.

Передача звука

 По образу звуковых колебаний можно создать электрические колебания с такой же формой кривой, т.е. с таким же спектром. В этом случае в электрических колебаниях будет записана та же информация, что и в звуковых колебаниях. Электрическую копию звука можно передать на большие расстояния, отправить на длительное хранения ("записать"), во много раз усилить и, наконец, когда это понадобится, вновь превратить в звук. На передающей стороне с помощью звуковых волн создается переменный ток, график которого соответствует графику звукового давления, т.е. создается электрическая копия звука. По линии связи (провода, кабели, радиоэфир ...) электрическая копия звука (переменный ток) передается на приемную сторону. На приемной стороне с помощью переменного тока создают звук (по электрической копии восстанавливают звуковой оригинал). Независимо от способа передачи электрического сигнала в любой системе передачи звука должны быть переводчики, превращающие звуковые колебания в электрические и наоборот. Главное требование к переводчику - переводчик не должен врать.

Задача неискаженной передачи звука имеет три основные части:

  • -нужно без искажений преобразовать звук в ток;
  • -нужно, чтобы весь спектр сложного тока без изменения прошел по всем электрическим цепям;
  • -нужно, чтобы сложный ток без искажений преобразовался в звук.

Нарушение точности передачи подразделяют на следующие виды:

  • -потеря акустической перспективы;
  • -смещение среднего уровня сигнала;
  • -ограничение частотного и динамического диапазонов;
  • -маскировка шумами и помехами;
  • -линейные, нелинейные и переходные искажения.

Потеря акустической перспективы получается при передаче акустических сигналов по  дноканальным системам независимо от число микрофонов в месте нахождения первичного источника звука и громкоговорителей в месте нахождения слушателей. Смещение уровней получается из-за того, что слушателю не сообщается значение среднего уровня первичного акустического сигнала. Поэтому слушатели устанавливают средний уровень по своему усмотрению. А так как в устройствах обработки сигналов этот уровень непрерывно меняется, то, как правило, практически невозможно точно восстановить средний уровень, равный среднему уровню первичного акустического сигнала. В результате смещения средних уровней происходит изменение соотношения между громкостями низкочастотных и среднечастотных составляющих.

Тракт передачи сигналов в силу ряда технических и экономических причин ограничивает частотный диапазон сигнала, для расширения которого и применяют частотную коррекцию на низких и высоких частотах передаваемого диапазона. Ограничение динамического диапазона сигнала обычно определяется сверху появлением перегрузки отдельных звеньев тракта сигналов или возникновением недопустимых нелинейных искажений, снизу - наличием шумов и помех в этом тракте. Чтобы избежать ограничения динамического диапазона сигнала, применяют сжатие его диапазона по возможности до пределов динамического диапазона тракта передачи. Динамический диапазон сигнала в ряде случаев может быть восстановлен на приемном конце тракта, но это усложняет приемную аппаратуру, а иногда это и невозможно (при амплитудном ограничении).

В звуковой аппаратуре звук представляется либо непрерывным электрическим сигналом, либо набором цифр (нулей и единиц). Аппаратура, в которой рабочий сигнал является непрерывным электрическим сигналом, называется аналоговой аппаратурой (например, бытовой радио приемник или стерео усилитель), а сам рабочий сигнал – аналоговым сигналом.

Преобразование звуковых колебаний в аналоговый сигнал можно осуществить, например, следующим способом. Мембрана из тонкого металла с намотанной на нее катушкой индуктивности, подключенная в электрическую цепь и находящаяся в поле действия постоянного магнита, подчиняясь колебаниям воздуха и колеблясь вместе с ним, вызывает соответствующие колебания напряжения в цепи. Эти колебания как бы моделируют оригинальную звуковую волну. Приблизительно так работает привычный для нас микрофон. Полученный в результате такого преобразования аналоговый аудио сигнал может быть записан на магнитную ленту и впоследствии воспроизведен.

Аналоговый сигнал с помощью специального процесса (о нем мы будем говорить позднее) может быть представлен в виде цифрового сигнала – некоторой последовательности чисел. Таким образом, аналоговый звуковой сигнал может быть «введен» в компьютер, обработан цифровыми методами и сохранен на цифровом носителе в виде некоторого набора описывающих его дискретных значений.

Важно понять, что аналоговый или цифровой аудио сигнал – это лишь формы представления звуковых колебаний материи, придуманная человеком для того, чтобы иметь возможность анализировать и обрабатывать звук. Непосредственно аналоговый или цифровой сигнал в его исходном виде не может быть «услышан». Чтобы воссоздать закодированное в цифровых данных звучание, необходимо вызвать соответствующие колебания воздуха, потому что именно эти колебания и есть звук. Это можно сделать лишь путем организации вынужденных колебаний некоторого предмета, расположенного в воздушном пространстве (например, диффузора громкоговорителя). Колебания предмета вызывают колебаниями напряжения в электрической цепи. Эти самые колебания напряжения и есть аналоговый сигнал. Таким образом, чтобы «прослушать» цифровой сигнал, необходимо вернуться от него к аналоговому сигналу. А чтобы «услышать» аналоговый сигнал нужно с его помощью организовать колебания диффузора громкоговорителя.