Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?

Аналоговый сигнал – это функция непрерывного аргумента (времени). Если график периодически прерывается, как происходит в последовательности импульсов, к примеру, уже говорят о некой дискретности пачки.

История появления термина

Вычислительная техника

Если вчитаться, нигде не написано, откуда пришло в мир определение — аналоговый. На западе термин употреблялся с сороковых годов профессионалами вычислительной техники. Именно в период Второй мировой войны появились первые компьютерные системы, называемые цифровыми. И для различения пришлось придумать новые эпитеты.

В мир бытовой техники понятие аналоговый вошло лишь в начале 80-х, когда на свет вышли первые процессоры Intel, а мир игрался в игрушки на ZX-Spectrum, эмулятор для устройств сегодня возможно раздобыть в интернете.

Геймплей требовал необыкновенного упорства, сноровки и отменной реакции. Наравне с детворой собирали ящики и били вражеских инопланетян и взрослые.

Современные игры намного уступают первым пташкам, захватившим на некоторое время умы игроков.

Звукозапись и телефония

К началу 80-х на свет стала появляться поп-музыка в электронной обработке. Музыкальный телеграф представлен на суд публики в 1876 году, не обрёл признания. Популярная музыка нравится аудитории в широком понимании слова.

Телеграф умел издавать единственную ноту, передавать на расстояние, где та воспроизводилась динамиком специальной конструкции. И хотя Битлз использовали при создании Сержанта Пеппера электронный орган, синтезатор вошёл в обиход в поздние 70-е годы.

По-настоящему популярным и цифровым инструмент стал уже в середине 80-х: вспомним Modern Talking. Ранее использовались синтезаторы на аналоговых схемах, начиная с Novachord в 1939 году.

Итак, потребности в различении аналоговых и цифровых технологий у рядового гражданина не возникало, пока последние не вошли прочно в обиход. Слово аналоговый стало достоянием публики с начала 80-х.

Что касается происхождения термина, традиционно считается, что указатель заимствован из телефонии, позже перекочевал в звукозапись. Аналоговые колебания непосредственно подаются на динамик, немедленно раздается голос.

Сигнал похож на человеческую речь, становится электрическим аналогом.

Если подать на динамик цифровой сигнал, раздастся непередаваемая какофония из нот разной тональности. Эта «речь» знакома любому, кто грузил в память компьютера программы и игры с магнитной ленты.

На человеческую не походит, потому что цифровая. Что касается дискретного сигнала, в простейших системах он подается прямо на динамик, служащий интегратором.

Удача или неуспех предприятия всецело зависят от правильно подобранных параметров.

Одновременно термин фигурировал в звукозаписи, где непосредственно с микрофона музыка и голос шли на ленту. Магнитная запись стала аналогом реальных артистов.

Виниловые пластинки подобны музыкантам и поныне считаются лучшим носителем для любых композиций. Хотя показывают ограниченный срок службы. CD нынче часто содержат цифровой звук, расшифровываемый декодером.

Согласно Википедии, новая эра началась в 1975 году (en.wikipedia.org/wiki/History_of_sound_recording).

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?

Электрические измерения

В аналоговом сигнале наблюдается пропорциональность между напряжением, либо током и откликом на воспроизводящем устройстве. Термин тогда сочтём произошедшим от греческого analogos. Что означает пропорциональный. Впрочем, сравнение аналогично указанному выше: сигнал подобен голосу, воспроизводимому колонками.

Вдобавок в технике применяется для обозначения аналоговых сигналов иной термин – непрерывные. Что соответствует данному выше определению.

Общая информация

Энергия сигнала

Как следует из определения, аналоговый сигнал обладает бесконечной энергией, не ограничен во времени. Посему его параметры усредняются. К примеру, 220 В, присутствующие в розетки называются действующим значением по указанной причине. Поэтому применяют действующие (усредненные на некотором интервале) значения. Уже понятно, что в розетке присутствует аналоговый сигнал частоты 50 Гц.

Когда речь заходит о дискретности, применяют конечные значения. К примеру, при покупке электрошокера нужно убедиться, что энергия удара не превосходит частного значения, измеряемого в джоулях.

