Cruthachadh Ciùil. Maighstireachd - pàirt 2

Sgrìobh mi mu dheidhinn gur e maighstireachd ann am pròiseas cinneasachadh ciùil an ceum mu dheireadh air an t-slighe bhon bheachd air ceòl gu bhith ga lìbhrigeadh chun neach a gheibh e anns an iris roimhe. Tha sinn cuideachd air sùil gheur a thoirt air claisneachd a chaidh a chlàradh gu didseatach, ach cha do bhruidhinn mi fhathast mar a tha an claisneachd seo, air a thionndadh gu luchd-tionndaidh bholtaids AC, air a thionndadh gu cruth binary.

1. Tha a h-uile fuaim iom-fhillte, eadhon ìre fìor àrd de iom-fhillteachd, a 'gabhail a-steach mòran fhuaimean sinusoidal sìmplidh.

Chrìochnaich mi an artaigil roimhe leis a’ cheist, ciamar a tha e comasach ann an tonn cho tonnach (1) gu bheil a h-uile susbaint ciùil air a chòdachadh, eadhon ged a tha sinn a ’bruidhinn mu dheidhinn mòran ionnstramaidean a’ cluich pàirtean polyphonic? Seo am freagairt: tha seo mar thoradh air gu bheil fuaim iom-fhillte sam bith, eadhon gu math iom-fhillte, ann an da-rìribh tha e air a dhèanamh suas de ghrunn fhuaimean sinusoidal sìmplidh.

Tha nàdar sinusoidal nan tonnan sìmplidh sin ag atharrachadh a rèir an dà chuid ùine agus leud, tha na tonnan sin a’ dol thairis air, a’ cur ris, a’ toirt air falbh, ag atharrachadh a chèile, agus mar sin an toiseach bidh fuaimean ionnstramaidean fa-leth air an cruthachadh, agus an uairsin bidh measgachadh agus clàraidhean slàn air an cruthachadh.

Is e na chì sinn ann am figear 2 dadaman sònraichte, moileciuilean a tha a’ dèanamh suas ar stuth fuaim, ach a thaobh comharra analog chan eil na dadaman sin ann - tha aon loidhne chothromach ann, gun dotagan a’ comharrachadh leughaidhean às deidh sin (tha an diofar ri fhaicinn ann an am figear a-steach mar cheumannan, a tha air an tuairmseachadh gu grafaigeach gus a’ bhuaidh lèirsinneach co-fhreagarrach fhaighinn).

Ach, leis gu feumar ath-chluich de cheòl clàraichte bho thùsan analog no didseatach a bhith a’ cleachdadh transducer electromagnetic meacanaigeach leithid glaodhaire no transducer headphone, tha an eadar-dhealachadh eadar claisneachd analog fìor agus blurs claisneachd air a phròiseasadh gu didseatach uamhasach sa mhòr-chuid de chùisean. Aig an ìre mu dheireadh, i.e. nuair a bhios sinn ag èisteachd, bidh an ceòl gar ruighinn san aon dòigh ri crith nam mìrean èadhair air adhbhrachadh le gluasad an diaphragm anns an transducer.

2. Moilecules a tha 'deanamh suas ar n-earrainn fhuaimneach

figear analog

A bheil eadar-dhealachaidhean ri chluinntinn eadar claisneachd analog fìor (ie analog clàraichte air inneal-clàraidh teip analog, measgaichte air consol analog, teannachadh air diosc analog, air a chluich air ais air cluicheadair analog agus amplifier analog leudaichte) agus claisneachd didseatach - air a thionndadh bho analog gu didseatach, air a phròiseasadh agus air a mheasgachadh gu didseatach agus an uairsin air a phròiseasadh air ais gu cruth analog, a bheil sin dìreach air beulaibh an amp no gu practaigeach anns an neach-labhairt fhèin?

Anns a’ mhòr-chuid de chùisean, seach nach eil, ged a bhiodh sinn a’ clàradh an aon stuth ciùil anns an dà dhòigh agus an uairsin ga chluich air ais, bhiodh na h-eadar-dhealachaidhean gu cinnteach ri chluinntinn. Ach, bidh seo mar thoradh air nàdar nan innealan a thathas a’ cleachdadh anns na pròiseasan sin, am feartan, na feartan, agus gu tric cuingeachaidhean, seach mar a bhith a’ cleachdadh teicneòlas analog no didseatach.

