Какое устройство в компьютере оцифровывает входной звуковой сигнал

Обновлено: 21.11.2024

Ваш микрофон должен подходить для вашего записывающего оборудования и типа записи, которую вы делаете. Низкокачественное оборудование или шумная обстановка будут привносить шум в вашу запись, мешая сигналу, который вы пытаетесь захватить. По сути, сигнал — это то, что вам нужно, шум — это звук, который вам не нужен. Всенаправленный микрофон улавливает звук со всех направлений и удобен для записи фоновых звуков, музыки с нескольких направлений или разговора нескольких человек. Однонаправленный микрофон направлен на звук, исходящий из одного источника — одного динамика, одного инструмента и т. д. Микрофоны-клипсы могут отлично записывать разговоры людей, потому что они расположены так близко ко рту человека, но если у вас более одного или двух участников, возможно, вам придется подумать о микшировании звуков с нескольких микрофонов для управления разными уровнями звука (некоторые записи могут быть громче других). Настольные микрофоны хороши для нескольких человек, сидящих за столом, но они улавливают звук чьего-то прикосновения или удара о стол, перетасовки бумаги и т. д., поэтому субъектам следует проявлять осторожность при их использовании. Навесные микрофоны могут помочь избежать шума от объектов. Микрофоны, встроенные в магнитофон, видеокамеру или компьютер, имеют тенденцию улавливать вибрации машин от двигателей (больше шума), и их трудно разместить достаточно близко к объекту. Цифровые записывающие устройства помогают избежать этой проблемы, поскольку в них нет движущихся частей. Слишком длинный кабель микрофона может действовать как антенна, которая может улавливать статические помехи от флуоресцентного освещения или даже сигнал местной AM-радиостанции.

Если в характеристиках микрофона указано "отношение сигнал/шум", лучше всего будет звучать высокое отношение сигнал/шум. Еще один способ улучшить звук микрофона — использовать предварительный усилитель (см. ниже).

Звук возникает, когда объекты вибрируют, создавая волны давления, которые могут быть уловлены нашими ушами. Эти волны могут быть уловлены, когда они вибрируют мембрану микрофона, и могут быть воссозданы усиленными колебаниями мембраны динамика. Если мы построим график интенсивности этой волны или движения мембраны микрофона с течением времени, мы получим кривую формы волны, на которой частота звука представляет собой количество пиков в секунду (Герц = циклов в секунду). Расстояние между двумя пиками и есть длина волны. Как и большинство физических свойств (например, температура, давление, скорость, форма канавки LP), это аналоговый сигнал. Другими словами, между любыми двумя моментами времени мы потенциально могли бы произвести бесконечное число различных измерений интенсивности, между любыми двумя точками на шкале может быть бесконечное число различных значений. Хотя график, показанный ниже, выглядит очень простым, реальные формы волны (график интенсивности/амплитуды) могут быть довольно сложными, потому что на самом деле присутствует много разных частот, которые одновременно перекрываются (спектральный график покажет распределение частот в звуке). Как и в случае с любыми данными, хранящимися в компьютере, нам необходимо представить аналоговый сигнал в цифровой аппроксимации, которую мы можем представить как серию чисел, измеряющих выборки высоты с интервалами вдоль аналоговой кривой. (Мы видели это с изображениями, и то же самое относится и к звуку.) Компьютеры по своей природе могут иметь место только для ограниченного числа измерений (не бесконечного), поэтому каждое значение может иметь точность, ограниченную пространством (количеством байтов). присваивается каждому числу (подумайте о разнице в измерении чего-либо по шкале от 1 до 10 и по шкале от 1 до 1000000). Таким образом, ряд чисел может использоваться для создания сигнала, который аппроксимирует исходный аналоговый сигнал, но он никогда не может быть точно таким же. Чем больше у вас чисел (частота дискретизации в кГц - тысячи циклов в секунду) и чем точнее эти числа (разрешение каждого семпла в битах или байтах), тем больше цифровой звук будет похож на оригинал, но тем больше ваш звуковые файлы будут. Цифровой сигнал никогда не может быть полностью гладким. Так работает музыка на компакт-диске или в mp3-файле. Преимущества цифровых записей заключаются в том, что звуком можно управлять с помощью вычислений, нет искажения от оригинала до копии, а сигнал может быть отправлен на большие расстояния по телекоммуникационным каналам без улавливания шума. (IOW Числа не меняются.) Недостаток цифрового представления заключается в том, что это всегда просто приближение к реальному звуку (хотя это приближение может быть настолько близким, что наши уши действительно не могут услышать разницу).