В противном случае возникнут неприятности с использованием либо при досмотре. Поскольку, начиная с конкретного значения энергии, электрошокер применяется лишь спецподразделениями, с установленным верхним лимитом.

Прочее – противозаконно в принципе, способно повлечь смертельные исход при применении.

Энергия импульса находится перемножением тока и напряжения на длительность. И это показывает конечность параметра для дискретных сигналов. В технике встречаются и цифровые последовательности. От дискретного цифровой сигнал отличается жестко заданными параметрами:

  1. Длительность.
  2. Амплитуда.
  3. Наличие двух заданных состояний: 0 и 1.
  4. Машинные биты 0 и 1 складываются в заранее оговоренные и понятные участникам слова (язык ассемблера).

Взаимное преобразование сигналов

Дополнительным определением аналогового сигнала становится его кажущаяся случайность, отсутствие видимых правил, либо схожесть с некими природными процессами. К примеру, синусоида может описать вращение Земли вокруг Солнца.

Это аналоговый сигнал. В теории цепей и сигналов синусоида представляется вращающимся вектором амплитуды. А фаза тока и напряжения отличается – это два разных вектора, порождая реактивные процессы.

Что наблюдается в индуктивностях и конденсаторах.

Из определения следует, что аналоговый сигнал легко преобразуется в дискретный. Любой импульсный блок питания нарезает входное напряжение из розетки на пачки. Следовательно, занимается преобразованием аналогового сигнала частоты 50 Гц в дискретные ультразвуковые пачки. Варьируя параметры нарезки, блок питания подстраивает выходные величины под требования электрической нагрузки.

Внутри приемника радиоволн с амплитудным детектором происходит обратный процесс. После выпрямления сигнала на диодах образуются импульсы различной амплитуды. Информация заложена в огибающей такого сигнала, линии, соединяющей вершины посылки.

Преобразованием дискретных импульсов в аналоговую величину занимается фильтр. Принцип основан на интегрировании энергии: в период наличия напряжения возрастает заряд конденсатора, потом, в промежутке между пиками, ток образуется за счет накопленного ранее запаса электронов.

Полученная волна подается на усилитель низких частот, позднее на динамики, где результат слышен окружающим.

Цифровой сигнал кодируется по-другому. Там амплитуда импульса заложена в машинной слове. Оно состоит из единиц и нулей, требуется декодирование. Операцией занимаются электронные устройства: графический адаптер, программные продукты. Каждый качал из интернета K-Lite кодеки, это тот случай. Драйвер занимается расшифровкой цифрового сигнала и преобразованием для выдачи на колонки и дисплей.

Не нужно спешить с путаницей, когда адаптер называют 3-D ускорителем и наоборот. Первый лишь преобразует поданный сигнал. К примеру, за цифровым входом DVI всегда находится адаптер. Он занимается лишь преобразованием цифр из единиц и нулей для отображения на матрице экрана.

Извлекает информацию о яркости и значениях пикселей RGB. Что касается 3D-ускорителя, устройство в составе вправе (но не обязано) содержать адаптер, но главной задачей становятся сложные вычисления для построения трёхмерных изображений.

Подобный приём позволяет разгрузить центральный процессор и ускорить работу персонального компьютера.

Из аналогового в цифровой сигнал преобразуется в АЦП. Это происходит программно либо внутри микросхемы. Отдельные системы сочетают оба способа.

Процедура начинается взятием отсчётов, умещающихся внутри заданной области. Каждый, преобразуясь, становится машинным словом, содержащим вычисленную цифру.

Потом отсчёты пакуются посылками, становится возможной пересылка другим абонентам сложной системы.

Правила дискретизации нормируются теоремой Котельникова, показывающей максимальную частоту взятия замера. Чаще отсчёт брать запрещается, поскольку происходит потеря информации. Упрощённо считают достаточным шестикратное превышение частоты отсчётов над верхней границей спектра сигнала.

Больший запас считается дополнительным преимуществом, гарантирующим хорошее качество. Любой видел указания частоты дискретизации звукозаписи. Обычно параметр выше 44 кГц. Причиной служат особенности человеческого слуха: верхняя граница спектра 10 кГц.

Следовательно, частоты дискретизации 44 кГц хватит для посредственной передачи звучания.

