संगीत निर्मिती. मास्टरिंग - भाग 2

मी या वस्तुस्थितीबद्दल लिहिले आहे की संगीत निर्मितीच्या प्रक्रियेत प्रभुत्व मिळवणे ही मागील अंकातील संगीताच्या कल्पनेपासून ते प्राप्तकर्त्यापर्यंत पोहोचवण्याच्या मार्गावरील शेवटची पायरी आहे. आम्ही डिजिटली रेकॉर्ड केलेल्या ऑडिओकडे देखील बारकाईने लक्ष दिले आहे, परंतु AC व्होल्टेज कन्व्हर्टरमध्ये रूपांतरित केलेला हा ऑडिओ बायनरी स्वरूपात कसा बदलला जातो याबद्दल मी अद्याप चर्चा केलेली नाही.

1. प्रत्येक क्लिष्ट ध्वनी, अगदी उच्च श्रेणीतील जटिलतेमध्ये, प्रत्यक्षात अनेक साधे सायनसॉइडल ध्वनी असतात.

मी मागील लेखाचा शेवट या प्रश्नाने केला होता की, हे कसे शक्य आहे की अशा लहरी लहरीमध्ये (१) सर्व संगीत सामग्री एन्कोड केलेली आहे, जरी आपण अनेक यंत्रे पॉलीफोनिक भाग वाजवण्याबद्दल बोलत असलो तरीही? येथे उत्तर आहे: हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की कोणताही जटिल आवाज, अगदी जटिल देखील आहे यात अनेक साधे सायनसॉइडल ध्वनी असतात.

या साध्या वेव्हफॉर्म्सचे साइनसॉइडल स्वरूप वेळ आणि मोठेपणा या दोन्हींनुसार बदलते, हे वेव्हफॉर्म एकमेकांना आच्छादित करतात, जोडतात, वजा करतात, मोड्यूलेट करतात आणि अशा प्रकारे प्रथम वैयक्तिक वाद्य ध्वनी तयार करतात आणि नंतर मिश्रण आणि रेकॉर्डिंग पूर्ण करतात.

आकृती 2 मध्ये आपण जे काही अणू, रेणू पाहतो ते आपले ध्वनी पदार्थ बनवतात, परंतु अॅनालॉग सिग्नलच्या बाबतीत असे कोणतेही अणू नसतात - त्यानंतरच्या रीडिंगमध्ये बिंदू चिन्हांकित केल्याशिवाय एक समान रेषा असते (फरक यात पाहिला जाऊ शकतो. आकृती पायऱ्यांप्रमाणे, जे संबंधित व्हिज्युअल प्रभाव प्राप्त करण्यासाठी ग्राफिकदृष्ट्या अंदाजे आहेत).

तथापि, अॅनालॉग किंवा डिजिटल स्त्रोतांकडून रेकॉर्ड केलेल्या संगीताचे प्लेबॅक यांत्रिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ट्रान्सड्यूसर जसे की लाउडस्पीकर किंवा हेडफोन ट्रान्सड्यूसर वापरून केले जाणे आवश्यक आहे, बहुतेक प्रकरणांमध्ये शुद्ध अॅनालॉग ऑडिओ आणि डिजिटल प्रक्रिया केलेल्या ऑडिओ ब्लर्समधील फरक जबरदस्त असतो. अंतिम टप्प्यावर, म्हणजे. ऐकताना, ट्रान्सड्यूसरमधील डायाफ्रामच्या हालचालीमुळे हवेच्या कणांच्या कंपनांप्रमाणे संगीत आपल्यापर्यंत पोहोचते.

2. आपले ध्वनी पदार्थ बनवणारे रेणू

अॅनालॉग अंक

शुद्ध अॅनालॉग ऑडिओ (म्हणजे एनालॉग टेप रेकॉर्डरवर रेकॉर्ड केलेला अॅनालॉग, अॅनालॉग कन्सोलवर मिसळलेला, अॅनालॉग डिस्कवर संकुचित केलेला, अॅनालॉग प्लेयरवर प्ले बॅक केलेला आणि अॅनालॉग अॅम्प्लीफायरवर प्ले केलेला) आणि डिजिटल ऑडिओ - यामधून रूपांतरित केलेला काही श्रवणीय फरक आहे का? अॅनालॉग टू डिजिटल, प्रोसेस्ड आणि मिक्स्ड डिजीटल आणि नंतर अॅनालॉग फॉर्ममध्ये प्रोसेस केले जाते, ते अँपच्या समोर आहे की स्पीकरमध्येच?

