Мультимедиа технологии. Часть 1. Основы Мультимедиа технологий. Евгений Нужнов

(синтеза звука) необходимо воссоздать огибающие гармоник, из которых состоит реальный звук.

      Рис. 1.10. Амплитудная огибающая

      В более совершенных синтезаторах сигнал имеет шесть фаз, включая дополнительно фазы задержки (Delay) и удержания (Hold) (рис. 1.11) [19, 20].

      Ухо человека слышит сигналы в диапазоне частот от 17-20 Гц до 20 КГц, причем, логарифмически. Поэтому сила звука обычно измеряется в логарифмах отношения сравниваемых амплитуд, например, в децибелах (дБ) [5]:

1 дБ = 20 log₁₀(A/B)

      Рис. 1.11. Шесть фаз звукового сигнала

      Другими характеристиками звукового сигнала являются: звуковое (акустическое) давление, интенсивность (сила) звука, уровень громкости, естественный динамический диапазон (разность между минимальным и максимальным уровнем громкости сигнала), разделение каналов стереозвука, отношение сигнал/шум, вид амплитудно-частотной характеристики и т.п.

      Например, для симфонического оркестра динамический диапазон равен

D = 110 – 30 (дБ) = 80 дБ

      1 дБ – уровень сигнала, интенсивность которого равна условному нулевому уровню. Для сравнения приведем примеры интенсивности:

      1) обстановка за городом ночью – 20 дБ;

      2) фоновый шум в тихой комнате – 30 дБ;

      3) обычный тихий разговор – 50 дБ;

      4) шум небольшого офиса – 60 дБ;

      5) шум внутри трамвая – 70 дБ;

      6) шум клепальной машины, крик с близкого расстояния – 100 дБ;

      7) шум реактивного двигателя, рок-концерт –120 дБ;

      8) болевой порог – около 130 дБ;

      9) выстрел из орудия с близкого расстояния –140 дБ [3-5].

      Звуковой сигнал в цифровой форме (цифровой звук) представляет собой последовательность двоичных чисел, выражающих величину его амплитуды, измеренную через определенные промежутки времени.

      Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой происходит так. Непрерывный аналоговый сигнал делится на равные отрезки (тактовые интервалы) с помощью очень стабильного источника тактовой частоты. Значения амплитуды в начале каждого интервала (отсчеты) запоминаются и сохраняются до начала следующего с помощью специального устройства выборки и хранения. Эта операция называется дискретизацией, а частота следования отсчетов (число осуществляемых замеров амплитуды в 1 с) – частотой дискретизации. Но значения амплитуды сигнала невозможно записать с бесконечной точностью, поэтому их округляют, выражая ближайшим по значению двоичным числом [14-15]. Данная операция называется квантованием. Точность квантования увеличивается с ростом числа разрядов двоичного представления отсчетов или частоты дискретизации. Она определяет отношение сигнал/шум и динамический диапазон сигнала (хотя это взаимно-обратные величины, но любой реальный тракт имеет и свой уровень шумов и помех).

      К снижению уровня шумов в рабочей полосе частот 0 ÷ F_макс приводит не только увеличение разрядности отсчета, но и повышение частоты дискретизации относительно 2 F_макс, поскольку шумы квантования распределяются по всей