संगीत निर्माण। साधना - भाग 2

मैंने पिछले अंक में इस तथ्य के बारे में लिखा था कि संगीत निर्माण की प्रक्रिया में महारत हासिल करना संगीत के विचार से प्राप्तकर्ता तक उसके वितरण तक का अंतिम चरण है। हमने डिजिटल रूप से रिकॉर्ड किए गए ऑडियो पर भी बारीकी से नज़र डाली है, लेकिन मैंने अभी तक इस पर चर्चा नहीं की है कि एसी वोल्टेज कनवर्टर्स में परिवर्तित इस ऑडियो को बाइनरी फॉर्म में कैसे परिवर्तित किया जाता है।

1. प्रत्येक जटिल ध्वनि, यहाँ तक कि बहुत उच्च स्तर की जटिलता में भी, वास्तव में कई सरल साइनसॉइडल ध्वनियाँ होती हैं।

मैंने पिछले लेख को इस प्रश्न के साथ समाप्त किया था कि यह कैसे संभव है कि ऐसी लहरदार लहर (1) में सभी संगीत सामग्री एन्कोडेड है, भले ही हम पॉलीफोनिक भागों को बजाने वाले कई उपकरणों के बारे में बात कर रहे हों? यहाँ उत्तर है: यह इस तथ्य के कारण है कि कोई भी जटिल ध्वनि, यहाँ तक कि बहुत जटिल भी, वास्तव में होती है इसमें कई सरल साइनसोइडल ध्वनियाँ शामिल हैं.

इन सरल तरंगों की साइनसॉइडल प्रकृति समय और आयाम दोनों के साथ बदलती है, ये तरंग रूप एक-दूसरे को ओवरलैप करते हैं, जोड़ते हैं, घटाते हैं, संशोधित करते हैं, और इसलिए पहले व्यक्तिगत वाद्ययंत्र ध्वनियां बनाई जाती हैं, और फिर पूर्ण मिश्रण और रिकॉर्डिंग होती हैं।

चित्र 2 में जो हम देखते हैं वे कुछ परमाणु, अणु हैं जो हमारे ध्वनि पदार्थ को बनाते हैं, लेकिन एक एनालॉग सिग्नल के मामले में ऐसे परमाणु नहीं होते हैं - एक समान रेखा होती है, बाद के रीडिंग को चिह्नित किए बिना (अंतर को देखा जा सकता है) चरणों के रूप में आंकड़ा, जो संबंधित दृश्य प्रभाव प्राप्त करने के लिए ग्राफिक रूप से अनुमानित हैं)।

हालाँकि, चूंकि एनालॉग या डिजिटल स्रोतों से रिकॉर्ड किए गए संगीत का प्लेबैक मैकेनिकल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ट्रांसड्यूसर जैसे हेडफ़ोन में लाउडस्पीकर या ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके किया जाना चाहिए, ज्यादातर मामलों में शुद्ध एनालॉग ऑडियो और डिजिटल रूप से संसाधित ऑडियो ब्लर के बीच अंतर बहुत अधिक होता है। अंतिम चरण में, यानी सुनते समय, संगीत हम तक उसी तरह पहुंचता है जैसे ट्रांसड्यूसर में डायाफ्राम की गति के कारण होने वाले वायु कणों का कंपन।

2. अणु जो हमारी ध्वनि का निर्माण करते हैं

अनुरूप अंक

क्या शुद्ध एनालॉग ऑडियो (यानी एनालॉग टेप रिकॉर्डर पर रिकॉर्ड किए गए एनालॉग, एनालॉग कंसोल पर मिश्रित, एनालॉग डिस्क पर संपीड़ित, एनालॉग प्लेयर और एम्पलीफाइड एनालॉग एम्पलीफायर पर वापस खेला जाता है) और डिजिटल ऑडियो के बीच कोई श्रव्य अंतर है - से परिवर्तित डिजिटल से एनालॉग, संसाधित और डिजिटल रूप से मिश्रित और फिर वापस एनालॉग रूप में संसाधित किया गया, क्या यह सही amp के सामने है या व्यावहारिक रूप से स्पीकर में ही है?