Отличие дискретного и цифрового сигнала

Наконец, человек из окружающего мира воспринимает обычно аналоговую информацию. Если глаз видит мигающий огонёк, периферическое зрение ухватит окружающий пейзаж. Следовательно, конечный эффект не видится дискретным.

Разумеется, возможно попытаться создать иное восприятие, но это сложно и окажется целиком искусственным. На этом основано применение азбуки Морзе, состоящей из легко различимых на фоне помех точек и тире.

Читайте также:  Магнитное поле земли

Дискретные удары телеграфного ключа сложно спутать с естественными сигналами, даже при наличии сильного шума.

Аналогичным образом цифровые линии введены в технике для исключения помех. Любой любитель видео пытается раздобыть кодированную копию фильма в максимальном разрешении.

Цифровая информация способна передаваться на дальние дистанции без малейших искажений. Помощниками становятся известные на обеих сторонах правила для формирования заранее оговорённых слов.

Порой в цифровой сигнал закладывается избыточная информация, позволяющая исправлять или замечать ошибки. Этим устраняется неправильное восприятие.

Импульсные сигналы

Если говорить точнее, дискретные сигналы задаются отсчётами в определённые моменты времени. Понятно, что такая последовательность в реальности не формируется по причине, что фронт и спад имеют конечную длину. Импульс не передаётся мгновенно. Потому спектр последовательности не считается дискретным. Значит, сигнал так называть нельзя. На практике выделяют два класса:

  1. Аналоговые импульсные сигналы – спектр которых находится преобразованием Фурье, следовательно, непрерывный, по крайней мере, на отдельных участках. Результат действия напряжения или тока на цепь находится операцией свёртки.
  2. Дискретные импульсные сигналы показывают и спектр дискретный, операции с ними проводятся через дискретные преобразования Фурье. Следовательно, применяется и свёртка дискретная.

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?

Эти уточнения важны для буквоедов, прочитавших, что импульсные сигналы бывают аналоговыми. Дискретные получили название по особенностям спектра. Термин аналоговые применяется для различения. Эпитет непрерывные применим, о чем уже сказано выше, и в связи с особенностями спектра.

Уточнение: строго дискретным считается исключительно спектр бесконечной последовательности импульсов. Для пачки гармонические составляющие всегда расплывчатые. Такой спектр напоминает последовательность импульсов, модулированных по амплитуде.

Аналоговый сигнал —
сигнал данных, у которого каждый из
представляющих параметров описывается
функцией времени и непрерывным множеством
возможных значений.

Различают два
пространства сигналов — пространство
L (непрерывные сигналы), и пространство
l (L малое) — пространство последовательностей.

Пространство l (L малое) есть пространство
коэффициентов Фурье (счетного набора
чисел, определяющих непрерывную функцию
на конечном интервале области определения),
пространство L — есть пространство
непрерывных по области определения
(аналоговых) сигналов.

При некоторых
условиях, пространство L однозначно
отображается в пространство l (например,
первые две теоремы дискретизации
Котельникова).

Аналоговые сигналы
описываются непрерывными функциями
времени, поэтому аналоговый сигнал
иногда называют непрерывным сигналом.
Аналоговым сигналам противопоставляются
дискретные (квантованные, цифровые).
Примеры непрерывных пространств и
соответствующих физических величин:

    • прямая: электрическое напряжение
    • окружность: положение ротора, колеса, шестерни, стрелки аналоговых часов, или фаза несущего сигнала
    • отрезок: положение поршня, рычага управления, жидкостного термометра или электрический сигнал, ограниченный по амплитуде различные многомерные пространства: цвет, квадратурно-модулированный сигнал.

Свойства аналоговых
сигналов в значительной мере являются
противоположностью свойств квантованных
или цифровых сигналов.

Отсутствие чётко
отличимых друг от друга дискретных
уровней сигнала приводит к невозможности
применить для его описания понятие
информации в том виде, как она понимается
в цифровых технологиях. Содержащееся
в одном отсчёте «количество информации»
будет ограничено лишь динамическим
диапазоном средства измерения.

