5.2.
ЖАЗУ ЖӘНЕ ЖАҢҒЫРТУ МОДУЛІ
Дыбыстық жүйені жазу жəне жаңғырту модулі дыбыстық
деректерді бағдарламалық жіберу немесе оларды DMA (Direct
Memory Access — жадыға тікелей қолжетімділік арнасы) арналары
бойынша жіберу режимінде аналогты-цифрлық жəне цифрлы-
аналогты түрлендіруді жүзеге асырады.
Дыбыс белгілі болғандай, ауада немесе басқа ортада еркін
таралатын бойлық толқындарды береді, сол себепті дыбыстық
сигнал үздіксіз уақыт бойынша жəне кеңістікте өзгереді.
Дыбысты жазу — бұл жазу мезетінде дыбыстық қысым
ауытқулары туралы ақпаратты сақтау. Қазіргі уақытта дыбыс
туралы ақпаратты жазу жəне жіберу үшін аналогты жəне цифрлы
сигналдар қолданылады. Басқа сөзбен айтқанда, дыбыстық сигнал
аналогтық немесе цифрлық пішінде көрсетілуі мүмкін.
Егер дыбысты жазу кезінде уақыт бойынша үздіксіз дыбыстық
сигналды уақыт бойынша үздіксіз электр сигналына түрлендіретін
микрофонмен қолданатын болса, дыбыстық сигналды аналогты
пішінде алады. Себебі дыбыс толқынының амплитудасы дыбыс
қаттылығын анықтайды, ал оның жиілігі – дыбыс үнінің биіктігін,
дыбыс туралы расталған ақпаратты сақтау үшін электр сигналының
кернеуі дыбыстық қысымға пропорционал болу керек, ал оның
жиілігі дыбыстық қысымның ауытқуларының жиілігіне сəйкес келуі
керек.
Көптеген жағдайларда ДК дыбыстық картасының кіруіне
дыбыстық сигнал аналогтық пішінде беріледі. ДК тек қана цифрлық
сигналдарға сүйенетін болғандықтан, аналогты сигнал цифрлыққа
түрлендірілуі керек. ДК дыбыс картасының шығуында орнатылған
акустикалық жүйе тек қана аналогты электр сигналдарын
қабылдайды, сондықтан ДК көмегімен сигналды өңдегеннен кейін
цифрлық сигналдың аналогтыкқа кері түрлендірілуі қажет.
Аналогты-цифрлық түрлендіру аналогты сигналды цифрлыққа
түрлендіруді береді жəне келесі негізгі кезеңдерден тұрады:
дискреттеу, кванттау жəне кодтау. Дыбыстық сигналдың аналогты-
цифрлық түрлендіруінің схемасы 5.2-суретте көрсетілген.
Аналогты дыбыстық сигнал алдын ала аналогты сүзгішке келіп
түседі, ол сигналдың жиілік жолағын шектейді.
Сигналды дискреттеу берілген мерзімділікпен аналогты
сигналдың санауының іріктеуінде болады жəне дискреттеу
жиілігімен анықталады.
181
5.2-сурет. Дыбыстық сигналды аналогты-цифрлық түрлендірудің схемасы
Дискреттеу жиілігі бастапқы дыбыстық сигналдың ең жоғары
гармоникасының (жиілікті құрауыш) екі еселенген жиілігінен кем
болмау керек. Адам 20 Гц-дан 20кГц дейінгі жиілікті диапазонда
дауыстарды ести алатын болғандықтан, бастапқы дыбыстық
сигналдың дискреттеуінің ең үлкен жиілігі 40кГц-тен кем болмау
керек, яғни санауды секундына 40 мың рет өткізу керек. Осыған
байланысты қазіргі заманғы ДК көптеген дыбыстық жүйелерінде
дыбыстық сигналдың дискреттеуінің ең көп жиілігі 44,1 немесе 48
кГц құрайды.
Амплитуда бойынша кванттау уақыт бойынша дискретті
сигналдың амплитудасының лездік мəнін өлшеуді жəне оны уақыт
пен амплитуда бойынша дискреттікке түрлендіруді береді. 5.3-
суретте аналогты сигналдың деңгейі бойынша кванттау процесі
көрсетілген, бұл кезде амплитуданың лездік мəндері 3-разрядты
сандармен кодталады.
Кодтау квантталған сигналды цифрлық кодқа түрлендіреді. Бұл
кезде кванттау кезіндегі өлшеу нақтылығы кодтық сөздің разряд
санына байланысты болады. Егер амплитуда мəндерін екілік сандар
көмегімен жазсақ жəне кодтық сөздің ұзындығын N разрядты деп
белгілесек, кодты сөздердің мүмкін мəндерінің саны 2
N
тең болады.
182
Бастапқы аналогты сигнал
5.3-сурет. Аналогты сигналдың уақыты бойынша дискреттеу жəне деңгейі бойынша
кванттау
Санау амплитудасының кванттауының деңгейі де сонша болуы
мүмкін. Мысалы, егер санау амплитудасының мəні 16-разрядты
кодтық сөзбен берілсе, амплитуда градациясының ең көп саны
(кванттау деңгейі) 2
16
= 65 536 құрайды. 8-разрядты көрсету үшін
сəйкесінше 2
8
= 256 амплитуда градациясын аламыз.
Аналогты-цифрлық
түрлендіру
арнайы
электрондық
құрылғымен — аналогты-цифрлық түрлендіргішпен (АЦТ) жүзеге
асырылады, мұнда сигналдың дискреттік санағы сандардың
реттілігіне түрлендіріледі. Цифрлық деректердің алынған ағыны,
яғни сигналға, пайдалы да, жағымсыз да жоғарыжиілікті бөгеттер
кіреді, олардың сүзгілеуі үшін алынған цифрлық деректер цифрлық
сүзгі арқылы өткізіледі.
Цифрлы-аналогты түрлендіру жалпы жағдайда 5.4-суретте
көрсетілгендей екі кезеңде өткізіледі. Бірінші кезеңде цифрлық
деректер ағынынан цифрлы-аналогты түрлендіргіш көмегімен
(ЦАТ) дискреттеу жиілігімен жалғасатын сигналдың есептеуін
бөліп көрсетеді. Екінші кезеңде дискретті санақтан деңгейлестіру
жолымен (интерполяция) төмен жиілікті сүзгі көмегімен үздіксіз
аналогты сигнал қалыптастырылады, ол дискретті сигнал спектрінің
периодты жасаушысын басады.
Дыбыстық сигналды цифрлық форматта жазу жəне сақтау үшін
дискілі кеңістіктің үлкен көлемі қажет болады. Мысалы, 16-
разрядты кванттау кезінде 44,1 кГц дискреттеу жиілігімен
цифрленген ұзақтығы 60 с стереофониялық дыбыстық сигнал
винчестерде сақтау үшін шамамен 10 Мбайт қажет етеді.
Берілген сапасымен дыбыстық сигналды көрсету үшін қажетті
цифрлық
деректер
көлемін
азайту
үшін
компрессияны
(сығылысуды) қолданады,
183
Достарыңызбен бөлісу: |
