Hana Mele. Ka hoʻonaʻauao - ʻāpana 2

Ua kākau wau e pili ana i ka ʻoiaʻiʻo o ka haku ʻana i ke kaʻina hana o ka hana mele ka hana hope loa ma ke ala mai ka manaʻo o ke mele a hiki i kona hāʻawi ʻana i ka mea i loaʻa i ka puka mua. Ua nānā pono mākou i nā leo i hoʻopaʻa ʻia ma ke kelepona, akā ʻaʻole wau i kūkākūkā pehea e hoʻololi ʻia ai kēia leo, i hoʻololi ʻia i nā mea hoʻololi uila AC, i ke ʻano binary.

1. ʻO kēlā me kēia leo paʻakikī, ʻoiai ke ʻano kiʻekiʻe loa o ka paʻakikī, ʻoiaʻiʻo he nui nā kani sinusoidal maʻalahi.

Ua hoʻopau wau i ka ʻatikala ma mua me ka nīnau, pehea e hiki ai i loko o ia ʻano nalu undulating (1) ua hoʻopili ʻia nā mea mele āpau, ʻoiai inā mākou e kamaʻilio nei e pili ana i nā mea kani he nui e pāʻani ana i nā ʻāpana polyphonic? Eia ka pane: ma muli o ka ʻoiaʻiʻo o kēlā me kēia kani paʻakikī, ʻoiai paʻakikī loa he nui nā leo sinusoidal maʻalahi.

ʻOkoʻa ke ʻano sinusoidal o kēia mau hawewe maʻalahi me ka manawa a me ka amplitude, ke kau nei kēia mau nalu, hoʻohui, unuhi, hoʻololi kekahi i kekahi a pēlā e hana mua ai i nā leo mea kani a hoʻopau i nā hui a me nā hoʻopaʻa ʻana.

ʻO ka mea a mākou e ʻike ai ma ke kiʻi 2, ʻo ia kekahi mau atoms, nā molekole e hoʻokumu i kā mākou mea kani, akā i ke ʻano o kahi hōʻailona analog ʻaʻohe mea like - aia kahi laina like ʻole, me ka ʻole o nā kiko e hōʻailona ana i nā heluhelu ma hope (hiki ke ʻike ʻia ka ʻokoʻa ma. ke kiʻi ma ke ʻano he ʻanuʻu, kahi i hoʻohālikelike ʻia e kiʻi i ka hopena ʻike pili).

Eia naʻe, no ka mea, pono e hana ʻia ka pāʻani ʻana o nā mele i hoʻopaʻa ʻia mai nā kumu analog a i ʻole nā ​​kumu kikohoʻe me ka hoʻohana ʻana i kahi transducer electromagnetic mechanical e like me ka leo leo a i ʻole ka headphone transducer, ʻo ka hapa nui o ka ʻokoʻa ma waena o nā leo analog maʻemaʻe a me nā leo i hoʻoili ʻia ma ke kikohoʻe. I ka pae hope, i.e. i ka hoʻolohe ʻana, hiki ke mele iā mākou e like me nā haʻalulu o nā ʻāpana ea i hana ʻia e ka neʻe ʻana o ka diaphragm i ka transducer.

2. Nā molekule i hoʻokumu i kā mākou mea kani

huahelu analog

Aia kekahi mau ʻokoʻa ma waena o nā leo analog maʻemaʻe (ʻo ia hoʻi ka analog i hoʻopaʻa ʻia ma kahi mea hoʻopaʻa leo analog, hui ʻia ma kahi console analog, hoʻopaʻa ʻia ma kahi disc analog, hoʻokani hou ʻia ma kahi mea hoʻokani analog a hoʻonui ʻia ka mea hoʻonui analog) ​​a me nā leo kikohoʻe - hoʻololi ʻia mai. analog i kikohoʻe, hoʻoponopono ʻia a hui pū ʻia a hoʻihoʻi ʻia i ke ʻano analog, aia paha ia i mua o ka amp a i ʻole ma ka mea haʻiʻōlelo ponoʻī?