अधिकांश मामलों में, बल्कि नहीं, हालाँकि यदि हम एक ही संगीत सामग्री को दोनों तरीकों से रिकॉर्ड करते हैं और फिर उसे बजाते हैं, तो अंतर निश्चित रूप से सुनाई देगा। हालाँकि, यह एनालॉग या डिजिटल तकनीक का उपयोग करने के तथ्य के बजाय इन प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की प्रकृति, उनकी विशेषताओं, गुणों और अक्सर सीमाओं के कारण होगा।

उसी समय, हम मानते हैं कि ध्वनि को डिजिटल रूप में लाना, अर्थात। स्पष्ट रूप से परमाणुकृत करने के लिए, रिकॉर्डिंग और प्रसंस्करण प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है, खासकर जब से ये नमूने एक आवृत्ति पर होते हैं - कम से कम सैद्धांतिक रूप से - हमारे द्वारा सुनी जाने वाली आवृत्तियों की ऊपरी सीमा से बहुत दूर है, और इसलिए ध्वनि की यह विशिष्ट दानेदारता परिवर्तित हो जाती है डिजिटल रूप में, हमारे लिए अदृश्य है। हालाँकि, ध्वनि सामग्री में महारत हासिल करने के दृष्टिकोण से, यह बहुत महत्वपूर्ण है, और हम इसके बारे में बाद में बात करेंगे।

अब आइए जानें कि एनालॉग सिग्नल को डिजिटल रूप में कैसे परिवर्तित किया जाता है, अर्थात् शून्य-एक, यानी। एक जहां वोल्टेज के केवल दो स्तर हो सकते हैं: डिजिटल एक स्तर, जिसका अर्थ है वोल्टेज, और डिजिटल शून्य स्तर, यानी। यह तनाव व्यावहारिक रूप से अस्तित्वहीन है। डिजिटल दुनिया में सब कुछ या तो एक है या शून्य है, कोई मध्यवर्ती मूल्य नहीं हैं। बेशक, तथाकथित फ़ज़ी लॉजिक भी है, जहां "चालू" या "बंद" राज्यों के बीच अभी भी मध्यवर्ती स्थितियां हैं, लेकिन यह डिजिटल ऑडियो सिस्टम पर लागू नहीं है।

3. ध्वनि स्रोत के कारण होने वाले वायु कणों के कंपन से झिल्ली की एक बहुत ही हल्की संरचना गतिमान हो जाती है।

परिवर्तन भाग एक

कोई भी ध्वनिक संकेत, चाहे वह स्वर, ध्वनिक गिटार या ड्रम हो, कंप्यूटर को डिजिटल रूप में भेजा जाता है, इसे पहले एक वैकल्पिक विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाना चाहिए. यह आमतौर पर माइक्रोफोन के साथ किया जाता है जिसमें ध्वनि स्रोत के कारण होने वाले वायु कणों के कंपन से बहुत हल्की डायाफ्राम संरचना उत्पन्न होती है (3)। यह एक कंडेनसर कैप्सूल में शामिल डायाफ्राम, एक रिबन माइक्रोफोन में एक धातु फ़ॉइल बैंड, या एक गतिशील माइक्रोफोन में कुंडल के साथ एक डायाफ्राम हो सकता है।

इनमें से प्रत्येक मामले में माइक्रोफ़ोन के आउटपुट पर एक बहुत कमज़ोर, दोलनशील विद्युत संकेत दिखाई देता हैजो, अधिक या कम सीमा तक, दोलनशील वायु कणों के समान मापदंडों के अनुरूप आवृत्ति और स्तर के अनुपात को संरक्षित करता है। इस प्रकार, यह इसका एक प्रकार का विद्युत एनालॉग है, जिसे वैकल्पिक विद्युत सिग्नल को संसाधित करने वाले उपकरणों में आगे संसाधित किया जा सकता है।

