Как компьютер записывает и воспроизводит звук?
Ученые, можете мне хоть как нибудь более менее понятно обьяснить как компьютер способен записывать звук? Вот например мы говорим или поем в микрофон и у нас на выходе получается аудиодорожка годная к прослушиванию на любом компьютере. Сама она занимаем пару мегабай. А что там в этим мегабайтах находиться? Я понимаю, что звук это колебание волны. Но как эти колебания способен запомнить компьютер? Вот например любая программа это какой либо програмный код, который можно открыть чем нибудь и там будут определенные символы и команды. А что такое аудиодорожка? По аналогии с программным кодом, из чего состоит она? Когда мы переписываем песню с флешки на флешку, то что именно переписывается?
ДополненА кто может подсказать чем можно открыть и посмотреть данный цифровой код? какая программа для этого есть?
Для начала звук как механические колебания переводится в электрические колебания при помощи микрофона. Затем штука под названием аналого-цифровой преобразователь преобразует электрические колебания в последовательность цифр. где каждому уровню соответствует определённый цифровой код. Грубо говоря очень быстро (десятки раз в секунду) меряет напряжение и записывает показания. Этот цифровой код записывается на цифровой носитель. При воспроизведении всё происходит наоборот. Только здесь цифро-аналоговый преобразователь имея последовательность значений выдаёт на выходе изменяемое напряжение. Это напряжение подаётся на динамик через усилитель. Динамик преобразует электрические колебания в механические. Вообщем на пальцах как-то так.
Звук - это колебание ДАВЛЕНИЯ воздуха.
Первым делом это давление преобразуется в электрическое напряжение. Занимается этим микрофон. Он представляет собой (в классической конструкции) невесомую пленочную мембранку, которая легко колеблется от любого движения воздуха. К мембранке приклеена такая же невесомая катушка из десятка витков тонкой проволочки, А рядом - постоянный магнит, и эта катушечка колеблется, окруженная магнитным полем. По законам физики, в ней при этом появляются электрические импульсы, которые по форме и частоте точно соответствуют колебаниям самого воздуха.
Получается колеблющееся электрическое напряжение, которое можно записать, например, на магнитную ленту, если подать его на крошечный электромагнитик, скользящий по ленте.
Но для компьютера такая информация не годится, т. к. она "аналоговая", т. е. "аналогична" по форме воздушным колебаниям. Графически, во времени, напряжение, поступающее от микрофона выглядит как волнообразная линия, плавно гуляющая туда-обратно. Чем громче звук, тем более размашисто это напряжение меняется во все стороны. Но компьютер работает не с напряжениями, а с цифрами. Но компьютер - все же электрическое устройство, и в нем все цифры условно представлены именно в виде напряжений. Разница только в том, что компьютер использует не аналоговое (плавно и произвольно изменяющееся) напряжение, а дискретное - только ДВА четких значения. 5 вольт и нуль. Это для компьютера и есть цифры - единица и нуль. Ему достаточно :-)
Значит, чтобы компьютер смог что-то делать с аналоговой информацией от микрофона, ее нужно преобразовать в цифровую форму.
Этим занимается специальный чип, называется "АЦП" (аналогово-цифровой преобразователь) . Он очень несложный, его работоспособный аналог без труда можно даже самому слепить паяльником. По сути - это "вольтметр", который выражает поданное ему напряжение набором "единиц" и "нулей", как бы многоразрядным двоичным числом. Такие же чипы работают в измерительных приборах с цифровыми дисплеями вместо стрелок. Если интересно, расскажу, как именно это делается, но уверяю тебя - очень несложно, просто-таки примитивно.
Так или иначе, когда на входную ножку этого чипа подается какое-то аналоговое напряжение, на нескольких выходных ножках сразу появляются двоичные сигналы (где-то напряжение 5 вольт, где-то нуль - словом, электрически выраженное двоичное число) .
Потом, у компьютера есть "часы". Это еще один чип, который умеет вырабатывать короткие импульсы четко по времени, много раз в секунду и очень стабильно. Как маятник, "тикает" с большой частотой. Эти "тики" (краткие ипмульсы напряжения) служат разрешающими командами для того, первого чипа. По этим командам он выдает свои двоичные измерения на выход. Ведь звуковая волна все время меняется во времени - и такие "тикающие" команды позволяют получать измеренные напряжения как бы цепочкой, одно за другим. Получается уже СЕРИЯ двоичных цифр, как бы "фотографий" состояния микрофона, сделанных цепочкой во времени. Вот эти двоичные числа, поступающие непрерывным потоком, компьютер уже вполне может записывать на винчестер или что-то с ними делать, как с обычными цифровыми данными. В таблицу их записать, перемножить, переслать куда-то, и т. д.
Но для этого нужно МНОГО цифр - десятки тысяч раз в секунду измерять напряжение надо. Поэтому запись оцифрованного звука и занимает так много места на диске. Чтобы это место сократить, используется математическая обработка, после которой звук принимает вид "цепочки формул", образно говоря. По этим формулам специальная программа может заново создать цепочку цифр для воспроизведения звука. Но "формулы" занимают в тысячи раз меньше места, вот в чем кайф :-)
Цифирками, цифирками)) )
Он (микрофоном) измеряет звуковое давление 44000 раз в секунду или даже 128000 раз. И запоминает величину давления....
все в цифровом виде.. . нули и единицы.. . что бы звук стал цифрой нужен
аналого-цифровой преобразователь.... (АЦП)
из цифры в звук наоборот (ЦАП)
нолики и единички