Лабораторная работа№ 4. Основы технологии цифровой записи-воспроизведения звука

1. Цель работы

Познакомиться с цифровым способом записи-воспроизведения звука. Изучить

принцип действия, устройство и условия применения компакт-диска, аппаратуры

для его воспроизведения и методику работы с цифровым диктофоном.

Познакомиться аппаратной платформой и специализированным программным обеспечением для работы с аудио-компонентами информации лаборатории

ИКТ. Получить навыки практического применения ПО.

На основе теоретических знаний и практического опыта использования

средств информационно-коммуникационных технологий в собственной деятельности:

– Продолжить работу над индивидуальным учебным проектом по планированию и оснащению вашего будущего рабочего места. Провести анализ вашего

предварительного выбора (Комплект 2. Лабораторной работы № 1) в части оборудования для работы с аудио-компонентами информации и на основе приобретенных вами знаний внести необходимые корректировки в проект.

1. В какой форме существует звук в природе и воспринимается человеком?

В природе звук имеет аналоговый характер. Звуковой сигнал периодически

изменяется, причем эти изменения происходят непрерывно. Звуковой сигнал может быть преобразован в электрический сигнал звуковой частоты, например при помощи микрофона. Важно, чтобы частота и характер изменения электрического

сигнала точно соответствовали частоте и характеру изменения звуковой волны,

неся о ней полную информацию. Аппаратура способная записать и воспроизвести

непрерывную аналоговую информацию называется аналоговой.

2. Что такое аналого-цифровое преобразование? Как оно осуществляется.

Цифровая запись звука – способ записи, при котором непрерывный аналоговый звуковой сигнал преобразуется и записывается на носитель информации в цифровой форме. Преобразование звукового сигнала в цифровую форму заключается в измерении мгновенных значений его амплитуды через равные промежутки времени и представлении полученных значений, называемых отсчетами, в виде последовательности чисел в двоичной системе исчисления, т.е. в виде комбинации двух цифр – 0 и 1. Эта процедура называется аналого-цифровым преобразованием, а устройство для ее реализации – аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

3. От чего зависит точность аналого-цифрового преобразования?

Чем больше число разрядов квантования, тем меньше шаг квантования и выше точность преобразования.

4. От какого параметра цифровой записи звука зависит динамический диапазон. Каким образом он определяется?

С числом разрядов квантования – N, физически связан динамический

диапазон звукового сигнала – D: D=6 N+1,76 = 6 N + 2 (дБ) 

Следовательно, для цифровых систем звукозаписи с 16 разрядным квантованием динамический диапазон составит:

D = 6 16 + 2 = 98 дБ

5. Как происходит выбор частоты дискретизации? Каким соотношением

пользуются на практике.

Выбор частоты дискретизации в общем случае определяется теоремой Котельникова (теоремой отсчетов):

«Если наивысшая частота в спектре функции S(t) меньше, чем fm, то функция

S(t) полностью определяется последовательностью своих значений в моменты, от-

стоящие друг от друга не более чем на 1/2fm секунд».

Под функцией S(t), понимаем непрерывный аналоговый звуковой сигнал, а

под частотой fm – наивысшую частоту требуемого звукового диапазона.

На практике частота дискретизации выбирается из соотношения:

FД = (2,1÷2,4)fm.