शुरू से माइक्रोफ़ोन सिग्नल को प्रवर्धित किया जाना चाहिएक्योंकि यह किसी भी तरह से उपयोग करने के लिए बहुत कमजोर है। एक सामान्य माइक्रोफोन आउटपुट वोल्टेज वोल्ट के हज़ारवें हिस्से के क्रम में होता है, जिसे मिलीवोल्ट में और अक्सर माइक्रोवोल्ट या वोल्ट के मिलियनवें हिस्से में व्यक्त किया जाता है। तुलना के लिए, आइए जोड़ें कि एक पारंपरिक उंगली-प्रकार की बैटरी 1,5 V का वोल्टेज उत्पन्न करती है, और यह एक निरंतर वोल्टेज है जो मॉड्यूलेशन के अधीन नहीं है, जिसका अर्थ है कि यह किसी भी ध्वनि जानकारी को प्रसारित नहीं करता है।

हालाँकि, किसी भी इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में ऊर्जा का स्रोत होने के लिए DC वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जो तब AC सिग्नल को नियंत्रित करेगा। यह ऊर्जा जितनी स्वच्छ और अधिक कुशल होगी, यह वर्तमान भार और गड़बड़ी के अधीन उतनी ही कम होगी, इलेक्ट्रॉनिक घटकों द्वारा संसाधित एसी सिग्नल उतना ही स्वच्छ होगा। यही कारण है कि बिजली की आपूर्ति, अर्थात् बिजली की आपूर्ति, किसी भी एनालॉग ऑडियो सिस्टम में इतनी महत्वपूर्ण है।

4. माइक्रोफोन एम्प्लीफायर, जिसे प्रीएम्प्लीफायर या प्रीएम्प्लीफायर भी कहा जाता है

माइक्रोफोन एम्पलीफायरों, जिन्हें प्रीएम्प्लीफायर्स या प्रीएम्प्लीफायर्स के रूप में भी जाना जाता है, माइक्रोफोन से सिग्नल को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं (4)। उनका काम सिग्नल को बढ़ाना है, अक्सर कई दसियों डेसिबल तक, जिसका मतलब है कि उनके स्तर को सैकड़ों या उससे अधिक बढ़ाना। इस प्रकार, प्रीएम्प्लीफायर के आउटपुट पर, हमें एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज प्राप्त होता है जो सीधे इनपुट वोल्टेज के समानुपाती होता है, लेकिन इससे सैकड़ों गुना अधिक होता है, अर्थात। अंशों से वोल्ट की इकाइयों तक के स्तर पर। यह सिग्नल लेवल निर्धारित होता है लाइन स्तर और यह ऑडियो उपकरणों में मानक संचालन स्तर है।

परिवर्तन भाग दो

इस स्तर का एनालॉग सिग्नल पहले ही पारित किया जा सकता है डिजिटलीकरण प्रक्रिया. यह एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर्स या ट्रांसड्यूसर (5) नामक टूल का उपयोग करके किया जाता है। क्लासिक पीसीएम मोड में रूपांतरण प्रक्रिया, यानी। पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन, वर्तमान में सबसे लोकप्रिय प्रसंस्करण मोड, दो मापदंडों द्वारा परिभाषित किया गया है: नमूनाकरण दर और बिट गहराई. जैसा कि आपने सही ढंग से अनुमान लगाया है, ये पैरामीटर जितने ऊंचे होंगे, रूपांतरण उतना ही बेहतर होगा और सिग्नल उतना ही अधिक सटीक होगा जो डिजिटल रूप में कंप्यूटर को खिलाया जाएगा।

5. कनवर्टर या एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर।

इस प्रकार के रूपांतरण के लिए सामान्य नियम नमूना, अर्थात्, एनालॉग सामग्री के नमूने लेना और उसका डिजिटल प्रतिनिधित्व बनाना। यहां, एनालॉग सिग्नल में वोल्टेज के तात्कालिक मूल्य की व्याख्या की जाती है और इसके स्तर को बाइनरी सिस्टम (6) में डिजिटल रूप से दर्शाया जाता है।