Отсутствие избыточности.
Из непрерывности пространства значений
следует, что любая помеха, внесенная в
сигнал, неотличима от самого сигнала
и, следовательно, исходная амплитуда
не может быть восстановлена. В
действительности фильтрация возможна,
например, частотными методами, если
известна какая-либо дополнительная
информация о свойствах этого сигнала
(в частности, полоса частот).

Применение:

Аналоговые сигналы
часто используют для представления
непрерывно изменяющихся физических
величин. Например, аналоговый электрический
сигнал, снимаемый с термопары, несет
информацию об изменении температуры,
сигнал с микрофона — о быстрых изменениях
давления в звуковой волне, и т.п.

2.2 Цифровой сигнал

Цифровой сигнал —
сигнал данных, у которого каждый из
представляющих параметров описывается
функцией дискретного времени и конечным
множеством возможных значений.

Сигналы представляют
собой дискретные электрические или
световые импульсы. При таком способе
вся емкость коммуникационного канала
используется для передачи одного
сигнала. Цифровой сигнал использует
всю полосу пропускания кабеля.

Полоса
пропускания — это разница между
максимальной и минимальной частотой,
которая может быть передана по кабелю.
Каждое устройство в таких сетях посылает
данные в обоих направлениях, а некоторые
могут одновременно принимать и передавать.

Узкополосные системы (baseband) передают
данные в виде цифрового сигнала одной
частоты.

Дискретный цифровой
сигнал сложнее передавать на большие
расстояния, чем аналоговый сигнал,
поэтому его предварительно модулируют
на стороне передатчика, и демодулируют
на стороне приёмника информации.
Использование в цифровых системах
алгоритмов проверки и восстановления
цифровой информации позволяет существенно
увеличить надёжность передачи информации.

Замечание. Следует
иметь в виду, что реальный цифровой
сигнал по своей физической природе
является аналоговым.

Из-за шумов и
изменения параметров линий передачи
он имеет флуктуации по амплитуде,
фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но
этот аналоговый сигнал (импульсный и
дискретный) наделяется свойствами
числа.

В результате для его обработки
становится возможным использование
численных методов (компьютерная
обработка).

Сигнал определяется как напряжение или ток, который может быть передан как сообщение или как информация. По своей природе все сигналы являются
аналоговыми, будь то сигнал постоянного илипеременного тока, цифровой или импульсный. Тем не менее, принято делать различие между аналоговыми и
цифровыми сигналами.

Цифровым сигналом называется сигнал, определённым образом обработанный и преобразованный в цифры. Обычно эти цифровые сигналы связаны с реальными
аналоговыми сигналами, но иногда между ними и нет связи. В качестве примера можно привести передачу данных в локальных вычислительных сетях (LAN) или
в других высокоскоростных сетях.

В случае цифровой обработки сигнала (ЦОС) аналоговый сигнал преобразуется в двоичную форму устройством, которое называется аналого-цифровым
преобразователем (АЦП).

На выходе АЦП получается двоичное представление аналогового сигнала, которое затем обрабатывается арифметическим цифровым
сигнальным процессором (DSP).

После обработки содержащаяся в сигнале информация может быть преобразована обратно в аналоговую форму с использованием
цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Другой ключевой концепцией в определении сигнала является тот факт, что сигнал всегда несет некоторую информацию. Это ведет нас к ключевой проблеме
обработки физических аналоговых сигналов — проблеме извлечения информации.

Цели обработки сигналов

Главная цель обработки сигналов заключается в необходимости получения содержащейся в них
информации. Эта информация обычно присутствует в амплитуде сигнала (абсолютной или относительной),
в частоте или в спектральном составе, в фазе или в относительных временных зависимостях
нескольких сигналов.

Как только желаемая информация будет извлечена из сигнала, она может быть использована
различными способами. В некоторых случаях желательно переформатировать информацию, содержащуюся
в сигнале.

Аналоговый и цифровой сигналы — различия, преимущества и недостатки

Любой сигнал, аналоговый или цифровой — это электромагнитные колебания, которые распространяются с определенной частотой, в зависимости от того, какой сигнал передается, устройство, принимающее данный сигнал, переводит его в текстовую, графическую или звуковую информацию, удобную для восприятия пользователя или самого устройства. Для примера, телевизионный или радиосигнал, вышка или радиостанция может передавать и аналоговый и, на даный момент, цифровой сигнал. Приемное устройство, получая данный сигнал, преобразует его в изображение или звук, дополняя текстовой информацией (современные радиоприемники).

