تهیه کننده : تیم تولید محتوای دایناپرو
مدت زمان مطالعه : 5 دقیقه
مقدمه
در این مقاله که در دو پارت ارایه میشود میخواهیم به بررسی صوت در سیستم‌های دیجیتال و آنالوگ بپردازیم. قبل از اینکه شروع کنیم میخواهیم یک سری مفاهیم که پیش نیاز این مقاله می باشد را بررسی کنیم . چگونگی تبدیل شدن یک صوت از حالت آنالوگ به دیجیتال می پردازیم. در مقاله بعدی هم نحوه‌ی کار یک کارت صدا را بررسی میکنیم و یک محصول جذاب از دایناپرو را معرفی میکنیم. خیلی خب بی معطلی میریم سر اصل مطلب.
پیش نیاز ها
ابتدا باید چند رکن اساسی را به صورت خیلی خلاصه بیان کنیم، که وقتی بحث سیستم های صوتی به میان می آید این ارکان عرض اندام می کنند و نمی توان نقش هریک را نادیده گرفت.
بلندگو: بلندگو در اصل یک موتور مکانیکی می باشد که وظیفه تبدیل سیگنال های الکتریکی به لرزش های مکانیکی را دارد.
بلندگوهای چندراهه: برای اینکه بلندگوها تمامی فرکانس هایی که در محدوده‌ی شنوایی انسان هست را پوشش دهد از چهار نوع بلندگو استفاده می شود که شامل ووفر ،میدرنج ، توييتر و نوع چهارمی هست که از ترکیب کل اینها به وجود آمده است که به بلندگوی های فول رنج معروف هستند.
مدار کراس‌اور: ﻣﺪارﻫﺎیی ﺑﺮای ﺟﺪا کردن ﻓﺮکاﻧﺲ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺻﻮتی ﻫﺴﺘﻨﺪ که ﺑﺎ تفکیک ﻓﺮکاﻧﺲ ﺧﺮوجی، امکان ارﺳﺎل ﻫﺮ ﺑﺨﺶﻓﺮکانسی ﺑﻪ یک ﺑﻠﻨﺪگوی ﺧﺎص را ﺑﻪ وﺟﻮد می آورﻧﺪ.ﻓﺮکاﻧﺲ ﻫﺎی ﺑﻢ ﺑﻪ یک ﺑﻠﻨﺪگوی ﺑﺰرگ و ﻓﺮکاﻧﺲ ﻫﺎی ﻣﯿﺎنی ﺑﻪ یک ﺑﻠﻨﺪگوی کوچک ﺗﺮ و ﻓﺮکاﻧﺲ ﻫﺎی زﯾﺮ ﺑﻪ یک ﺑﻠﻨﺪگوی کاﻣﻼ کوچک منتقل می شود . در این باره در مقاله قبلی با جزییات پرداخته ایم .
تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
حالا که با اجزای اصلی یک سیستم صوتی آشنا شدیم، بیایید به سراغ قلب تپنده‌ی دنیای دیجیتال، یعنی تبدیل آنالوگ به دیجیتال برویم. همانطور که می‌دانید، صدا در طبیعت به صورت موج‌های پیوسته یا آنالوگ وجود دارد. اما کامپیوترها تنها با اعداد سروکار دارند. پس برای اینکه بتوانیم صدا را در کامپیوتر ذخیره و پردازش کنیم، باید آن را به یک سری عدد تبدیل کنیم. این کار توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) انجام میشود.
مراحل تبدیل آنالوگ به دیجیتال:
نمونه‌برداری (Sampling): در این مرحله، سیگنال آنالوگ در فواصل زمانی مشخص نمونه‌برداری میشود. هر نمونه یک مقدار ولتاژ را نشان می‌دهد.
کوانتیزاسیون (Quantization): در این مرحله، مقدار هر نمونه به نزدیک‌ترین مقدار در یک مجموعه محدود از مقادیر گسسته (سطح‌های کوانتیزاسیون) نگاشته میشود. هر سطح کوانتیزاسیون با یک عدد مشخص نشان داده میشود.
کدگذاری (Encoding): در نهایت، اعداد حاصل از مرحله‌ی قبل با استفاده از یک کد مشخص (مانند کد باینری) نمایش داده می‌شوند.
تأثیر نرخ نمونه‌برداری و عمق بیت بر کیفیت صدا:
نرخ نمونه‌برداری: تعداد نمونه‌هایی که در هر ثانیه از سیگنال آنالوگ گرفته میشود، نرخ نمونه‌برداری نام دارد. نرخ نمونه‌برداری بالاتر به معنای جزئیات بیشتر و کیفیت صدای بهتر است.ولی مشکلی که در بالا رفتن نرخ نمونه برداری ایجاد می شود بالا رفتن حجم فایل نمونه برداری شده است.
عمق بیت: تعداد بیت‌هایی که برای نمایش هر نمونه استفاده میشود، عمق بیت نام دارد. عمق بیت بیشتر به معنای سطح‌های کوانتیزاسیون بیشتر و کاهش نویز کوانتیزاسیون است.
تبدیل دیجیتال به آنالوگ (DAC):
فرآیندی است که در آن سیگنال‌های دیجیتال (که معمولاً به صورت دنباله‌ای از اعداد باینری هستند) به سیگنال‌های آنالوگ (که به صورت پیوسته و متغیر هستند) تبدیل می‌شوند. این فرآیند معمولاً در دستگاه‌هایی مانند پخش‌کننده‌های موسیقی، تلویزیون‌ها و سیستم‌های صوتی استفاده میشود.
در این فرآیند، DAC با استفاده از یک سری از مراحل، داده‌های دیجیتال را به ولتاژ یا جریان آنالوگ تبدیل می‌کند. این ولتاژ یا جریان آنالوگ می‌تواند به بلندگوها یا سایر دستگاه‌های آنالوگ ارسال شود تا صدا یا تصویر تولید کند. به طور کلی، تبدیل دیجیتال به آنالوگ شامل مراحل زیر است:
1. ورودی دیجیتال: دریافت داده‌های دیجیتال.
2. تبدیل: استفاده از مدارهای الکترونیکی برای تبدیل داده‌های دیجیتال به سیگنال آنالوگ.
3. فیلتر کردن: حذف نویز و صاف کردن سیگنال آنالوگ برای بهبود کیفیت.
4. خروجی آنالوگ: ارسال سیگنال آنالوگ به دستگاه‌های خروجی.
این فرآیند به ما این امکان را می‌دهد که از داده‌های دیجیتال در دستگاه‌های آنالوگ استفاده کنیم.
در این مقاله به بررسی مفاهیم پایه در دنیای صوت، از جمله تبدیل آنالوگ به دیجیتال و تبدیل دیجیتال به آنالوگ پرداختیم. همچنین به اهمیت نرخ نمونه‌برداری و عمق بیت در کیفیت صدا اشاره کردیم و مطالب جدیدی با هم یادگرفتیم و از آنجایی که مباحث کمی زیاد شد تصمیم گرفتیم که توضیحات در دو قسمت ادامه دهیم که در هفته‌ی بعد منتشر می شود.