हालाँकि, यहाँ गणित की मूल बातों को संक्षेप में याद करना आवश्यक है, जिसके अनुसार किसी भी संख्यात्मक मान को दर्शाया जा सकता है कोई भी संख्या प्रणाली. मानव जाति के इतिहास में, विभिन्न संख्या प्रणालियाँ रही हैं और अभी भी उपयोग की जाती हैं। उदाहरण के लिए, एक दर्जन (12 टुकड़े) या एक पैसा (12 दर्जन, 144 टुकड़े) जैसी अवधारणाएँ ग्रहणी प्रणाली पर आधारित हैं।

6. एनालॉग सिग्नल में वोल्टेज मान और बाइनरी सिस्टम में डिजिटल रूप में इसके स्तर का प्रतिनिधित्व

समय के लिए, हम मिश्रित प्रणालियों का उपयोग करते हैं - सेकंड, मिनट और घंटों के लिए सेक्सजेसिमल, दिनों और दिनों के लिए डुओडेसिमल डेरिवेटिव, सप्ताह के दिनों के लिए सातवीं प्रणाली, महीने में हफ्तों के लिए क्वाड सिस्टम (डुओडेसिमल और सेक्सजेसिमल सिस्टम से संबंधित भी), डुओडेसिमल सिस्टम वर्ष के महीनों को इंगित करने के लिए, और फिर हम दशमलव प्रणाली की ओर बढ़ते हैं, जहाँ दशकों, सदियों और सहस्राब्दी दिखाई देते हैं। मुझे लगता है कि समय बीतने को व्यक्त करने के लिए विभिन्न प्रणालियों का उपयोग करने का उदाहरण संख्या प्रणालियों की प्रकृति को बहुत अच्छी तरह से दर्शाता है और आपको रूपांतरण से संबंधित मुद्दों को अधिक प्रभावी ढंग से नेविगेट करने की अनुमति देगा।

एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण के मामले में, हम सबसे आम होंगे दशमलव मानों को बाइनरी मानों में बदलें. दशमलव क्योंकि प्रत्येक नमूने का माप आमतौर पर माइक्रोवोल्ट्स, मिलीवोल्ट्स और वोल्ट्स में व्यक्त किया जाता है। तब यह मान बाइनरी सिस्टम में व्यक्त किया जाएगा, अर्थात। इसमें काम करने वाले दो बिट्स का उपयोग करना - 0 और 1, जो दो राज्यों को दर्शाता है: कोई वोल्टेज या इसकी उपस्थिति, बंद या चालू, चालू या नहीं, आदि। एल्गोरिदम का तथाकथित परिवर्तन जिसके साथ हम काम कर रहे हैं, उदाहरण के लिए, कनेक्टर्स या अन्य डिजिटल प्रोसेसर के संबंध में।

तुम शून्य हो; या एक

शून्य और एक, इन दो अंकों से आप व्यक्त कर सकते हैं प्रत्येक संख्यात्मक मानचाहे उसका आकार कुछ भी हो. आइए संख्या 10 को एक उदाहरण के रूप में लें। दशमलव-से-बाइनरी रूपांतरण को समझने की कुंजी यह है कि बाइनरी में संख्या 1, दशमलव की तरह, संख्या स्ट्रिंग में इसकी स्थिति पर निर्भर करती है।

यदि 1 बाइनरी स्ट्रिंग के अंत में है, तो 1, यदि अंत से दूसरे में - तो 2, तीसरी स्थिति में - 4, और चौथी स्थिति में - 8 - सभी दशमलव में। दशमलव प्रणाली में, अंत में वही 1 10 है, अंतिम 100, तीसरा 1000, चौथा XNUMX सादृश्य को समझने के लिए एक उदाहरण है।

इसलिए, यदि हम 10 को बाइनरी रूप में प्रस्तुत करना चाहते हैं, तो हमें 1 और 1 को प्रस्तुत करने की आवश्यकता होगी, इसलिए जैसा कि मैंने कहा, यह चौथे स्थान पर 1010 और दूसरे में XNUMX होगा, जो कि XNUMX है।