Звуковые схемы компьютера могут создавать звук, обрабатывать звук от входных источников и отправлять звук на выходные устройства. Диктофон может записывать звук с микрофона (микрофонный вход) или с аудиоустройства (линейный вход). Можно контролировать, какой источник будет использоваться, открывая регулятор громкости.Эта утилита управляет громкостью вывода или воспроизведения ряда устройств (микрофон, линейный вход, CD-аудио, миди, волна и т. д.).

Для воспроизведения

Для записи вам, возможно, придется попробовать разные входные порты для звука, чтобы убедиться, что у вас есть тот, который хорошо работает с вашим микрофоном. Они могут быть на передней или задней панели компьютера, на задней панели звуковой карты или даже в порту USB или веб-камере. Один из этих вариантов можно установить в качестве источника записи по умолчанию в свойстве «Устройства записи», например на этой вкладке в Windows 7/8/10. Если вы используете такую программу, как Audacity, вы можете выбрать одно из устройств записи (ввода) прямо в программе.

Предусилитель. Качество микрофонных входов может сильно различаться на разных компьютерах. Если вам нужна более качественная запись с микрофона, возможно, стоит приобрести предварительный усилитель, который усилит микрофонный вход. Это дает вам больше контроля над силой сигнала, который принимает ваш компьютер. Звуковая карта вашего компьютера, вероятно, имеет довольно дешевый усилитель для микрофона. Приличный предусилитель лучше справится с усилением сигнала микрофона. Это, вероятно, будет излишним для большинства приложений.

Тогда выход предварительного усилителя будет подключен к линейному входу компьютера (а не к микрофонному входу). При использовании предварительного усилителя вам, возможно, придется быть осторожным с ограничением звука как в предусилителе, так и на входе компьютера.

Микрофоны могут быть однонаправленными (лучше всего улавливают звук, исходящий с одного направления) или всенаправленными (улавливают звук, исходящий со всех направлений). Микрофоны также могут быть моно или стерео. Подключение монофонического микрофона к стереоразъему может привести к нежелательному шуму на одном из каналов.

Преимущество микрофонов Lavelier с усилителем, закрепленных на одежде говорящего, заключается в том, что они лучше воспринимают голос говорящего, чем фон, просто потому, что они расположены близко к говорящему. Хорошим вариантом для беспроводных микрофонов Lavelier является Audio-Technica ATR288W. Эти работы отлично подходят для того, чтобы объект мог перемещаться.

Для быстрого интерактивного общения простой монофонический микрофон и наушники очень легко настроить, не теряя времени.

USB-устройства звукозаписи

Некоторые микрофоны подключаются к компьютеру с помощью USB-подключения. Так как USB цифровой, качество звука будет зависеть только от качества USB-микрофона. Некоторые более дорогие USB-микрофоны, такие как Blue Yeti, имеют высококачественное аналого-цифровое преобразование, несколько конфигураций (стерео, всенаправленный, картоид, цифра 8 и встроенные разъемы для монитора).

Веб-камеры USB обычно также имеют встроенные микрофоны; так что вы также можете использовать свою веб-камеру в качестве микрофона. Их качество значительно различается.

Другие личные записывающие устройства

У большинства людей уже есть различные устройства, которые могут записывать звук. Ваш диктофон, iPod, mp3-плеер или мобильный телефон, особенно смартфон с приложением для записи голоса, можно использовать для захвата звука и последующей передачи его на компьютер. Познакомьтесь со своим устройством. Где находятся звуковые файлы? Какой формат используется (WMA, M4A, MP3)? Как вы можете легко перенести их на свой компьютер? Убедитесь, что ваш звуковой редактор настроен на редактирование ваших звуков и сохранение их в формате mp3.