Aig an aon àm, tha sinn a’ gabhail ris gun tèid am fuaim a thoirt gu cruth didseatach, i.e. gu atomized gu soilleir, nach eil a’ toirt buaidh mhòr air a’ phròiseas clàraidh is giullachd fhèin, gu h-àraidh leis gu bheil na sampallan sin a’ tachairt aig tricead a tha - gu teòiridheach co-dhiù - fada nas fhaide na crìochan àrda nan triceadan a chluinneas sinn, agus mar sin an gràinealachd sònraichte seo den fhuaim a chaidh a thionndadh gu cruth didseatach, neo-fhaicsinneach dhuinn. Ach, bho thaobh a bhith a 'maighstireachd an stuth fuaim, tha e glè chudromach, agus bruidhnidh sinn mu dheidhinn nas fhaide air adhart.

A-nis leig dhuinn a-mach mar a tha an comharra analog air a thionndadh gu cruth didseatach, is e sin neoni-aon, i.e. aon far nach urrainn ach dà ìre a bhith aig an bholtadh: an aon ìre didseatach, a tha a’ ciallachadh bholtadh, agus an ìre neoni didseatach, i.e. cha mhòr nach eil an teannachadh seo idir idir. Tha a h-uile dad anns an t-saoghal dhidseatach an dàrna cuid aon no neoni, chan eil luachan eadar-mheadhanach ann. Gu dearbh, tha an loidsig fuzzy ris an canar cuideachd, far a bheil stàitean eadar-mheadhanach fhathast eadar na stàitean “air adhart” no “dheth”, ach chan eil e buntainneach ri siostaman claisneachd didseatach.

3. Crith de ghràinean èadhair air adhbhrachadh le stòr fuaim a chaidh a chuir an sàs ann an structar fìor aotrom den membran.

Cruth-atharrachadh Pàirt a h-Aon

Thèid comharra fuaimneach sam bith, ge bith an e glaodhan, giotàr fuaimneach no drumaichean a th’ ann, a chuir chun choimpiutair ann an cruth didseatach, feumaidh e an toiseach a bhith air a thionndadh gu bhith na chomharra dealain eile. Mar as trice bidh seo air a dhèanamh le microfònan far am bi crith de ghràineanan èadhair air adhbhrachadh leis an stòr fuaim a’ stiùireadh structar diaphragm gu math aotrom (3). Is dòcha gur e seo an diaphragm a tha air a ghabhail a-steach ann an capsal condenser, còmhlan foil meatailt ann am micreofon rioban, no diaphragm le coil ceangailte ris ann am micreofon fiùghantach.

Anns gach aon de na cùisean sin tha comharra dealain gu math lag, oscillating a’ nochdadh aig toradh a’ mhicreofona tha gu ìre mhòr no nas lugha a’ gleidheadh ​​​​na cuibhreannan de tricead agus ìre a tha a rèir na h-aon pharaimearan de ghràinean èadhair oscillating. Mar sin, is e seo seòrsa de analog dealain dheth, a dh’ fhaodar a phròiseasadh tuilleadh ann an innealan a bhios a ’giullachd comharra dealain eile.

Bhon toiseach Feumaidh comharra microfòn a bhith air a mheudachadhoir tha e ro lag r'a chleachdadh air chor sam bith. Tha bholtadh toraidh microfòn àbhaisteach ann an òrdugh mìltean de bholt, air a chuir an cèill ann am millivolts, agus gu tric ann am microvolts no milleanamhan de bholt. Airson coimeas a dhèanamh, leig dhuinn a chuir ris gu bheil bataraidh àbhaisteach seòrsa meòir a’ toirt a-mach bholtadh de 1,5 V, agus is e bholtadh seasmhach a tha seo nach eil fo ùmhlachd atharrachadh, a tha a ’ciallachadh nach bi e a’ sgaoileadh fiosrachadh fuaim sam bith.

Ach, tha feum air bholtadh DC ann an siostam dealanach sam bith gus a bhith na thùs lùtha, a dh’ atharraicheas an comharra AC an uairsin. Mar as glaine agus as èifeachdaiche a tha an lùth seo, mar as lugha a bhios e fo ùmhlachd luchdan agus buairidhean gnàthach, is ann as glaine a bhios an comharra AC air a phròiseasadh leis na co-phàirtean dealanach. Sin as coireach gu bheil an solar cumhachd, is e sin an solar cumhachd, cho cudromach ann an siostam claisneachd analog sam bith.

