shoqërohet me operacione matematikore mjaft komplekse, të cilat, në këtë fazë të njohurive tona për metodat e konvertimit, nuk kanë kuptim.

Më shumë a është më mirë?

Gjithçka që përmenda më lart mund të tregojë se sa më e lartë të jetë frekuenca e kampionimit, d.m.th. duke matur nivelin e një sinjali analog në intervale të rregullta, aq më i lartë është cilësia e konvertimit, sepse është - të paktën në një kuptim intuitiv - më i saktë. A është vërtet e vërtetë? Këtë do ta dimë brenda një muaji.