Звукозапись

Один из старейших способов сделать запись с помощью встроенных инструментов Windows — открыть развлекательный аксессуар (пуск/все программы/аксессуары/развлечения) Sound Recorder. Нажмите на красную точку записи, чтобы начать. Сохраните файл в формате .WAV, используя File/Save, и обязательно выберите File/New, чтобы начать новую запись с нуля. В меню (Edit/Audio Properties/Customize) можно выбрать конкретную частоту и разрешение, отличные от старых по умолчанию 22 050 Гц, 8 бит, моно. Лучшая частота и разрешение всегда являются компромиссом между качеством и размером. Музыка более требовательна, чем голос. Мы рекомендуем использовать не менее 22 000 Гц 16 бит для записи голоса для проектов этого класса. Тем не менее, мы категорически НЕ рекомендуем использовать Sound Recorder вообще!Вы можете загрузить бесплатное программное обеспечение, которое намного лучше.

Звукозапись из Windows 7

В сложных звуковых приложениях Adobe Audition и Sound Forge доступны более широкие возможности управления и расширенные возможности управления звуковыми файлами. Основными необходимыми функциями являются выбор и обрезка звука, как при съемке фотографии, нормализация звука, как при настройке яркости фотографии, и сохранение звука в различных форматах, обычно поддерживаемых мультимедийными приложениями и веб-браузерами.

Меню «Правка/обрезка» позволяет обрезать (или обрезать) выбранную часть звука. Файл/Сохранить как. предлагает широкий выбор вариантов, включая .AU .WAV, .RA (RealAudio) и .Mp3. Формат mp3 широко доступен и использует превосходный кодек сжатия (сжатие-распаковка), чтобы уменьшить размер файла при сохранении очень хорошего качества звука.

Смелость

Редактирование звука будет рассмотрено в следующем уроке.

Есть и другие недорогие программы для редактирования звука, которые отлично справятся с большинством ваших задач.

Звуковые устройства – это компьютерные периферийные устройства, которые воспроизводят, обрабатывают или записывают звук или электронные сигналы, представляющие звук. Практически вся современная музыка и звуковое сопровождение фильмов производятся в цифровом формате с использованием компьютерных звуковых устройств.

Динамики и сигналы

Будь то компьютер, наушники или стереосистема, динамик воспроизводит звук, заставляя конус (внешнюю поверхность) вибрировать. Конус, часто сделанный из бумаги, прикреплен к звуковой катушке, электромагниту. За звуковой катушкой находится второй магнит. Посылая положительный или отрицательный электрический сигнал на звуковую катушку, она попеременно притягивается и отталкивается от второго магнита. Постоянно чередуя сигнал между положительным и отрицательным, звуковую катушку и, следовательно, конус можно заставить вибрировать. Чем быстрее вибрирует материал, тем выше частота звука; чем сильнее вибрация, тем громче звук.

Цифровой звук

Вместо непосредственной записи непрерывно изменяющегося (аналогового) сигнала или управления им звуковые устройства записывают цифровой сигнал, представляющий собой ряд целых чисел, представленных в двоичной системе счисления через равные промежутки времени. Например, компакт-диск записывает число от 0 до 65 535 со скоростью 44 100 раз в секунду. Чтобы перейти от аналогового мира динамиков и микрофонов к цифровому, устройство должно сэмплировать (измерять), квантовать (разделять) и компандировать (перенумеровывать) сигнал.

Сначала аналоговый сигнал замеряется один раз в каждом интервале (в данном примере — каждые 1/44 100 секунды). Любые изменения, которые происходят между образцами, теряются. Во-вторых, весь диапазон сигнала от нулевой громкости до полной громкости квантуется на участки (в данном примере их 65 535) и значение каждого отсчета перемещается на ближайший уровень квантования (разделительную линию). В-третьих, каждая разделительная линия перенумеровывается или объединяется в целое число (в данном примере от 0 до 65 535).

Эти образцы теперь можно легко преобразовать в двоичные данные (в данном примере 16 бит на образец) и записать на цифровой носитель, такой как жесткий диск, дисковод для гибких дисков или компакт-диск. Чтобы реконструировать (воспроизвести) звук, двоичные данные считываются с носителя, компандируются обратно в исходный диапазон (без громкости до полной громкости), и каждый сэмпл воспроизводится до тех пор, пока не будет найден новый семпл (в этом примере каждые 1/44 100 секунды).