4. Microphone amplifier, ris an canar cuideachd preamplifier no preamplifier

Tha amplifiers microfòn, ris an canar cuideachd preamplifiers no preamplifiers, air an dealbhadh gus an comharra àrdachadh bho mhicrofònan (4). Is e an obair aca an comharra àrdachadh, gu tric eadhon le grunn deichean decibels, a tha a’ ciallachadh an ìre aca àrdachadh ceudan no barrachd. Mar sin, aig toradh an preamplifier, gheibh sinn bholtaids eile a tha dìreach co-rèireach ris a’ bholtachd cuir a-steach, ach a’ dol thairis air ceudan de thursan, i.e. aig ìre bho bhloighean gu aonadan bholt. Tha an ìre comharra seo air a dhearbhadh ìre loidhne agus is e seo an ìre obrachaidh àbhaisteach ann an innealan claisneachd.

Cruth-atharrachadh pàirt a dhà

Faodar comharra analog den ìre seo a thoirt seachad mu thràth pròiseas digiteachaidh. Tha seo air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh innealan ris an canar luchd-tionndaidh analog-gu-didseatach no transducers (5). Tha am pròiseas tionndaidh ann am modh PCM clasaigeach, i.e. Tha modaladh leud Pulse, am modh giollachd as mòr-chòrdte an-dràsta, air a mhìneachadh le dà pharamadair: ìre samplachaidh agus doimhneachd bit. Mar a tha thu an amharas gu ceart, mar as àirde na crìochan sin, is ann as fheàrr a bhios an tionndadh agus nas cinntiche thèid an comharra a thoirt don choimpiutair ann an cruth didseatach.

5. Tionndadh no inneal-tionndaidh analog-gu-didseatach.

Riaghailt choitcheann airson an seòrsa tionndaidh seo samplachadh, is e sin, a’ gabhail sampaill de stuth analog agus a’ cruthachadh riochdachadh didseatach dheth. An seo, tha luach sa bhad a ’bholtaid anns a’ chomharra analog air a mhìneachadh agus tha an ìre aige air a riochdachadh gu didseatach ann an siostam binary (6).

An seo, ge-tà, feumar cuimhneachadh goirid air bunaitean matamataig, a rèir an urrainnear luach àireamhach sam bith a riochdachadh ann an siostam àireamh sam bith. Tro eachdraidh a 'chinne-daonna, tha diofar shiostaman àireamh air a bhith air an cleachdadh agus fhathast gan cleachdadh. Mar eisimpleir, tha bun-bheachdan leithid dusan (12 pìosan) no sgillinn (12 dusan, 144 pìosan) stèidhichte air an t-siostam duodecimal.

6. Luachan bholtaids ann an comharra analog agus riochdachadh a h-ìre ann an cruth didseatach ann an siostam binary

Airson ùine, bidh sinn a ‘cleachdadh siostaman measgaichte - sexagesimal airson diogan, mionaidean agus uairean, derivative duodecimal airson làithean agus làithean, seachdamh siostam airson làithean na seachdain, siostam quad (cuideachd co-cheangailte ri siostam duodecimal agus sexagesimal) airson seachdainean ann am mìos, siostam duodecimal gus mìosan na bliadhna a chomharrachadh, agus an uairsin gluaisidh sinn chun t-siostam deicheach, far a bheil deicheadan, linntean agus mìle bliadhna a 'nochdadh. Tha mi a’ smaoineachadh gu bheil an eisimpleir de bhith a’ cleachdadh diofar shiostaman airson ùine a chur an cèill gu fìor mhath a’ sealltainn nàdar nan siostaman àireamh agus a’ toirt cothrom dhut cùisean co-cheangailte ri tionndadh a stiùireadh nas èifeachdaiche.

A thaobh tionndadh analog gu didseatach, bidh sinn mar an fheadhainn as cumanta tionndaidh luachan deicheach gu luachan dà-chànanach. Deicheach leis gu bheil an tomhas airson gach sampall mar as trice air a chuir an cèill ann am microvolts, millivolts agus bholt. An uairsin thèid an luach seo a chuir an cèill anns an t-siostam binary, i.e. a 'cleachdadh dà phìos ag obair ann - 0 agus 1, a tha a' comharrachadh dà stàit: chan eil bholtaids no a làthaireachd, dheth no air adhart, sruth no nach eil, msaa. an atharrachadh ris an canar algorithms leis a bheil sinn a’ dèiligeadh, mar eisimpleir, a thaobh luchd-ceangail no pròiseasairean didseatach eile.

Tha thu neoni; no aon

Leis an dà fhigear seo, neamhan agus feadhainn, faodaidh tu cur an cèill gach luach àireamhachge bith dè a mheud. Mar eisimpleir, smaoinich air an àireamh 10. Is e an iuchair airson tionndadh deicheach gu dàna a thuigsinn gu bheil an àireamh 1 ann an dàna, dìreach mar ann an deicheach, an crochadh air a shuidheachadh san t-sreang àireimh.