I ka hapa nui o nā hihia, ʻaʻole naʻe, ʻoiai inā mākou i hoʻopaʻa i nā mea mele hoʻokahi ma nā ala ʻelua a laila hoʻokani hou ia, e lohe ʻia nā ʻokoʻa. Eia nō naʻe, e pili ana kēia i ke ʻano o nā mea hana i hoʻohana ʻia i kēia mau kaʻina hana, ko lākou ʻano, nā waiwai, a me nā palena pinepine, ma mua o ka hoʻohana ʻana i ka ʻenehana analog a i ʻole ka ʻenehana.

I ka manawa like, manaʻo mākou ʻo ka lawe ʻana i ke kani i kahi ʻano kikohoʻe, ʻo ia hoʻi. ʻAʻole pili i ka hoʻopaʻa ʻana a me ke kaʻina hana ponoʻī, ʻoiai ʻo kēia mau laʻana i ke alapine - ma ka liʻiliʻi loa - ʻoi aku ma mua o nā palena kiʻekiʻe o nā alapine a mākou e lohe ai, a no laila ua hoʻohuli ʻia kēia ʻano kikoʻī o ke kani. i ke ʻano kikohoʻe, ʻaʻole ʻike ʻia e mākou. Eia naʻe, mai ka manaʻo o ka haku ʻana i nā mea kani, he mea nui loa ia, a e kamaʻilio mākou e pili ana ma hope.

I kēia manawa, e noʻonoʻo kākou pehea e hoʻololi ʻia ai ka hōʻailona analog i ke ʻano kikohoʻe, ʻo ia hoʻi ka zero-one, ʻo ia hoʻi. kahi kahi e hiki ai i ka volta ke loaʻa ʻelua mau pae wale nō: ʻo ka pae kikohoʻe hoʻokahi, ʻo ia hoʻi ka volta, a me ka pae kikohoʻe zero, ʻo ia. ʻAʻole loaʻa kēia haʻalulu. ʻO nā mea a pau o ka honua kikohoʻe he hoʻokahi a ʻaʻole paha, ʻaʻohe waiwai waena. ʻOiaʻiʻo, aia nō ka mea i kapa ʻia ʻo fuzzy logic, aia nō nā mokuʻāina waena ma waena o nā mokuʻāina "on" a i ʻole "off", akā ʻaʻole pili ia i nā ʻōnaehana leo kikohoʻe.

3. ʻO nā haʻalulu o nā ʻāpana ea i hoʻokumu ʻia e kahi kumu kani i hoʻoneʻe i kahi ʻano māmā loa o ka membrane.

Hoololi Mahele Ekahi

Hoʻouna ʻia kēlā me kēia hōʻailona acoustic, inā he leo, leo acoustic a pahu paha, i ke kamepiula ma ke ʻano kikohoʻe, pono e hoʻololi mua ʻia i hōʻailona uila. Hana ʻia kēia me nā microphones kahi e hoʻokuʻi ai nā haʻalulu o nā ʻāpana ea i hoʻokumu ʻia e ke kumu kani i kahi ʻano diaphragm māmā loa (3). ʻO ia paha ka diaphragm i hoʻokomo ʻia i loko o kahi capsule condenser, kahi pūʻulu metala i loko o kahi microphone lipine, a i ʻole he diaphragm me kahi coil i hoʻopili ʻia i loko o kahi microphone dynamic.

I kēlā me kēia hihia ʻike ʻia kahi hōʻailona uila nāwaliwali loa, oscillating ma ka puka o ka microphoneʻo ia, i ka nui a i ʻole ka liʻiliʻi, mālama i nā ʻāpana o ka alapine a me ka pae e pili ana i nā ʻāpana like o nā ʻāpana ea oscillating. No laila, he ʻano analogue uila kēia o ia mea, hiki ke hoʻomaʻamaʻa hou ʻia i nā mea hana e hana i kahi hōʻailona uila.