Кодирование и сжатие

Преобразование аналогового сигнала в цифровой называется "кодированием". Метод кодирования, описанный ранее, представляет собой модуляцию с линейным импульсным кодированием. Это означает, что уровни квантования равномерно распределены (линейные), сигнал дискретизируется регулярно (импульсный), сигнал кодируется (кодирование) и сигнал преобразуется из аналогового сигнала (модуляция). Однако человеческое ухо лучше улавливает изменения в тихих звуках, чем в громких. Таким образом, при линейном кодировании ухо часто не может различить два соседних уровня громкого звука.

Большинство методов кодирования используют это преимущество, располагая уровни очень близко друг к другу при низкой громкости и дальше друг от друга при высокой громкости. Каждый звуковой формат (например, WAVE от Microsoft и IBM, AIFF от Apple, -Law от NeXT и Sun Microsystems) имеет собственный метод нелинейного квантования, хотя в большинстве случаев уровни распределяются логарифмически.

При тщательно подобранных уровнях квантования звук может занимать примерно на четыре бита меньше на сэмпл, чем линейно закодированный звук того же качества.В общем, если цифровой сигнал изменен, чтобы содержать меньше информации (например, меньше битов на выборку), то сигнал был "сжат".

Сжатие важно, потому что для представления высококачественного цифрового звука требуется очень много двоичного кода. Трехминутная песня, записанная достаточно точно для человеческого уха, требует 30 мегабайт памяти. На компакт-диске может храниться более 700 МБ данных, но только 74 минуты музыки.

Многие методы кодирования сжимают данные после их оцифровки (выборки) и компандирования. Хотя эти методы являются «с потерями» (они ухудшают качество записи), как и нелинейное кодирование, они используют характеристики человеческого слуха, чтобы минимизировать звуковой эффект этих потерь. Однако независимо от того, какой метод используется, всегда существует компромисс между качеством звука и степенью сжатия.

Как и при компандировании, существует множество методов сжатия. Формат MPEG-2 Layer III (MP3) особенно популярен, поскольку он может сжимать звук в десять раз при надежном воспроизведении популярной музыки. Это также позволяет пользователю пожертвовать сжатием ради качества, явно указав количество битов в секунду музыки.

Существует множество других методов кодирования и сжатия, как общедоступных (например, дифференциальная импульсно-кодовая модуляция, адаптивная дифференциально-импульсно-кодовая модуляция), так и проприетарных (например, RealAudio от RealNetworks, Advanced Streaming Format от Microsoft). Цифровой интерфейс музыкальных инструментов (MIDI) — это метод связи электронных инструментов, а также форма кодирования. Вместо кодирования аналоговых сигналов он кодирует длину, высоту, громкость и инструмент каждой ноты.

Звуковые карты

В компьютере цифровые звуковые данные считываются с носителя и декодируются или распаковываются центральным процессором, но звуковая карта выполняет обработку сигнала (компандирование, квантование, микширование и т. д.). Именно звуковая карта оцифровывает сигнал с микрофона или другого устройства ввода или преобразует его в аналоговый для динамиков.

В случае кодирования MIDI цифровые данные включают только качественные данные о нотах, но не фактический записанный звук. Для MIDI звуковые карты имеют методы эмуляции определенных инструментов. В «синтезе волновой таблицы» сама звуковая карта содержит короткую запись каждого инструмента и очень точна, поскольку основана на записях реальных инструментов. В «синтезе частотной модуляции» (FM-синтез) звуковая карта содержит информацию о том, как имитировать каждый инструмент. Этот метод менее реалистичен, поскольку моделирование не является точным. В любом случае, сдвигая частоту сэмплов и комбинируя их в соответствии с MIDI-данными, звуковая карта может воспроизвести музыкальное произведение целиком. Используя полифонию (имитация нескольких инструментов одновременно), звуковая карта может имитировать целые группы инструментов.

В звуковых картах есть и другие способы улучшения звука или придания ему большей реалистичности. «Функции передачи, связанные с головой», позволяют устройству искажать музыку, чтобы казалось, что звук исходит откуда-то, кроме динамиков. Цифровые фильтры могут усиливать или изменять компоненты звука (например, усиливать басы) способами, которые на аналоговом оборудовании затруднительны и дороги. Цифровые устройства также редко теряют точность с течением времени, как все аналоговые устройства.