बहुसंख्य प्रकरणांमध्ये, ऐवजी नाही, जरी आम्ही समान संगीत सामग्री दोन्ही प्रकारे रेकॉर्ड केली आणि नंतर ती पुन्हा प्ले केली, तर फरक नक्कीच ऐकू येईल. तथापि, हे अॅनालॉग किंवा डिजिटल तंत्रज्ञान वापरण्याच्या वस्तुस्थितीपेक्षा या प्रक्रियेमध्ये वापरल्या जाणार्‍या साधनांचे स्वरूप, त्यांची वैशिष्ट्ये, गुणधर्म आणि बर्‍याचदा मर्यादांमुळे होईल.

त्याच वेळी, आम्ही असे गृहीत धरतो की ध्वनी डिजिटल स्वरूपात आणणे, म्हणजे. स्पष्टपणे अणुकरण करण्यासाठी, रेकॉर्डिंग आणि प्रक्रिया प्रक्रियेवरच लक्षणीय परिणाम होत नाही, विशेषत: हे नमुने अशा वारंवारतेवर उद्भवतात जे - किमान सैद्धांतिकदृष्ट्या - आपण ऐकत असलेल्या फ्रिक्वेन्सीच्या वरच्या मर्यादेच्या पलीकडे आहे आणि म्हणूनच आवाजाची ही विशिष्ट कणिकता रूपांतरित होते. डिजिटल स्वरूपात, आमच्यासाठी अदृश्य आहे. तथापि, ध्वनी सामग्रीवर प्रभुत्व मिळविण्याच्या दृष्टिकोनातून, हे खूप महत्वाचे आहे आणि आम्ही त्याबद्दल नंतर बोलू.

आता अॅनालॉग सिग्नल डिजिटल स्वरूपात कसे रूपांतरित केले जाते ते शोधू या, म्हणजे शून्य-एक, म्हणजे. एक जेथे व्होल्टेजमध्ये फक्त दोन स्तर असू शकतात: डिजिटल एक स्तर, म्हणजे व्होल्टेज आणि डिजिटल शून्य पातळी, म्हणजे. हा तणाव व्यावहारिकदृष्ट्या अस्तित्वात नाही. डिजिटल जगात सर्व काही एक किंवा शून्य आहे, कोणतीही मध्यवर्ती मूल्ये नाहीत. अर्थात, तथाकथित फजी लॉजिक देखील आहे, जिथे अजूनही "चालू" किंवा "बंद" राज्यांमधील मध्यवर्ती अवस्था आहेत, परंतु ते डिजिटल ऑडिओ सिस्टमला लागू होत नाही.

3. ध्वनीच्या स्त्रोतामुळे होणारी वायु कणांची कंपने झिल्लीची अतिशय हलकी रचना.

परिवर्तन भाग एक

कोणतेही ध्वनी सिग्नल, मग ते व्होकल्स, अकौस्टिक गिटार किंवा ड्रम असो, संगणकावर डिजिटल स्वरूपात पाठवले जातात, ते प्रथम एका वैकल्पिक विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाणे आवश्यक आहे. हे सामान्यत: मायक्रोफोनद्वारे केले जाते ज्यामध्ये ध्वनी स्त्रोतामुळे हवेच्या कणांचे कंपन एक अतिशय हलकी डायाफ्राम रचना चालवते (3). हा कंडेन्सर कॅप्सूलमध्ये समाविष्ट केलेला डायाफ्राम असू शकतो, रिबन मायक्रोफोनमध्ये मेटल फॉइल बँड किंवा डायनॅमिक मायक्रोफोनमध्ये कॉइल जोडलेला डायाफ्राम असू शकतो.

या प्रत्येक प्रकरणात मायक्रोफोनच्या आउटपुटवर एक अतिशय कमकुवत, दोलायमान विद्युत सिग्नल दिसून येतोजे, कमी किंवा जास्त प्रमाणात, वारंवारतेचे प्रमाण आणि दोलन हवेच्या कणांच्या समान पॅरामीटर्सशी संबंधित पातळीचे रक्षण करते. अशाप्रकारे, हा एक प्रकारचा इलेक्ट्रिकल अॅनालॉग आहे, ज्यावर पर्यायी इलेक्ट्रिकल सिग्नलवर प्रक्रिया करणार्‍या उपकरणांमध्ये पुढील प्रक्रिया केली जाऊ शकते.