Ma tha 1 aig deireadh an t-sreath binary, an uairsin 1, ma tha san dàrna fear bhon deireadh - an uairsin 2, anns an treas suidheachadh - 4, agus sa cheathramh suidheachadh - 8 - uile ann an deicheach. Anns an t-siostam deicheach, is e an aon 1 aig an deireadh 10, an dàrna fear 100, an treas 1000, an ceathramh XNUMX mar eisimpleir airson an samhlachas a thuigsinn.

Mar sin, ma tha sinn airson 10 a riochdachadh ann an cruth binary, feumaidh sinn 1 agus 1 a riochdachadh, mar sin mar a thuirt mi, bhiodh e 1010 sa cheathramh àite agus XNUMX san dàrna h-àite, is e sin XNUMX.

Ma dh’ fheumadh sinn bholtaids a thionndadh bho 1 gu 10 volts gun luachan bloighteach, i.e. Le bhith a’ cleachdadh dìreach integers, tha inneal-tionndaidh a dh’ fhaodas sreathan 4-bit a riochdachadh ann an dàna gu leòr. 4-bit oir bidh feum aig an tionndadh seo de dh’àireamh binary suas ri ceithir àireamhan. Ann an cleachdadh seallaidh e mar seo:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

Bidh an fheadhainn a tha a’ stiùireadh neoni airson na h-àireamhan 1 gu 7 dìreach a’ cuir an t-sreang gu na ceithir pìosan slàn gus am bi an aon cho-chòrdadh aig gach àireamh dà-chànanach agus a’ gabhail an aon uiread de rùm. Ann an cruth grafaigeach, tha eadar-theangachadh mar sin de shlàn-àireamhan bhon t-siostam deicheach gu binary ri fhaicinn ann am Figear 7.

7. Convert Integer Numbers in Decimal System to Binary System

Tha an dà chruth-tonn àrd is ìosal a’ riochdachadh na h-aon luachan, ach a-mhàin gu bheil a’ chiad fhear so-thuigsinn, mar eisimpleir, airson innealan analog, leithid meatairean ìre bholtachd sreathach, agus an dàrna fear airson innealan didseatach, a’ toirt a-steach coimpiutairean a bhios a’ giullachd dàta air a’ chànan sin. Tha an cruth tonn ìosal seo coltach ri tonn ceàrnagach le lìonadh caochlaideach, i.e. co-mheas eadar-dhealaichte de luachan as àirde gu luachan as ìsle thar ùine. Bidh an susbaint caochlaideach seo a’ còdachadh luach dà-chànanach a’ chomharra a thèid a thionndadh, agus mar sin an t-ainm “modulation code pulse” - PCM.

A-nis air ais gu tionndadh fìor analog comharra. Tha fios againn mu thràth gum faodar a mhìneachadh le loidhne a tha a’ sealltainn ìrean ag atharrachadh gu rèidh, agus chan eil leithid de rud ann ri riochdachadh leum de na h-ìrean sin. Ach, airson feumalachdan tionndadh analog gu didseatach, feumaidh sinn a leithid de phròiseas a thoirt a-steach gus a bhith comasach air ìre comharra analog a thomhas bho àm gu àm agus gach sampall tomhaiste den leithid a riochdachadh ann an cruth didseatach.

Bhathar a’ gabhail ris gum bu chòir an tricead aig an deidheadh ​​na tomhais sin a dhèanamh a bhith co-dhiù dà uair cho tric ‘s as àirde a chluinneas duine, agus leis gu bheil e timcheall air 20 kHz, mar sin, an ìre as àirde. Tha 44,1kHz fhathast na ìre sampall mòr-chòrdte. Tha àireamhachadh na h-ìre samplachaidh co-cheangailte ri gnìomhachd matamataigeach caran toinnte, nach eil, aig an ìre seo den eòlas againn air na dòighean tionndaidh, a’ dèanamh ciall.

A bheil e nas fheàrr tuilleadh?

Is dòcha gu bheil a h-uile dad a dh ’ainmich mi gu h-àrd a’ nochdadh mar as àirde am tricead samplachaidh, i.e. a 'tomhas ìre comharra analog gu cunbhalach, mar as àirde càileachd an tionndaidh, oir tha e - co-dhiù ann an dòigh ghoireasach - nas cruinne. A bheil e fìor dha-rìribh? Bidh fios againn mu dheidhinn seo ann am mìos.