Социальные проблемы

Музыка, как и любое художественное произведение, защищена авторским правом в соответствии с законодательством США. Как и патенты, авторские права были созданы для того, чтобы люди могли обнародовать свою работу, не теряя при этом права на охрану и получение прибыли от своей работы. Закон об авторском праве требует, чтобы владелец авторских прав контролировал распространение произведения в коммерческих или иных целях.

Хотя создание «миксов» аудиокассет для других людей является незаконным, трудоемкость их создания и ухудшение качества, связанное с копированием с одной ленты на другую, ограничивают его популярность. Цифровые технологии создали для пользователей новые способы широко «расшаривать» музыку без проблем с качеством звука, связанных с магнитофонными записями. В конце 1990-х годов скорость современных компьютеров, доступность высокоскоростного подключения к Интернету для частного использования, низкая стоимость компьютерных проигрывателей компакт-дисков и записывающих устройств, а также широкая доступность методов сжатия, таких как MP3, превратили компьютеры в инструменты для получения информации. и хранения огромного количества музыки. Эти коллекции, как и записанные на пленку миксы, являются законными только в том случае, если их владелец также приобрел оригинальную кассету или компакт-диск.

К концу двадцатого века незаконное копирование и распространение музыки стало настолько распространенным явлением, что музыкальная индустрия опасалась, что такие действия существенно нарушают права правообладателей. Музыкальная индустрия начала экспериментировать с криптографическими методами защиты музыки от копирования.Наблюдатели за отраслью знают, что любые решения, скорее всего, будут временными, поскольку цифровая безопасность всегда уязвима для усилий технологически подкованных программистов, которые ищут способы прорваться через новые цифровые границы.

см. также Коды; Методы кодирования; Музыка, Компьютер.

Сальваторе Доменик Дезиано

Библиография

Берг, Ричард Э. и Дэвид Г. Сторк. Физика звука, 2-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1995 г.

Харинг, Брюс. Вне чартов: MP3 и цифровая музыкальная революция. Лос-Анджелес, Калифорния: JM Northern Media, LLC, 2000 г.

Кинцле, Тим. Руководство программиста по звуку. Рединг, Массачусетс: Addison-Wesley, 1998.

Полманн, Кен. Принципы цифрового аудио, 4-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Professional Publishing, 2000 г.

Цифровой преобразователь – это аппаратное устройство, которое получает аналоговую информацию, например звук или свет, и записывает ее в цифровом виде. Обычно информация хранится в файле на вычислительном устройстве. Этот процесс называется оцифровкой.

Например, цифровая камера — это дигитайзер. Свет проходит через объектив камеры, а аппаратное и программное обеспечение внутри камеры преобразует эту информацию в двоичные данные и сохраняет ее в файле изображения. Затем пользователь может перенести файл на компьютер, где он или она может отредактировать изображение, распечатать его или поделиться им в Интернете.

Говорят, что "эпоха цифровой информации" началась в 2002 году, когда общий объем цифровой информации в мире превысил объем традиционной аналоговой информации. По состоянию на 2018 год общий размер всей хранимой в мире оцифрованной информации превышает 300 экзабайт.

Примеры дигитайзеров

Цифровая камера — один из примеров дигитайзера. Другие примеры включают:

Аудио дигитайзер

Большинство компьютеров имеют разъем для микрофона, к которому можно подключить аналоговый микрофон. Аналоговый вход (аудиосигнал) обрабатывается в компьютере дискретной звуковой картой или звуковым оборудованием на самой материнской плате. Затем эти данные могут использоваться программным обеспечением, работающим на компьютере. Некоторые дигитайзеры аудио представляют собой небольшие портативные устройства, а некоторые — дорогие периферийные устройства, обеспечивающие качество преобразования профессионального уровня. Микрофон в смартфоне — это еще один дигитайзер звука.

