 | | | | | | | | |
| | |
| | | |
Lukas, ID wpisu: 4874 / 1277
Niniejszy artykuł przeznaczony jest przede wszystkim dla osób początkujących. Zajmiemy się w nim funkcjonowaniem cyfrowego dźwięku i dokonamy krótkiego omówienia zagadnień związanych z pracą zegara.
Mówiąc najprościej, rejestracja i odtwarzanie cyfrowego dźwięku (mam tu na myśli użycie cyfrowych rejestratorów, samplerów, keyboardów działających z wykorzystaniem sampli oraz modułów brzmieniowych), składa się z dwóch zasadniczych etapów. Chodzi tu o przechwytywanie dźwięku (podczas zapisywania lub samplowania) i jego reprodukcję. Etap przechwytywania wykonywany jest za pomocą przetworników analogowo-cyfrowych (A/D, zwanych również A-to-D lub ADC). Odtwarzanie zaś możliwe jest dzięki przetwornikom cyfrowo-analogowym (D/A, D-to-A lub DAC).
Działanie przetwornika A/D polega na chwytaniu serii migawek (próbek) napięcia przechodzącego przezeń sygnału audio, mierzeniu ich i zapisywaniu w postaci liczbowej. Liczby te mogą być ciągami ośmiu bitów (cyfr binarnych czyli jedynek lub zer), szesnastu lub dwudziestu czterech. Każda liczba jest fragmentem danych zwanym słowem (określanym także jako słowo próbki, słowo cyfrowe lub po prostu próbka). Za każdym razem, gdy przetwornik A/D przechwytuje próbkę, tworzy słowo. Pojęcia długość słowa oraz rozdzielczość bitowa są równoważne i odwołują się do liczby bitów zawartych w jednym słowie (8, 16 lub 24 itd.).
Częstotliwość z jaką pobierane są próbki zwana jest częstotliwością próbkowania, a wyraża się ją w kilohercach (kHz - tysiąc próbek na sekundę) lub w megahercach (MHz - milion razy na sekundę). Mówiąc ogólnie, długość słowa decyduje o stosunku sygnału użytecznego do szumu, podczas gdy częstotliwość próbkowania determinuje szerokość rejestrowanego pasma częstotliwości akustycznych.
Żelazną regułą jest to, że najwyższa konwertowana częstotliwość akustyczna nie może być wyższa niż połowa częstotliwości próbkowania. A zatem, częstotliwość próbkowania 44,1kHz (44100 próbek w ciągu sekundy) pozwala zarejestrować częstotliwości w paśmie do 22.050kHz. Przy częstotliwości próbkowania równej 96kHz zarejestrować możemy częstotliwości do 48kHz i tak dalej. W jednym z przyszłych artykułów zajmiemy się teorią leżącą u podstaw tej techniki.
Liczba bitów w słowie cyfrowym wpływa na dynamikę sygnału (stosunek sygnału użytecznego do szumu). Decyduje o tym liczba "stopni" umożliwiających odtworzenie obwiedni sygnału. Koncepcja ta jest zilustrowana na rys. 1. Każdy bit dołożony do słowa cyfrowego podwaja liczbę tychże stopni, które służą do pomiaru i reprezentacji przebiegu sygnału analogowego, a co za tym idzie, podwaja dokładność cyfrowego zapisu. W efekcie każdy dodatkowy bit podnosi dynamikę sygnału o 6dB. Należy przy tym zauważyć, że dokładając kolejne bity nie powodujemy podniesienia poziomu (głośności) przechwyconego sygnału. W ten sposób zmieniamy jedynie wartość najniższego (czyli najcichszego) poziomu, przy którym sygnał daje się wykorzystać, nie znikając w szumie. Z uwagi na to, że każdy dodatkowy bit podwaja liczbę stopni umożliwiających odtworzenie obwiedni sygnału audio, powiększanie liczby bitów powoduje zwiększenie rozdzielczości sygnału podczas przechwytywania, w szczególności zaś przy niższych poziomach (patrz tabela, w której znajdziemy zestawienie zakresów dynamiki i liczb stopni, przy poszczególnych długościach słów cyfrowych).
Te same zasady dotyczące rozdzielczości częstotliwości próbkowania, odnoszą się do procesu konwersji cyfrowo-analogowej, podczas której następuje zamiana cyfrowego zapisu na przebieg audio o zmiennym napięciu, przy czym istnieją pewne dwie różnice. Po pierwsze, dodawanie bitów czy podnoszenie częstotliwości próbkowania nie powoduje polepszenia jakości dźwięku: pasmo częstotliwości nie ulegnie poszerzeniu, a poziom szumu obniżeniu. Niemniej jednak, dodanie bitów na etapie wyjściowym może być zabiegiem użytecznym, o ile miksowanie dźwięku odbywa się w domenie cyfrowej.