Звук передается в аналоговой форме и уже через приемное устройство преобразуется в электромагнитные колебания, а как уже говорилось, колебания распространяются с определенной частотой. Чем выше будет частота звука, тем выше будут колебания, а значит звук на выходе будет громче. Говоря общими словами, аналоговый сигнал распространяется непрерывно, цифровой сигнал — прерывисто (дискретно).

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?

Так как аналоговый сигнал распространяется постоянно, то колебания суммируются и на выходе возникает несущая частота, которая в данном случае является основной и на нее осуществляется настройка приемника.

Читайте также:  С помощью электрического тока можно вылечить депрессию

В самом приемнике происходит отделение данной частоты от других колебаний, которые уже преобразуются в звук.

К очевидным недостаткам передачи при помощи аналогового сигнала относятся — большое количество помех, невысокая безопасность передаваемого сигнала, а также большой объем передаваемой информации, часть из которой явлляется лишней.

Если говорить о цифровом сигнале, где данные передаются дискретно, стоит выделить его явные преимущества:

  • высокий уровень защиты передаваемой информации за счет ее шифрования;
  • легкость приема цифрового сигнала;
  • отсутствие постороннего «шума»;
  • цифровое вещание способно обеспечить огромное количество каналов;
  • высокое качество передачи — цифровой сигнал обеспечивает фильтрацию принимаемых данных;

Для преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот испльзуются специальные устройства — аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). АЦП устанавливается в передатчике, ЦАП установлен в приемнике и преобразует дискретный сигнал в аналоговый.

Что касается безопасности, почему цифровой сигнал является более защищенным, чем аналоговый. Цифровой сигнал передается в зашифрованном виде и устройство, которое принимает сигнал, должно иметь код для расшифровки сигнала.

Также стоит отметить, что АЦП может передавать и цифровой адрес приемника, если сигнал будет перехвачен, то полностью расшифровать его будет невозможно, тка как отсутствует часть кода — такой подход широко используется в мобильной связи.

Подведем итог, основное различие между аналоговым и цифровым сигналом заключается в структуре передаваемого сигнала. Аналоговые сигналы представляют из себя непрерывный поток колебаний с изменяющимися амплитудой и частотой. Цифровой сигнал представляет из себя дискретные колебания, значения которых зависят от передающей среды.

Аналоговые и цифровые технологии — xBB.uz

Мы живём в эпоху бурной эволюции аналоговых технологий в цифровые. Тем не менее, многие устройства по-прежнему остаются аналоговыми, не спеша переходить на новую ступень развития техники. Более того, бытовые приборы нередко совмещают в себе обе технологии. Попытаемся разобраться, какова разница между аналоговым и цифровым, в чём их преимущества и недостатки.

Естественно, разговор пойдёт с точки зрения обычного пользователя, без заумных терминов и с уклоном на практическое применение в повседневной жизни.

Суть аналоговых технологий

В двадцатом веке, ближе к его середине, появились аналоговые компьютеры — вычислительные устройства. Всяческая информация в них выражалась и обрабатывалась в виде разницы в напряжении сигнала. Причём, даже при обработке числовых данных и совершении подсчётов.

На выходе могли быть графики, различные синусоиды, управляющие сигналы для механизмов и прочие полезности для производственного процесса. Предположим, везде расставили датчики. Изменилось где-то напряжение — и аналоговый компьютер тут же отреагировал, включил что надо (или выключил).

Суть аналоговой технологии в том, что информация не трансформируется в цифровую. Электрический импульс остаётся самим собой, со всеми своими параметрами, даже если чем-то измеряется и что-то означает. Кроме того, сигналы могут варьироваться как угодно, в зависимости от особенностей устройств.

Суть цифровых технологий

Первый прототип цифровой передачи данных — азбука Морзе. Буквы кодируются комбинациями коротких сигналов («точек»), длинных («тире») и разделяющих пауз (тишины) между ними. Неважно, каков уровень сигнала, каково его напряжение и частота, ведь есть только три компонента, передающие информацию.