Цифровой планшет

Планшет – это компьютерное устройство, которым можно управлять пальцем или цифровым пером, называемым стилусом. Планшет обычно больше смартфона, но меньше монитора компьютера. У некоторых планшетов есть экран, к которому можно прикасаться напрямую, а некоторые планшеты представляют собой периферийные устройства без экранов, которые подключаются к компьютеру. Пользователь может писать, рисовать и раскрашивать, касаясь планшета. Программное обеспечение преобразует аналоговый сенсорный ввод в линии или чувствительные к давлению мазки кистью в документе. Программное обеспечение также может выполнять распознавание рукописного ввода для преобразования рукописного текста в машинописные слова. При работе с графикой эти планшеты часто называют графическими планшетами.

Акселерометр и гироскоп

Дигитайзеры внутри смартфонов и планшетных компьютеров могут определять скорость движения устройства (акселерометр) и угол, под которым оно удерживается (гироскоп). Аналоговая информация о движении и угловом вращении преобразуется в данные, которые ваши приложения могут использовать в режиме реального времени. Например, с помощью гироскопа смартфон можно поднести к небу, чтобы получить информацию о положении звезд и планет. Акселерометр помогает уменьшить размытость изображения при съемке фотографий и может привести в действие механизмы безопасности, если устройство случайно уронят.

Сканер

Сканер – это фотографическое устройство, обычно стационарное, которое постепенно захватывает данные изображения. Например, планшетный сканер — это периферийное устройство, которое делает изображение документа или фотографии. Это достигается путем перемещения камеры под прозрачную стеклянную поверхность, на которую помещается документ. Сканер кинопленки оцифровывает кадры кинопленки, продвигая пленку по одному кадру за раз, фотографируя кадры и сохраняя их в виде последовательности цифровых изображений. Сканер штрих-кода захватывает двоичные данные, постепенно сканируя лазером напечатанный штрих-код.

Микрофоны используются каждый день для записи как аналогового, так и цифрового звука.Поэтому вполне логично, что существует некоторая путаница в отношении того, являются ли микрофоны аналоговыми или цифровыми устройствами, или и тем, и другим.

Являются ли микрофоны аналоговыми или цифровыми? Микрофоны преобразуют звуковые волны в электрические аудиосигналы переменного тока и поэтому являются аналоговыми устройствами. Однако некоторые микрофоны (например, USB-микрофоны) имеют встроенные аналого-цифровые преобразователи и выводят цифровой звук, что делает их «цифровыми микрофонами».

Тот факт, что микрофон аналоговый или цифровой, не означает, что он может записывать только аналоговый или цифровой сигнал. На самом деле подавляющее большинство микрофонов сегодня аналоговые, а подавляющее большинство современных аудиозаписей — цифровые. Давайте еще немного поговорим о микрофонах и их роли в цифровом и аналоговом аудио.

Микрофоны в первую очередь аналоговые, а уже потом цифровые (если вообще существуют)

Это правильный способ понять, являются ли микрофоны аналоговыми или цифровыми. Микрофоны сначала производят аналоговые аудиосигналы (переменное напряжение). Эти аналоговые сигналы затем могут быть преобразованы в цифровые сигналы, если это необходимо.

Микрофоны – это преобразователи, которые преобразуют энергию механических волн (звуковых волн) в электрическую энергию (аналоговые аудиосигналы или напряжение переменного тока).

Во всех микрофонах (за исключением некоторых оговорок) используется вибрирующая диафрагма, которая движется в соответствии с окружающими ее звуковыми волнами. Затем возвратно-поступательное движение этой диафрагмы вызывает создание переменного напряжения, часто по электростатическим или электромагнитным принципам.

Поэтому микрофоны сначала создают аналоговый аудиосигнал. В связи с этим все микрофоны технически в первую очередь аналоговые.

Для получения дополнительной информации об аудиосигналах микрофона ознакомьтесь с моей статьей Что такое аудиосигналы микрофона с точки зрения электричества?

Тогда отличительным фактором аналоговых и цифровых микрофонов является мощность:

Аналоговые микрофоны выводят аналоговые сигналы (измеряются в милливольтах и обычно выводятся через разъемы XLR или TRS).
Цифровые микрофоны выводят цифровые сигналы (измеряемые по битовой глубине, частоте дискретизации и дБ полной шкалы и обычно выводятся через USB).

Цифровой микрофон имеет встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). АЦП принимает аналоговый сигнал от диафрагмы/капсюля микрофона на своем входе и преобразует этот сигнал в цифровую информацию, которую затем выводит.