सुरुवातीला मायक्रोफोन सिग्नल वाढवणे आवश्यक आहेकारण ते कोणत्याही प्रकारे वापरले जाऊ शकत नाही. ठराविक मायक्रोफोन आउटपुट व्होल्टेज हे व्होल्टच्या हजारव्या भागाच्या क्रमाने असते, मिलिव्होल्टमध्ये व्यक्त केले जाते आणि अनेकदा मायक्रोव्होल्ट किंवा व्होल्टच्या दशलक्षांशमध्ये व्यक्त केले जाते. तुलनेसाठी, आपण जोडूया की पारंपारिक फिंगर-प्रकारची बॅटरी 1,5 V चा व्होल्टेज तयार करते आणि हे एक स्थिर व्होल्टेज आहे जे मॉड्यूलेशनच्या अधीन नाही, याचा अर्थ ती कोणतीही ध्वनी माहिती प्रसारित करत नाही.

तथापि, ऊर्जेचा स्त्रोत होण्यासाठी कोणत्याही इलेक्ट्रॉनिक प्रणालीमध्ये DC व्होल्टेज आवश्यक आहे, जे नंतर AC ​​सिग्नलचे समायोजन करेल. ही ऊर्जा जितकी स्वच्छ आणि अधिक कार्यक्षम असेल, तितके वर्तमान भार आणि व्यत्यय कमी होईल, इलेक्ट्रॉनिक घटकांद्वारे प्रक्रिया केलेले AC सिग्नल जितके स्वच्छ असतील. म्हणूनच कोणत्याही अॅनालॉग ऑडिओ सिस्टममध्ये पॉवर सप्लाय म्हणजेच पॉवर सप्लाय इतका महत्त्वाचा असतो.

4. मायक्रोफोन अॅम्प्लिफायर, ज्याला प्रीएम्प्लिफायर किंवा प्रीएम्प्लिफायर असेही म्हणतात

मायक्रोफोन अॅम्प्लीफायर्स, ज्यांना प्रीअॅम्प्लिफायर्स किंवा प्रीअॅम्प्लिफायर्स असेही म्हणतात, ते मायक्रोफोन्स (4) वरून सिग्नल वाढवण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. त्यांचे कार्य सिग्नल वाढवणे हे आहे, बर्‍याचदा अनेक डेसिबलने देखील, म्हणजे त्यांची पातळी शेकडो किंवा त्याहून अधिक वाढवणे. अशाप्रकारे, प्रीअॅम्प्लीफायरच्या आउटपुटवर, आम्हाला एक पर्यायी व्होल्टेज मिळतो जो इनपुट व्होल्टेजच्या थेट प्रमाणात असतो, परंतु तो शेकडो पटीने ओलांडतो, उदा. अपूर्णांकांपासून व्होल्टच्या एककांपर्यंतच्या पातळीवर. ही सिग्नल पातळी निश्चित केली जाते ओळ पातळी आणि हे ऑडिओ उपकरणांमध्ये मानक ऑपरेटिंग स्तर आहे.

परिवर्तन भाग दोन

या पातळीचा अॅनालॉग सिग्नल आधीच पास केला जाऊ शकतो डिजिटायझेशन प्रक्रिया. हे अॅनालॉग-टू-डिजिटल कन्व्हर्टर किंवा ट्रान्सड्यूसर (5) नावाच्या साधनांचा वापर करून केले जाते. क्लासिक पीसीएम मोडमध्ये रूपांतरण प्रक्रिया, म्हणजे पल्स विड्थ मॉड्युलेशन, सध्या सर्वात लोकप्रिय प्रोसेसिंग मोड, दोन पॅरामीटर्सद्वारे परिभाषित केले आहे: नमुना दर आणि बिट खोली. तुम्‍हाला बरोबर शंका आहे, हे मापदंड जितके जास्त असतील तितके चांगले रूपांतरण आणि अधिक अचूक सिग्नल संगणकाला डिजिटल स्वरूपात दिले जातील.

5. कनवर्टर किंवा अॅनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर.

या प्रकारच्या रूपांतरणासाठी सामान्य नियम नमुना, म्हणजे, अॅनालॉग सामग्रीचे नमुने घेणे आणि त्याचे डिजिटल प्रतिनिधित्व तयार करणे. येथे, अॅनालॉग सिग्नलमधील व्होल्टेजच्या तात्काळ मूल्याचा अर्थ लावला जातो आणि त्याची पातळी बायनरी प्रणालीमध्ये डिजिटल पद्धतीने दर्शविली जाते (6).

येथे, तथापि, गणिताच्या मूलभूत गोष्टींची थोडक्यात आठवण करणे आवश्यक आहे, ज्यानुसार कोणतेही संख्यात्मक मूल्य दर्शविले जाऊ शकते. कोणतीही संख्या प्रणाली. मानवजातीच्या संपूर्ण इतिहासात, विविध संख्या प्रणाली होत्या आणि अजूनही वापरल्या जातात. उदाहरणार्थ, एक डझन (12 तुकडे) किंवा एक पेनी (12 डझन, 144 तुकडे) या संकल्पना डुओडेसिमल प्रणालीवर आधारित आहेत.

6. अॅनालॉग सिग्नलमधील व्होल्टेज मूल्ये आणि बायनरी प्रणालीमध्ये डिजिटल स्वरूपात त्याच्या पातळीचे प्रतिनिधित्व

वेळेसाठी, आम्ही मिश्र प्रणाली वापरतो - सेकंद, मिनिटे आणि तासांसाठी लिंगसिमल, दिवस आणि दिवसांसाठी डुओडेसिमल डेरिव्हेटिव्ह, आठवड्याच्या दिवसांसाठी सातवी प्रणाली, महिन्यातील आठवड्यांसाठी क्वाड सिस्टम (ड्युओडेसिमल आणि सेक्सेजिमल सिस्टमशी देखील संबंधित), ड्युओडेसिमल सिस्टम वर्षाचे महिने सूचित करण्यासाठी, आणि नंतर आम्ही दशांश प्रणालीकडे जाऊ, जिथे दशके, शतके आणि सहस्राब्दी दिसतात. मला असे वाटते की वेळोवेळी व्यक्त करण्यासाठी भिन्न प्रणाली वापरण्याचे उदाहरण संख्या प्रणालींचे स्वरूप खूप चांगले दर्शवते आणि आपल्याला रूपांतरणाशी संबंधित समस्या अधिक प्रभावीपणे नेव्हिगेट करण्यास अनुमती देईल.

अॅनालॉग ते डिजिटल रूपांतरणाच्या बाबतीत, आम्ही सर्वात सामान्य असू दशांश मूल्यांना बायनरी मूल्यांमध्ये रूपांतरित करा. दशांश कारण प्रत्येक नमुन्याचे मोजमाप सामान्यतः मायक्रोव्होल्ट, मिलिव्होल्ट आणि व्होल्टमध्ये व्यक्त केले जाते. मग हे मूल्य बायनरी प्रणालीमध्ये व्यक्त केले जाईल, म्हणजे. त्यामध्ये दोन बिट्स कार्यरत आहेत - 0 आणि 1, जे दोन अवस्था दर्शवितात: कोणतेही व्होल्टेज किंवा त्याची उपस्थिती, बंद किंवा चालू, वर्तमान किंवा नाही, इ. अशा प्रकारे, आम्ही विकृती टाळतो आणि सर्व क्रिया अंमलबजावणीमध्ये अगदी सोप्या होतात. अल्गोरिदमचा तथाकथित बदल ज्यासह आपण व्यवहार करत आहोत, उदाहरणार्थ, कनेक्टर किंवा इतर डिजिटल प्रोसेसरच्या संबंधात.

तुम्ही शून्य आहात; किंवा एक

शून्य आणि एक या दोन अंकांनी तुम्ही व्यक्त करू शकता प्रत्येक अंकीय मूल्यत्याच्या आकाराची पर्वा न करता. उदाहरण म्हणून, 10 क्रमांकाचा विचार करा. दशांश-ते-बायनरी रूपांतरण समजून घेण्याची गुरुकिल्ली म्हणजे बायनरीमधील संख्या 1, दशांश प्रमाणेच, संख्या स्ट्रिंगमधील त्याच्या स्थानावर अवलंबून असते.

जर 1 बायनरी स्ट्रिंगच्या शेवटी असेल, तर 1, जर दुसऱ्या टोकापासून - तर 2, तिसऱ्या स्थानावर - 4, आणि चौथ्या स्थानावर - 8 - सर्व दशांश मध्ये. दशांश प्रणालीमध्ये, समान 1 शेवटी 10, उपांत्य 100, तिसरा 1000, चौथा XNUMX हे समानता समजून घेण्यासाठी एक उदाहरण आहे.

तर, जर आपल्याला बायनरी स्वरूपात 10 चे प्रतिनिधित्व करायचे असेल, तर आपल्याला 1 आणि a 1 चे प्रतिनिधित्व करावे लागेल, म्हणून मी म्हटल्याप्रमाणे, ते चौथ्या स्थानावर 1010 आणि दुसऱ्या स्थानावर XNUMX असेल, जे XNUMX आहे.

जर आम्हाला अपूर्णांक मूल्यांशिवाय व्होल्टेज 1 ते 10 व्होल्ट्समध्ये रूपांतरित करायचे असेल तर, उदा. केवळ पूर्णांक वापरून, बायनरीमध्ये 4-बिट अनुक्रमांचे प्रतिनिधित्व करू शकणारे कनवर्टर पुरेसे आहे. 4-बिट कारण या बायनरी क्रमांक रूपांतरणासाठी चार अंकांची आवश्यकता असेल. सराव मध्ये ते असे दिसेल:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

1 ते 7 या अंकांसाठी ते अग्रगण्य शून्य फक्त स्ट्रिंगला पूर्ण चार बिट्समध्ये पॅड करतात जेणेकरुन प्रत्येक बायनरी संख्येला समान वाक्यरचना असेल आणि ती समान जागा घेईल. ग्राफिकल स्वरूपात, दशांश प्रणालीपासून बायनरीमध्ये पूर्णांकांचे असे भाषांतर आकृती 7 मध्ये दर्शविले आहे.

7. दशांश प्रणालीतील पूर्णांकांना बायनरी प्रणालीमध्ये रूपांतरित करा

वरच्या आणि खालच्या दोन्ही वेव्हफॉर्म समान मूल्यांचे प्रतिनिधित्व करतात, त्याशिवाय, आधीचे समजण्यासारखे आहे, उदाहरणार्थ, रेखीय व्होल्टेज लेव्हल मीटर सारख्या अॅनालॉग डिव्हाइसेससाठी, आणि अशा भाषेवरील डेटावर प्रक्रिया करणार्‍या संगणकांसह डिजिटल उपकरणांसाठी दुसरे. हा तळाचा वेव्हफॉर्म व्हेरिएबल-फिल स्क्वेअर वेव्हसारखा दिसतो, म्हणजे. कालांतराने कमाल मूल्यांचे किमान मूल्यांचे भिन्न गुणोत्तर. ही व्हेरिएबल सामग्री रूपांतरित करण्याच्या सिग्नलच्या बायनरी मूल्यास एन्कोड करते, म्हणून नाव "पल्स कोड मॉड्युलेशन" - PCM.

आता वास्तविक अॅनालॉग सिग्नल रूपांतरित करण्यासाठी परत या. आम्हाला आधीच माहित आहे की सहजतेने बदलणार्‍या पातळीचे वर्णन करणार्‍या रेषेद्वारे त्याचे वर्णन केले जाऊ शकते आणि या स्तरांचे उडी मारण्यासारखे काहीही नाही. तथापि, अॅनालॉग ते डिजिटल रूपांतरणाच्या गरजांसाठी, आम्ही वेळोवेळी अॅनालॉग सिग्नलची पातळी मोजण्यासाठी आणि अशा प्रत्येक मोजलेल्या नमुन्याचे डिजिटल स्वरूपात प्रतिनिधित्व करण्यासाठी अशी प्रक्रिया सुरू केली पाहिजे.

असे गृहीत धरले गेले होते की ज्या वारंवारता ही मोजमाप केली जाईल ती एखाद्या व्यक्तीने ऐकू शकणार्‍या सर्वोच्च वारंवारतेच्या किमान दुप्पट असावी आणि ती अंदाजे 20 kHz असल्याने, सर्वात जास्त 44,1kHz हा लोकप्रिय नमुना दर राहिला आहे. सॅम्पलिंग रेटची गणना ऐवजी जटिल गणिती ऑपरेशन्सशी संबंधित आहे, ज्याला, रूपांतरण पद्धतींबद्दलच्या आपल्या ज्ञानाच्या या टप्प्यावर, अर्थ नाही.

अधिक चांगले आहे का?

मी वर नमूद केलेली प्रत्येक गोष्ट सूचित करू शकते की सॅम्पलिंग वारंवारता जितकी जास्त असेल, उदा. एनालॉग सिग्नलची पातळी नियमित अंतराने मोजणे, रूपांतरणाची गुणवत्ता जितकी जास्त असेल, कारण ते - किमान अंतर्ज्ञानी अर्थाने - अधिक अचूक आहे. खरंच खरं आहे का? याबाबत महिनाभरात कळेल.