Konwersji cyfrowo-analogowej towarzyszą często inne zagadnienia, takie jak nadpróbkowanie (ang. oversampling) i stosowane są różnorodne filtry oraz obwody. Jednak w chwili obecnej ten zakres wiedzy nam wystarczy i możemy kontynuować nasze rozważania. Tik-Tak
Głównym elementem zarządzającym zapisem i odtwarzaniem cyfrowym jest zegar. Jest to zegar słowa (ang. wordclock). Każdy komponent sprzętowy posługuje się własnym zegarem - zegar ów wyznacza częstotliwość próbkowania i daje pewność regularności pobierania próbek. Wziąwszy pod uwagę dużą częstotliwość próbkowania, należy sobie zdać sprawę, jak ważna dla jakości dźwięku jest jakość zegara zainstalowanego w sprzęcie cyfrowym. Jeśli częstotliwość jego pracy nie jest stabilna (powoduje to zjawisko zwane jitterem), sygnał audio ulega degradacji. Jeśli korzystamy tylko z jednego urządzenia cyfrowego, problem zegara właściwie nie istnieje. Urządzenie odwołuje się do wbudowanego (wewnętrznego) zegara i wszystko gra. Jeśli jednak spróbujemy sprząc cyfrowo dwa lub więcej urządzeń, sprawy mogą nieco się skomplikować.
Jeśli proces ten będziemy wykonywać krok po kroku, łatwo nam będzie określić sposób sprzęgnięcia zegarów sprzętowych - jeżeli coś się nam nie uda, sprzęt poinformuje nas o tym odmawiając pracy, mrugając różnymi kontrolkami lub też emitując dziwne dźwięki. Najprostsze jest połączenie dwóch urządzeń cyfrowych. Powiedzmy, że na stacji roboczej przygotowaliśmy aranż, który chcemy teraz przenieść cyfrowo do komputera, poprzez kartę dźwiękową. Łączymy zatem wyjście cyfrowe instrumentu z wejściem cyfrowym karty, uruchamiamy oprogramowanie muzyczne w trybie nagrywania, odtwarzamy aranż na keyboardzie… a program informuje o pojawieniu się błędu i odmawia nagrywania. Może też zdarzyć się, że zarejestrowane zostanie coś, co przypomina muzykę, ale albo jest zamazane i zniekształcone albo podczas odtwarzania słychać kliki i przerwy.
Oto natura problemu: aby sygnał cyfrowy został przeniesiony z jednego urządzenia do innego, słowa cyfrowe muszą wędrować z właściwą szybkością oraz taktowaniem. Innymi słowy, taktowanie słów cyfrowych w obu urządzeniach musi być zsynchronizowane. Jeśli słychać zakłócenia, takie jak kliki czy przerwy albo - co gorsza - nie słychać nic, świadczy to o braku wspomnianej synchronizacji.
Na szczęście, rozwiązanie tego kłopotu jest bardzo proste. Nasza stacja robocza, która jest urządzeniem wysyłającym sygnał audio, działa tak jak zazwyczaj, odwołując się do wewnętrznego zegara. Karta dźwiękowa, odbierająca transmitowany sygnał dźwiękowy, powinna zostać ustawiona w tryb podrzędny (ang. slave), korzystając z zegara zewnętrznego. Jako to uczynić, należy sprawdzić w instrukcji obsługi karty albo przyjrzeć się oknu dialogowemu preferencji dźwiękowych (Audio Preferences) programu rejestrującego.W opisanym przypadku, to wystarczy - we wszystkich formatach połączeń cyfrowych, z którymi przyjdzie nam zetknąć się (AES/EBU, S/PDIF, ADAT, TDIF itd.), sygnał zegara jest wpisywany w strumień danych i przesyłany wraz z cyfrowymi danymi audio. To nam znacznie upraszcza działanie, eliminując konieczność stosowania oddzielnych przewodów przesyłających sygnały zegarowe itd. |
|
| | | Słowa kluczowe: konstrukcje estradowe, konstrukcje sceniczne, nagłaśnianie imprez, nagłośnienie imprez, nagłośnienie kraków, organizacja imprez, oświetlenie imprez, oświetlenie sceniczne, scena | | |
| | |
|
| |
|