यदि हमें वोल्टेज को भिन्नात्मक मानों के बिना 1 से 10 वोल्ट में परिवर्तित करने की आवश्यकता है, अर्थात। केवल पूर्णांकों का उपयोग करते हुए, एक कनवर्टर जो बाइनरी में 4-बिट अनुक्रमों का प्रतिनिधित्व कर सकता है, पर्याप्त है। 4-बिट क्योंकि इस बाइनरी संख्या रूपांतरण के लिए अधिकतम चार अंकों की आवश्यकता होगी। व्यवहार में यह इस तरह दिखेगा:

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

10 1010

1 से 7 तक की संख्याओं के लिए अग्रणी शून्य बस स्ट्रिंग को पूरे चार बिट्स तक पैड करते हैं ताकि प्रत्येक बाइनरी संख्या में समान वाक्यविन्यास हो और समान मात्रा में स्थान ले। ग्राफ़िकल रूप में, दशमलव प्रणाली से बाइनरी में पूर्णांकों का ऐसा अनुवाद चित्र 7 में दिखाया गया है।

7. दशमलव प्रणाली में पूर्णांकों को बाइनरी प्रणाली में बदलें

ऊपरी और निचले दोनों तरंग समान मूल्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं, सिवाय इसके कि पूर्व समझ में आता है, उदाहरण के लिए, एनालॉग उपकरणों के लिए, जैसे रैखिक वोल्टेज स्तर मीटर, और डिजिटल उपकरणों के लिए दूसरा, कंप्यूटर सहित जो ऐसी भाषा पर डेटा संसाधित करते हैं। यह बॉटम वेवफॉर्म वेरिएबल-फिल स्क्वायर वेव की तरह दिखता है, यानी समय के साथ न्यूनतम मूल्यों के लिए अधिकतम मूल्यों का अलग अनुपात। यह चर सामग्री परिवर्तित किए जाने वाले सिग्नल के बाइनरी मान को एन्कोड करती है, इसलिए नाम "पल्स कोड मॉड्यूलेशन" - पीसीएम।

अब वास्तविक एनालॉग सिग्नल को परिवर्तित करने पर वापस आते हैं। हम पहले से ही जानते हैं कि इसे सुचारू रूप से बदलते स्तरों को दर्शाने वाली एक रेखा द्वारा वर्णित किया जा सकता है, और इन स्तरों के कूदते प्रतिनिधित्व जैसी कोई चीज़ नहीं है। हालाँकि, एनालॉग से डिजिटल रूपांतरण की जरूरतों के लिए, हमें समय-समय पर एनालॉग सिग्नल स्तर को मापने और ऐसे प्रत्येक मापा नमूने को डिजिटल रूप से प्रस्तुत करने में सक्षम होने के लिए ऐसी प्रक्रिया शुरू करनी चाहिए।

यह माना गया कि जिस आवृत्ति पर ये माप किए जाएंगे वह किसी व्यक्ति द्वारा सुनी जा सकने वाली उच्चतम आवृत्ति से कम से कम दोगुनी होनी चाहिए, और चूंकि यह लगभग 20 किलोहर्ट्ज़ है, इसलिए, सबसे अधिक 44,1kHz एक लोकप्रिय नमूना दर बनी हुई है. नमूनाकरण दर की गणना जटिल गणितीय परिचालनों से जुड़ी है, जो रूपांतरण विधियों के हमारे ज्ञान के इस चरण में, कोई मतलब नहीं रखती है।

और क्या यह बेहतर है?

मैंने ऊपर जो कुछ भी उल्लेख किया है वह यह संकेत दे सकता है कि नमूनाकरण आवृत्ति जितनी अधिक होगी, अर्थात। नियमित अंतराल पर एनालॉग सिग्नल के स्तर को मापने पर, रूपांतरण की गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, क्योंकि यह - कम से कम सहज ज्ञान युक्त अर्थ में - अधिक सटीक है। क्या यह सचमुच सच है? इस बारे में हमें एक महीने में पता चल जाएगा.'