Теперь представьте себе, что количество компонентов сокращено до двух: «сигнал и тишина». Наличие сигнала — единица, отсутствие — ноль. Параметры тоже не имеют значения.

Так вот, нули и единицы — это биты. Их последовательности объединяются в группы по восемь штук — байты. Ну и, конечно, килобайты, мегабайты, гигабайты.

Работа аналогового устройства

Возьмём, к примеру, звук. Сигнал с микрофона записывается на магнитную ленту в исходном виде. То есть, со всеми частотами, поступающими по проводу. Затем магнитофон (старинный аппарат для воспроизведения звука) считывает записанное с ленты, усиливает и отправляет в динамики, откуда мы всё слышим.

Или же звук транслируется в эфир. Антенна ловит радиоволну и преобразовывает её в такие же электрические сигналы, которые поступали на микрофон. Ну и мембраны динамиков работают точно так же, как в магнитофоне: колеблются под воздействием тока, передающего звуковые частоты.

Другой способ аналоговой записи — виниловые пластинки, большие такие диски, обычно чёрные. На них вырезаются тонкие дорожки, а считывающая игла потом колеблется именно с такими частотами, которые были у исходного звука. Колебания преобразуются в электрические, усиливаются и отправляются, как нетрудно догадаться, на динамики.

То есть, сигнал остаётся таким, как был изначально, не кодируется в цифровой вид. К нему добавляются помехи, шипение усилителей, он искажается некачественной магнитной лентой и аппаратурой. Лента постепенно размагничивается (особенно если эксплуатируется часто), а пластинка — изнашивается (ведь по ней ездит игла).

Работа цифрового устройства

Микрофон подключается к преобразователю, который все звуковые частоты кодирует в форму нулей и единиц. Кроме того, эти нули и единицы идут не сплошным потоком, а дискретно, порциями. Например, 44 тысячи раз в секунду (с частотой 44 килогерца), как на музыкальном компакт-диске.

Кроме того, чем больше нулей и единиц (килобит) используется для одной секунды, тем выше качество звука (тем полнее, адекватнее его описание в цифровой форме).

Оцифрованный звук копируется на CD, транслируется в сети интернет-радиостанциями, распространяется в виде файлов. В общем, тем или иным образом поступает в устройство, способное его воспроизвести.

При воспроизведении нет ни шума магнитной плёнки, ни треска от царапин на виниловой пластинке, потому что обрабатываются только последовательности нулей и единиц.

Однако для того, чтобы из динамиков что-либо зазвучало, на них необходимо подать аналоговый сигнал. То есть, звук, описанный не нулями и единицами, а частотами электрических колебаний.

Поэтому в любом плеере, компьютере и мобильном телефоне происходит преобразование звука из цифровой ипостаси в аналоговую, поступающую в динамики и наушники. Вот вам и объединение обеих технологий.

Продолжение этой статьи: «Аналоговые и цифровые технологии. Часть 2».

vanilinkin, специально для xBB.uz, 31.01.2012

Предыдущие публикации:

Цифровой и аналоговый сигнал: в чем сходство и различие, достоинства и недостатки?

Последнее редактирование: 2012-02-01 13:19:27

Метки материала: технологии, цифровые технологии, аналоговые и цифровые технологии, it, информатика, электроника, информационные технологии, ит, hi tech, высокие технологии, информация и информатика, high tech

1 комментарий

http://foxterhd.ru

Оставьте, пожалуйста, свой комментарий к публикации

Аналоговая запись — Analog recording

Аналоговые записи (греческая, ана является « в соответствии с» и логотипами «отношений», «слово») является методом , используемым для записи аналоговых сигналов , которые, среди многих возможностей, позволяют аналоговое аудио и аналоговое видео для последующего воспроизведения.

Аналоговый аудио запись началась с механическими системами , такими как фоноавтограф и фонограф . Позже, электронные методы , такие как провода запись и магнитофон были разработаны.

