náhled|vpravo|Vzorkování a 4bitové kvantování analogového signálu (červená) použitím pulzně kódové modulace Digitální audio je reprodukce zvuku použitím pulzně kódové modulace a digitálního signálu. Systémy digitálního audia zahrnují analogově digitální převodník (Analog to Digital Converter – ADC), digitálně analogový převodník, digitální paměť, procesní a přenosové složky. Primární benefit digitálního audia je jeho snadná uložitelnost, přenos a vyhledání.
Přehled digitálního audia Digitální audio je užitečné při nahrávání, manipulaci, masové produkci a distribuci zvuku. Moderní distribuce hudby na internetu přes on-line obchody je závislé na digitálních nahrávkách a digitálních kompresních algoritmech. Distribuce audia jako datových souborů a ne jako fyzických předmětů značně snížilo distribuční náklady.
V analogových audio systémech zvuky začínají jako fyzikální vlnová forma ve vzduchu, transformují se na elektrickou reprezentaci zvukové vlny přes transduktor – převodník (například mikrofon), pak se uskladní nebo vysílají. Na jejich obnovení do zvukové formy třeba reverzní proces pomocí zesilovače a zpětné konverze na fyzické vlny pomocí reproduktoru. I když původ zvuku se může měnit, základní vlnové charakteristiky analogového audia zůstávají stejné během jeho uložení, transformace, duplikace a zesílení.
Signály analogového audia jsou náchylné na šum a zkreslení, nevyhnutelné pro vnitřní charakteristiky elektronických obvodů a souvisících zařízení. V případě plně analogové nahrávky a reprodukce existuje mnoho možností pro vznik šumu a zkreslení během celého procesu. Když se audio digitalizuje, zkreslení a šum vzniká pouze v etapách, které předcházejí konverzi do digitální formy a v etapách, které následují při konverzi zpět do analogové formy.
Proces konverze náhled|alt=A/D konverze|Životní cyklus zvuku z jeho zdroje přes A/D převodník, digitální zpracování, D/A převodník a nakonec opět zvuk. Digitální zpracování začíná s A/D převodníkem, který převede analogový signál na signál digitální.Některé audio signály, například vytvořené syntetizátorem vznikají kompletně v digitálním prostředí, a v tom případě analogově digitální konverze nenastane. A/D převodník pracuje na vzorkovací frekvenci a konvertuje na známé bitové rozlišení. Například CD audio má vzorkovací frekvenci 44,1 kHz (44100 vzorek za sekundu) a 16bitové rozlišení pro každý kanál. Pro stereo existují 2 kanály: 'levý' a 'pravý'. Pokud analogový signál není už omezen pásmem, pak je před konverzí potřebný anti-aliasingový filtr na prevenci aliasingu v digitálním signálu. (Aliasing vzniká když frekvence nad Nyquistovou frekvencí nebyla pásmově omezena a místo toho se objevuje jak slyšitelné zkreslení v nízkých frekvencích).
Digitální audio technologie Vysílání digitálního audia Digital Audio Broadcasting (DAB) HD Radio Digital Radio Mondiale (DRM) In-band on-channel (IBOC)
Paměťové technologie Digitální audio přehrávač Digitální zvuková páska – Digital Audio Tape (DAT) Digital Compact Cassette (DCC) Compact Disc (CD) Nahrávání na pevný disk DVD Audio Minidisc – MiniDisc (MD) Super Audio CD Různé souborové formáty pro audio
Digitální audio rozhraní (interface) Příklady specifických interface pro audio: AC'97 (Audio Codec 1997) interface mezi integrovanými obvody na základních deskách PC Intel High Definition Audio moderní náhrada AC'97 ADAT interface AES3 interface s XLR konektorem
Poznámky
Reference
Literatura Borwick, John, ed., 1994: Sound Recording Practice (Oxford: Oxford University Press) Bosi, Marina, and Goldberg, Richard E., 2003: Introduction to Digital Audio Coding and Standards (Springer) Ifeachor, Emmanuel C., and Jervis, Barrie W., 2002: Digital Signal Processing: A Practical Approach (Harlow, England: Pearson Education Limited) Rabiner, Lawrence R., and Gold, Bernard, 1975: Theory and Application of Digital Signal Processing (Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, Inc.) Watkinson, John, 1994: The Art of Digital Audio (Oxford: Focal Press)
Externí odkazy