Этот преобразованный цифровой аудиосигнал в конечном итоге выводится через выход микрофона, поэтому микрофон называется «цифровым».

Конечно, есть некоторые аргументы в пользу того, являются ли эти USB-микрофоны на самом деле «цифровыми микрофонами» или нет. Я придерживаюсь мнения, что если микрофон выводит цифровой звук, то его вполне можно считать и цифровым микрофоном.

Запись цифрового звука с помощью аналоговых микрофонов

Подавляющее большинство современных аудиозаписей делается в цифровом виде. Однако большинство микрофонов аналоговые. Разве мы не полагаемся только на цифровые микрофоны для цифровой записи?

Аналоговые микрофоны по-прежнему используются в современной цифровой звукозаписи. Эти микрофоны можно записывать на компьютеры, цифровые звуковые рабочие станции и цифровые микшерные пульты через аналого-цифровые преобразователи. АЦП чаще всего используются в аудиоинтерфейсах, которые часто предназначены для подключения нескольких микрофонов к компьютеру через один порт USB, Firewire, Thunderbolt или другое цифровое соединение.

На самом деле аудио АЦП использовались для цифровой записи аналоговых микрофонов задолго до того, как они были разработаны для цифровых микрофонов.

Существуют ли такие вещи, как динамические, конденсаторные и ленточные цифровые микрофоны?

Микрофоны в качестве преобразователей бывают разных типов. Основными из них являются динамические (подвижная катушка), конденсаторные и ленточные. Существуют ли цифровые микрофоны с подвижной катушкой, конденсатором и ленточными капсюлями или цифровые микрофоны ограничены одним типом преобразователя?

Теоретически любой микрофон можно превратить в цифровой, включив АЦП перед микрофонным выходом. Именно поэтому сегодня на рынке есть цифровые динамические, конденсаторные и ленточные микрофоны.

В качестве быстрого примера, вот один цифровой микрофон для каждого типа преобразователя:

Микрофоны слева направо:
Rode Podcaster – Blue Yeti – MXL UR-1

Цифровой динамический микрофон с подвижной катушкой: Rode Podcaster USB (ссылка для проверки цены на Amazon).
Цифровой конденсаторный микрофон: Blue Yeti USB (ссылка для проверки цены на Blue Microphones).
Цифровой динамический ленточный микрофон: MXL UR-1 USB (ссылка для проверки цены на Amazon).

Rode и Blue входят в список 11 лучших брендов микрофонов, которые вы должны знать и использовать по версии My New Microphone.

При этом подавляющее большинство коммерческих цифровых USB-микрофонов являются конденсаторными.Почему это?

Причина, по которой большинство цифровых/USB-микрофонов являются конденсаторными, заключается просто в характере их применения. USB-микрофоны часто используются для записи выступления одного человека, и конденсаторные лучше всего подходят для этой цели.

Динамика (как подвижная катушка, так и лента) также хорошо подходит для записи голоса; просто конденсаторы вытесняют их в этом приложении.

Плюсы и минусы: аналоговый и обычный Цифровые микрофоны

Давайте немного сравним и сопоставим аналоговые и цифровые микрофоны.

Начнем с плюсов цифровых микрофонов:

Простота использования с компьютерами: просто подключите и работайте (или, самое большее, загрузите драйвер).
Часто в микрофон также встроен мониторинг наушников с нулевой задержкой.
Преобразование аналогового сигнала в цифровую информацию в непосредственной близости (внутри микрофона) уменьшит вероятность и влияние электромагнитных помех на микрофонный сигнал (уменьшится расстояние для распространения электрического аналогового сигнала).

Минусы цифровых микрофонов:

Часто ограничиваются записью только с одного микрофона за раз.
Не может быть легко использован с аналоговым оборудованием или даже с аналого-цифровым оборудованием (аудиоинтерфейсы и т. д.)

Совместимость с аналоговым оборудованием и простота использования с внешними АЦП и аудиоинтерфейсами.
Более широкий выбор микрофонов.

И, наконец, минусы аналоговых микрофонов:

Необходимость аудиоинтерфейса или аналого-цифрового преобразователя для цифровой записи (хотя они просты в использовании).

Запись звука с помощью цифровых микрофонов

Хотя аналоговая запись может быть достигнута с помощью цифровых микрофонов, в этом нет никакого смысла. Для этого потребуются дополнительные шаги и конверсии, которые не стоят затраченных усилий.

На самом деле гораздо проще использовать аналоговые микрофоны практически в любой ситуации записи (аналоговой или цифровой), если только вы не подключаетесь напрямую к компьютеру.

Поскольку цифровые USB-микрофоны имеют собственные встроенные АЦП, компьютеры будут взаимодействовать с ними как с собственными аудиоинтерфейсами. Цифровые звуковые рабочие станции и другое компьютерное программное обеспечение для записи одновременно поддерживают только один интерфейс ввода и один интерфейс вывода. Это означает, что при использовании цифрового USB-микрофона мы ограничены одним микрофоном за раз. Конечно, есть способы обойти это, но эти обходные пути не очевидны.

Затем нам нужно будет преобразовать цифровые данные микрофона в аналоговый сигнал, что является дополнительным шагом.

Наконец, преобразование между аналоговым и цифровым звуком приводит к задержке (задержке) сигнала. Хотя обычно это не имеет большого значения, это еще одна проблема, которой можно полностью избежать, если мы просто записываем аналоговый звук с помощью аналоговых микрофонов.

Примечание о микрофонах MEMS и аналоговых/цифровых выходах

Чтобы завершить обсуждение аналоговых и цифровых микрофонов, давайте поговорим о микрофонах MEMS (MicroElectrical-Mechanical System).

Микрофон MEMS (сверху/снизу)

Микрофоны MEMS — это крошечные микрочипы, которые часто используются в ноутбуках, смартфонах и персональных голосовых помощниках, таких как Siri от Apple, Amazon Echo и Google Home. Эти небольшие микрофоны обеспечивают стабильную работу, которая не меняется со временем, и начали постепенно вытеснять крошечные электретные микрофоны в компьютерных технологиях.

Принимая во внимание, что указанные выше динамические, конденсаторные и ленточные микрофоны обычно не называются «цифровыми микрофонами» (а скорее USB-микрофонами), микрофоны MEMS бывают аналоговыми или цифровыми. Цепочка звуковых сигналов в микрофонах MEMS очень похожа на вышеупомянутые динамические, конденсаторные и ленточные «цифровые» микрофоны.

Давайте быстро рассмотрим, как работает микрофон MEMS.

Кремниевый преобразователь МЭМС имеет две пластины и работает практически так же, как электретный конденсатор. Изменение расстояния между подвижной диафрагмой и неподвижной задней пластиной вызывает изменение емкости между двумя пластинами и симпатического напряжения переменного тока (аналоговый сигнал).

Этот аналоговый сигнал имеет чрезвычайно высокий импеданс и не может использоваться в качестве аудиосигнала. Поэтому усилитель спроектирован сразу после преобразователя. Усилитель усиливает сигнал, но, что более важно, снижает импеданс сигнала, чтобы его можно было эффективно использовать в качестве аудиосигнала. На данный момент микрофон MEMS все еще аналоговый.

Тогда у разработчиков есть выбор: интегрировать аналого-цифровой преобразователь сразу после усилителя или нет. Встроенный АЦП создаст цифровой МЭМС-микрофон, а если пропустить этот шаг, получится аналоговый МЭМС-микрофон.

Цифровые МЭМС-микрофоны очень популярны, поскольку технология МЭМС-микрофонов в основном применяется в смартфонах, ноутбуках и цифровых технологиях с голосовым управлением.

Итак, это та же идея, которую мы обсуждали ранее. Большая разница в том, что микрофоны MEMS на самом деле описываются как аналоговые или цифровые.

О нас

Мой новый микрофон — это интернет-ресурс, где можно найти все, что вам нужно знать о микрофонах.
Являетесь ли вы аудиотехником/инженером, музыкантом, меломаном или просто хотите узнать больше о микрофонах, этот веб-сайт для вас!

О моем новом микрофоне

Юридическая информация

My New Microphone является участником нескольких партнерских рекламных программ, включая (но не ограничиваясь) проприетарные программы и следующие сети: Amazon Associates, Impact Radius, Commission Junction, ShareASale.

Я сообщаю, как аффилированный издатель, что я могу получать комиссионные за размещение рекламы в этих сетях без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Читайте также: