Представление звука. АЦП. ЦАП

Современные персональные компьютеры умеют работать со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон.

Программное обеспечение компьютера в настоящее время позволяет непрерывный звуковой сигнал (аналоговый) преобразовывать в последовательность электрических импульсов, измеряя характеристики звука (период, амплитуду) через равные промежутки времени. Этот процесс выполняется в компьютере аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и называется дискретизацией (или оцифровкой).

Дискретизация – процесс преобразования аналогового сигнала в набор чисел, соответствующих характеристикам звука, измеренным через равные промежутки времени, называемые шагом квантования.

Для выполнения обратного преобразования служит цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), которых получает ступенчатый сигнал и сглаживает его.

Процесс дискретизации и восстановления звукового сигнала.

Хранение звука в виде цифровой записи занимает достаточно много места на компьютере, поэтому существуют другие способы. Так, с начала 80-х годов XX века разрабатывается MIDI запись, представляющая собой набор команд-указаний MIDI-синтезатору, на каком инструменте и какую ноту играть. Любой MIDI-синтезатор может воспроизводить звучание более 150 различных музыкальных инструментов, имеющих свои номера и названия. Проигрывание идёт одновременно на 16 каналах (треках) в 16 оркестровых группах, состоящих из одинаковых инструментов. На каждом канале одновременно может звучать до 32 голосов – нот, извлекаемых из инструмента. Получается целый оркестр, в котором одновременно может звучать 512 голосов! Число голосов на одном канале характеризует полифонию синтезатора.