Аналоговые методы записи хранения сигналов в качестве непрерывного сигнала в или на средствах массовой информации. Сигнал может быть сохранен в виде физической текстуры на граммофонной записи , или флуктуации в напряженности поля в виде магнитной записи . Это отличается от цифровой записи , где цифровые сигналы являются квантуется , и представлены в виде дискретных чисел .

фоноавтограф

Фоноавтограф является самым ранним известным устройством для записи звука .

фонограф

Эдисон и его фонограф машины

Фонограф был первый станок используется для захвата и воспроизведения аналогового звука, и был изобретен известным изобретателем Томасом Эдисоном в 1877 году Эдисон включены различные элементы в его Phonograph , которые станут главными продуктами , которые могут быть найдены в записывающих устройств и по сей день.

запись

Для звукового сигнала для записи на Phonograph , он должен пройти через три различных этапа. Во- первых, звук поступает компонент конусообразную устройства, называемого диафрагма микрофона.

Читайте также:  Стриппер: что это такое, виды и отличия

Этот звук вызывает диафрагму микрофона, который подключен к небольшой металлической игле, чтобы вибрировать.

Иглы затем вибрирует таким же образом, вызывая его острый кончик , чтобы гравировать отличительную канавку в цилиндр , который был сделан из фольги.

воспроизведение

Для того , чтобы воспроизводить звук , записанный на одном из цилиндров фольги, процесс записи по существу обратные. При вращении цилиндра, игла следует канавку , созданную предыдущей записи сессии.

Это приводит к тому иглы вибрировать, а затем диафрагму. Эта вибрация выходит из диафрагмы, которая в настоящее время функционирует как своего родом звукового устройства усиления , так же, как колокол на любом духовом инструменте.

Результатом является слышимым воспроизведение первоначально записанного звука.

проблемы фонограф

Эдисона Фонограф был первым в своем роде, но недостатки все же были очевидны. Самый большой из них, и тот , который в конечном итоге фиксируется первым пришел от физического контакта между граммофонной иглой и фольге диафрагмы .

Поскольку игла приходилось постоянно вступать в контакт с канавкой в диафрагме каждый раз , когда была сыграна запись, канавка будет изнашиваться. Это означало , что каждый раз , когда была сыграна запись, это был один шаг ближе к тому , ушел навсегда. Еще одна проблема , с фонографа был неизменность его записей.

В отличие от музыки сегодня, который можно редактировать бесконечно, музыка захвачена граммофонных машины были одной взять, живые записи.

Последняя проблема с фонографа была связана с верностью . Fidelity является сходство / различие между первоначальным записанным звуком, и в тот же звук после него был воспроизведен с помощью устройства воспроизведения, в этом случае фонографа.

Как и следовало ожидать от такой ранней машины записи аудио, верность фонографа Эдисона была крайне низкой. Это отсутствие качества звука поэтому фонограф первоначально использовались для записи выступлений, встреч и телефонных звонков, а не музыки.

граммофон

Поклонники современных проигрывателей уже знакомы с одним из самых раннего улучшения на фонографе, известный как граммофон . Изобретатель Emile Berliner создал устройство в 1887 году, всего десять лет после того, как оригинальное устройство Эдисона.

преимущества

Берлинер основного усовершенствование фонографа было связанно с компонентом устройства , которое фактически удерживал записанную информацию. Ранее используемые Tinfoil цилиндры были неловко форме, что делает их трудно хранить.

Они не могли также быть воспроизведен экономически, что была еще одна причина , почему они не были замечены как жизнеспособный вариант для записи музыки. Berliner понял эти недостатки, и решил создать лучшую версию фольги цилиндра.

То , что он придумал не цилиндр вовсе, а скорее плоский круглый диск так же, как современные виниловые пластинки . Эти диски могут не только быть легко сложены и сохранены для безопасного хранения, но также сравнительно легко воспроизвести.

Это качество разрешено для массового производства записанных дисков, который был первым шагом на пути к коммерчески записанной музыке.

Проблемы

К сожалению, хотя граммофон был большой шаг вперед по сравнению с Phonograph коммерчески, он все еще имел многие из тех же проблем.

Массовые производственные возможности , созданные Berliner плоских дисков «s получили компанию думать о записи музыки, но с тех пор ничего не было сделано для решения проблемы низкого вопроса верности, промышленность была еще по — настоящему взлететь.

