بابک گلستانی
آدرس تلگرام: http://telegram.me/babakgolestani
در سیستم آنالوگ انرژی الکتریکی برای ذخیره شدن به انرژیِ آنالوگ، مغناطیسی یا مکانیکی تغییر فرم می دهد. اما در سیستم دیجیتال آمپلیتودهای یک سیگنال در بازه های زمانی کوتاه (مثلا در هر ثانیه) اندازه گیری می شوند (سمپلینگ Sampling)، که از این طریق اعدادی مطلق به دست می آیند. به این فرایند تبدیل یا Conversion گفته می‍شود. در ابتدای فرایندِ تبدیل، همیشه یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC – A/D Converter) و در انتهای فرایند یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) قرار دارد و نتیجه یِ این تبدیل بصورت اعداد باینری (صفر و یک) ذخیره می شود.
DAC : Digital Analog Converter
مبدل دیجیتال به آنالوگ
_______________________________________
ADC: Analog Digital Converter
مبدل آنالوگ به دیجیتال
فرایند تبدیلِ یک سیگنالِ آنالوگ به داده های دیجیتالی صوتی به دو مرحله تقسیم می شود:
- سمپلینگ (sampling)
- کوانتیزاسیون (Quantize)
در مرحله یِ سمپلینگ هر آمپلیتود یک سیگنال در فواصل منظم و یکسان بوسیله یِ مبدل آنالوگ به دیجیتال تفکیک می شوند و مبدل از سیگنالِ ورودی نمونه برداری می کند. این نمونه ها سمپل نامیده می شوند. به منظورِ اعمال تغییرات و ذخیره کردن، این سمپل ها بصورت یک سری اعداد باینری در می آیند (Quantize).
تعداد سمپل هایی که در هر ثانیه به دست می آید، فرکانس سمپلینگ (Sampling Frequency) یا Sampling Rate نام دارد.
فرکانس سمپلینگ 48 کیلوهرتز به این معنی است که در هر ثانیه 48000 سمپل از طریق مبدل به دست می آید و بر اساسِ تئوریِ Nyquist-Theorem باید فرکانس سمپلینگ حداقل دوبرابر بالاترین فرکانس مورد نیاز باشد و از آنجایی که گوش انسان در ایده آل ترین حالت فرکانس های 20 تا 20000 هرتز را می شنود، پس فرکانس سمپلینگ یا sampling rate در موسیقی باید حداقل 40 کیلوهرتز باشد. و همین تئوری به ما نشان می دهد که سیگنال ها با فرکانس بالاتر از نصف فرکانس سمپلینگ در مرحله یِ بازگشت (تبدیل دیجیتال به آنالوگ) نمی تواند توسط DAC به درستی تبدیل شود و ممکن است پس از تبدیل، فرکانس هایی اضافی و قابل شنیدن تولید شود که به این فرکانس های تولید شده، فرکانس های آلیاس یا Alias-Frequencies گفته می شود.
اِلایسنیگ یا aliasing در سمپلینگ ریت های مختلف.
منبع عکس: http://en.wikipedia.org/wiki/Aliasing#mediaviewer/File:Aliasing.gif
فرکانس سمپلینگ استاندارد در یک سی-دیِ صوتی، 44100 هرتز است. اما در دنیای حرفه ایِ پردازش صدا، اکنون صحبت از 96 تا 192 کیلوهرتز هم می شود. فرمت های جدید نظیر DVD-Audio و SADC یا Super Audio CD هم می توانند با فرکانس سمپلینگ بالاتر کار کنند. استفاده از فرکانس سمپلینگ بالاتر جز بهبود کیفیت معنیِ دیگری ندارد.
موفق باشید
سوییس ۲۰۰۸