Ma ka mua Pono e hoʻonui ʻia ka hōʻailona microphoneno ka mea, he nawaliwali loa ia e hoohanaia ma kekahi ano. Aia ka volta hoʻopuka microphone maʻamau ma ke ʻano he mau tausani o ka volt, i hōʻike ʻia ma nā millivolts, a pinepine i nā microvolts a i ʻole miliona miliona o ka volt. No ka hoʻohālikelike ʻana, e hoʻohui mākou i kahi pākaukau manamana lima maʻamau e hoʻopuka i ka volta o 1,5 V, a he volta mau kēia ʻaʻole i pili i ka modulation, ʻo ia hoʻi ʻaʻole ia e hoʻouna i nā ʻike kani.

Eia nō naʻe, pono ka uila DC i kekahi ʻōnaehana uila e lilo i kumu o ka ikehu, a laila e hoʻololi i ka hōʻailona AC. ʻO ka hoʻomaʻemaʻe a ʻoi aku ka maikaʻi o kēia ikehu, ʻoi aku ka liʻiliʻi o nā ukana a me nā haunaele o kēia manawa, ʻoi aku ka maʻemaʻe o ka hōʻailona AC i hana ʻia e nā mea uila. ʻO ia ke kumu i koʻikoʻi ai ka lako mana, ʻo ia hoʻi ka mana, i nā ʻōnaehana leo analog.

4. Mea hoʻonui microphone, i ʻike ʻia he preamplifier a i ʻole preamplifier

Hoʻolālā ʻia nā mea hoʻonui microphone, i ʻike ʻia he preamplifiers a i ʻole preamplifiers, e hoʻonui i ka hōʻailona mai nā microphones (4). ʻO kā lākou hana ʻo ka hoʻonui ʻana i ka hōʻailona, ​​ʻo ia hoʻi e nā ʻumi decibels, ʻo ia hoʻi e hoʻonui i ko lākou pae i nā haneli a ʻoi aku paha. No laila, ma ka hoʻopuka o ka preamplifier, loaʻa iā mākou kahi volteralternating voltage e pili pono ana i ka volta hoʻokomo, akā ʻoi aku ma mua o nā haneli mau manawa, ʻo ia. ma kahi pae mai nā hakina a i nā ʻāpana volts. Hoʻoholo ʻia kēia pae hōʻailona pae laina a ʻo kēia ka pae hana maʻamau i nā leo leo.

Hoʻololi ʻāpana ʻelua

Hiki ke hala i kahi hōʻailona analog o kēia pae kaʻina hana helu helu. Hana ʻia kēia me ka hoʻohana ʻana i nā mea hana i kapa ʻia nā mea hoʻololi analog-to-digital a i ʻole transducers (5). ʻO ke kaʻina hana hoʻololi ma ke ʻano PCM maʻamau, ʻo ia. ʻO ka Pulse Width Modulation, i kēia manawa ke ʻano kaʻina hana kaulana loa, ua wehewehe ʻia e nā ʻāpana ʻelua: sampling rate and bit depth. E like me kou manaʻo pololei, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o kēia mau ʻāpana, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻololi ʻana a ʻoi aku ka pololei o ka hōʻailona e hānai ʻia i ke kamepiula ma ke ʻano kikohoʻe.

5. Mea hoʻololi a i ʻole analog-to-digital converter.

Rula maʻamau no kēia ʻano hoʻololi laila, ʻo ia hoʻi, lawe i nā laʻana o nā mea analog a hana i kahi hōʻike kikohoʻe o ia mea. Maʻaneʻi, ua unuhiʻia ka waiwai koke o ka volta ma ka hōʻailona analog a ua hōʻikeʻia kona pae ma ke kikohoʻe ma ka pūnaewele binary (6).

Eia naʻe, pono e hoʻomanaʻo pōkole i nā kumu o ka makemakika, e like me ka mea e hiki ke hōʻike ʻia kekahi waiwai helu i loko. kekahi ʻōnaehana helu. I loko o ka mōʻaukala o ke kanaka, ua hoʻohana ʻia nā ʻōnaehana helu like ʻole. No ka laʻana, hoʻokumu ʻia nā manaʻo e like me ke kakini (12 ʻāpana) a i ʻole he peni (12 kakini, 144 mau ʻāpana) i ka ʻōnaehana duodecimal.

6. Voltage waiwai i loko o kahi hōʻailona analog a me ka hōʻike ʻana o kona pae ma ke ʻano kikohoʻe ma kahi ʻōnaehana binary

No ka manawa, hoʻohana mākou i nā ʻōnaehana hui - sexagesimal no kekona, mau minuke a me nā hola, duodecimal derivative no nā lā a me nā lā, ʻehiku ʻōnaehana no nā lā o ka pule, ʻōnaehana quad (e pili pū ana me ka duodecimal a me ka sexagesimal system) no nā pule i ka mahina, ʻōnaehana duodecimal e hōʻike i nā mahina o ka makahiki, a laila neʻe mākou i ka ʻōnaehana decimal, kahi i ʻike ʻia ai nā ʻumi, nā kenekulia a me nā millennia. Manaʻo wau ʻo ka laʻana o ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana like ʻole e hōʻike i ka hele ʻana o ka manawa e hōʻike maikaʻi loa i ke ʻano o nā ʻōnaehana helu a hiki iā ʻoe ke hoʻokele pono i nā pilikia e pili ana i ka hoʻololi ʻana.

I ka hihia o ka analog i ka hoʻololi kikohoʻe, e lilo mākou i mea maʻamau hoʻololi i nā helu decimal i nā waiwai binary. Decimal no ka mea, ua hōʻike pinepine ʻia ke ana o kēlā me kēia hāpana i nā microvolts, millivolts a me nā volts. A laila e hōʻike ʻia kēia waiwai ma ka ʻōnaehana binary, ʻo ia hoʻi. e hoʻohana ana i ʻelua mau bits e hana ana i loko o ia mea - 0 a me 1, e hōʻike ana i ʻelua mau mokuʻāina: ʻaʻohe uila a i ʻole kona alo, i waho a i ʻole, i kēia manawa a i ʻole, etc. No laila, pale mākou i ka distortion, a lilo nā hana a pau i mea maʻalahi i ka hoʻokō ʻana ma o ka noi ka mea i kapa ʻia he hoʻololi o nā algorithms a mākou e hana nei, no ka laʻana, e pili ana i nā mea hoʻohui a i ʻole nā ​​​​mea hana kikohoʻe ʻē aʻe.

ʻAʻole ʻoe; a i ʻole hoʻokahi

Me kēia mau huahelu ʻelua, nā zero a me nā mea, hiki iā ʻoe ke hōʻike kēlā me kēia waiwai helume ka nānā ʻole i kona nui. E like me ka laʻana, e noʻonoʻo i ka helu 10. ʻO ke kī i ka hoʻomaopopo ʻana i ka hoʻololi decimal-to-binary ʻo ka helu 1 ma ka binary, e like me ka decimal, pili i kona kūlana i ke kaula helu.

Inā ʻo 1 ma ka hope o ke kaula binary, a laila 1, inā ma ka lua mai ka hopena - a laila 2, ma ke kūlana ʻekolu - 4, a ma ke kūlana ʻehā - 8 - nā mea āpau i ka decimal. I ka ʻōnaehana decimal, ʻo ka 1 like ma ka hopena he 10, ʻo ka penultimate 100, ʻo ke kolu 1000, ʻo ka ʻehā ʻo XNUMX he laʻana e hoʻomaopopo i ka hoʻohālikelike.

No laila, inā makemake mākou e hōʻike i ka 10 ma ke ʻano binary, pono mākou e hōʻike i ka 1 a me ka 1, no laila e like me kaʻu i ʻōlelo ai, ʻo ia ka 1010 ma kahi ʻehā a me ka XNUMX ma ka lua, ʻo ia ka XNUMX.

Inā pono mākou e hoʻololi i nā volta mai ka 1 a i ka 10 volts me ka ʻole o nā helu fractional, i.e. me ka hoʻohana ʻana i nā helu helu wale nō, ua lawa ka mea hoʻololi i hiki ke hōʻike i nā kaʻina 4-bit i ka binary. 4-bit no ka mea e koi ʻia kēia hoʻololi helu binary a hiki i ʻehā mau helu. Ma ka hana e like me keia:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

ʻO kēlā mau zeros alakaʻi no nā helu 1 a hiki i ka 7 e hoʻopili wale i ke kaula i nā ʻāpana ʻehā piha i loaʻa i kēlā me kēia helu binary ka syntax like a lawe i ka nui like. Ma ke ʻano kiʻi kiʻi, hōʻike ʻia ka unuhi ʻana o nā helu helu mai ka ʻōnaehana decimal a i ka binary ma ke Kiʻi 7.

7. E hoohuli i na Integers in Decimal System i Binary System

ʻO nā ʻano nalu o luna a me lalo e hōʻike ana i nā waiwai like, koe wale nō ka mea hiki ke hoʻomaopopo ʻia, no ka laʻana, no nā mea analog, e like me nā mika pae uila laina, a ʻo ka lua no nā mea kikohoʻe, me nā kamepiula e hana ana i ka ʻikepili ma ia ʻōlelo. Ke nānā aku nei kēia ʻano nalu o lalo me kahi hawewe huinahā piha hoʻololi, ʻo ia hoʻi. ʻokoʻa ka lakio o nā waiwai kiʻekiʻe i nā waiwai liʻiliʻi i ka manawa. Hoʻopili kēia ʻikepili hoʻololi i ka waiwai binary o ka hōʻailona e hoʻololi ʻia, no laila ka inoa "pulse code modulation" - PCM.

I kēia manawa hoʻi i ka hoʻololi ʻana i kahi hōʻailona analog maoli. Ua ʻike mua mākou hiki ke wehewehe ʻia e kahi laina e hōʻike ana i nā pae hoʻololi mālie, a ʻaʻohe mea e like me ka lele ʻana o kēia mau pae. Eia nō naʻe, no nā pono o ka hoʻololi ʻana i ke kikohoʻe, pono mākou e hoʻolauna i ke kaʻina hana e hiki ke ana i ke kiʻekiʻe o kahi hōʻailona analog i kēlā me kēia manawa a hōʻike i kēlā me kēia mea i ana ʻia ma ke ʻano kikohoʻe.

Ua manaʻo ʻia ʻo ke alapine e hana ʻia ai kēia mau ana he ʻelua paha ka nui o ke alapine kiʻekiʻe loa a ke kanaka e lohe ai, a ʻoiai ʻo ia ma kahi o 20 kHz, no laila, ʻoi aku ka nui. Noho ʻo 44,1kHz i ka helu hoʻohālike kaulana. Hoʻopili ʻia ka helu ʻana o ka sampling rate me nā hana makemakika paʻakikī, ʻaʻole kūpono i kēia manawa o kā mākou ʻike i nā ʻano hoʻololi.

ʻOi aku ka maikaʻi?

ʻO nā mea a pau aʻu i ʻōlelo ai ma luna nei e hōʻike paha i ka kiʻekiʻe o ka sampling frequency, i.e. ana i ke kiʻekiʻe o ka hōʻailona analog i nā manawa maʻamau, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka maikaʻi o ka hoʻololi ʻana, no ka mea - ma ka liʻiliʻi loa i ka manaʻo intuitive - ʻoi aku ka pololei. He oiaio anei? E ʻike mākou i kēia i loko o hoʻokahi mahina.