Проблемы , связанные с завершенностью и разрушением записей , начатых Phonograph были столь же видным с граммофоном.

Telegraphone

Первые механические чертежи telegraphone

Следующий большой прогресс в аналоговой записи звука пришел в виде telegraphone , который был создан датский изобретатель Вальдемар Poulsen между 1898 и 1900 Эта машина была сильно отличается от граммофона или патефона, в том , что вместо записи звука механически, его записанные с помощью процесса , называемого электромагнитизма .

Поульсен был способен передавать электрический сигнал, так же, как тот , который будет транслироваться по радио или по телефону, а затем захватить его на намагничиванию элемента, в этом случае длиной стальной проволоки, которая была завернута вокруг басового барабана .

Проблемы

Поульсен telegraphone не без доли проблем. Во- первых, бобины стальной проволоки были крайне тяжелыми, весом приблизительно 40 фунтов (18 кг) каждый.

Во- вторых, дефицит сталелитейного в то время подняли цену записи; одна минута записи будет стоить полный доллар, а цена была увеличена , так как несколько записей были необходимы для того , чтобы захватить лучшее исполнение.

Кроме того, стальная проволока может быть опасной, с риском , сравнимым с из ленточной пилы .

Как и записывающие устройства , которые были до него, записи telegraphone была почти невозможно изменить. Вместо того , чтобы резать и соединять вместе несколько дублей, так как можно было бы легко сделать с помощью ножниц или компьютера в будущих устройствах записи, эту машину необходим и сварочной горелки и пайки инструмент для изменения.

Magnetophon

В 1935 году изобретатель Фриц Пфлеумер взял электромагнитную записи идею и взял его на следующий уровень. Вместо того чтобы использовать тяжелый, дорогой и опасный стальной проволоки , как Poulsen, Pfleumer понял , что он мог пальто нормальной полоски бумаги с мелкими частицами железа . Железа позволила бы бумаге , чтобы быть намагничена таким же образом , как стальная проволока, но позволит устранить большинство его недостатков. Magnetophon работает с процессом , практически идентичным тому , который из telegraphone. Inscriber, называется записывающая головка , проходит над электромагнитной бумажной полосы, создавая образцы различной магнитной полярности внутри него, который впоследствии может быть воспроизведен. Воспроизведения достигаются при использовании реверсирования процесса записи. Предварительно намагничен бумаги, которые стали известны , как ленты , пропускают через катушку, создавая изменения магнитного потока . Эти изменения были переведены в электрический ток, который , когда усиленное производство реплики из ранее записанных звуков.

преимущества

Было много преимуществ записи на магнитной ленте, но самое главное в том , что это привело к развитию multitracking .

Multitracking происходит , когда несколько дублей выступления, которые были записаны в разное время, собраны вместе , чтобы играть одновременно.

Это метод , все студии звукозаписи используют по сей день, для того , чтобы записать все отдельные инструменты песни, и получить наилучший берет от всех музыкантов.

Катушка ленты также может провести гораздо больше записанную информацию, чем предыдущие среды.

Например, диски Берлинера провел всего несколько минут записи, а это означает, что каждый диск обычно содержит одну песню или несколько коротких клипов.

ленточные катушки Pfleumer, в с другой стороны, могут вместить до тридцати минут звука. Эта способность, что в конечном итоге привело к концепции музыкального альбома «», или сбор нескольких песен.

Проблемы

Оригинальный magnetophon имел свою долю неудач , а также. А именно, проблема низкой точности в предыдущих устройствах до сих пор не решена. Хотя зрители и изобретатели еще не испытал то , что высокая точность записи даже звучать как они знали , что звук , который они слышали от записи необходимо улучшить , прежде чем любой вид записанной музыкальной индустрии можно было бы ожидать.

Современный магнитофона

Введение смещения ленты к системам записи улучшена точность до приемлемого и в конечном счете высокой точности исполнения. Добавление смещения постоянного тока в сигнал , посылаемый к головке записи уменьшается искажение в записи. Использование смещения переменного тока дополнительно уменьшить искажение и значительно улучшило частотные характеристики систем записи.

Смотрите также

Рекомендации

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector