fbpx

איך ממירים את הצליל לביטים, או מה זה כל המספרים האלו שמוצגים על ה DAC

היום מוזיקה דיגיטאלית נמצאת בכל מקום, היא בטלפון, במחשב האישי, בשרות הסטרימינג האהוב עליכם ובדיסקים הזרוקים באוטו. המוזיקה הדיגיטאלית הפכה להיות חלק מחיֿי היום-יום שלנו. אבל בואו נדבר קצת על שיטת ההקלטה המקובלת היום בעולם הדיגיטאלי ועל ידי כך נבין גם את המספרים המוצגים על רכיבי ה DAC שנמצאים כמעט בכל מערכת סטריאו ביתית.
נתייחס לשני מושגים בסיסיים בהקלטת אודיו דיגיטאלי – תדירות הדגימה ( Sampling rate) הנמדדת ב kHz, ורזולוציית הדגימה – הנמדדת ב kbps.

המרת הצליל לשיטה דיגיטאלית

באולפני ההקלטה על מנת לקחת את השירה הנפלאה של הזמרת ולתרגם אותה לביטים, מפעילים מיכשור מיוחד שיודע לעשות את ההמרה (ADC – Analog to Digital Converter) . המכשיר מבצע אלפי, ולפעמים מאות אלפי דגימות בשניה, על מנת לקבל תמונה של הגל הקולי. תמונת הקול המתקבלת איננה מדוייקת, מכיוון שבין דגימה לדגימה המערכת מחשבת ומשלימה בעצמה את המידע החסר.

בתמונה אפשר לראות בכחול את הגל הקולי המקורי ובאדום את אותו הגל מתורגם לדיגיטאל.
התוצאה המתקבלת אינה אידיאלית, אבל היא מספיק טובה על מנת להפיק צליל איכותי.
איכות הצליל תלויה בשני הגורמים שהזכרנו קודם – תדירות הדגימה ורזולוציית הדגימה.

תדירות הדגימה

המושג מדבר על כמות הדגימות המבוצעות בשניה. כמות יותר גדולה של דגימות מבטיחה את הדיוק בתרגום של הגל הקולי, מכיוון שכך נאסף מידע יותר מדויק אודות הגל, והמערכת צריכה לבצע פחות השלמות של המידע החסר, ולכן התוצאה הסופית היא צליל מדויק ואיכותי יותר.

המספרים האמיתיים של הדגימות הנפוצות הםְ:

על מנת שהקלטת האודיו תהיה איכותית, מכשירי ההקלטה חייבים לקלוט את כל מרחב הצלילים שהמח האנושי יכול לקלוט. טווח זה נע בין 20 הרץ לבין 20kHz. לטובת הדיוק בקליטת התדרים בכל מחזור חייבות להתבצע שתי דגימות, דגימת הערך הנמוך והערך העליון של הגל. כלומר, על מנת שנוכל להקליט צליל שמגיע ל 20kHz, תדירות הדגימות צריכה להיות 40kHz, לכן תדירות דגימת איכות ה CD היא 44.1kHz

עליה בכמות הדגימות משפיעה באופן חיובי על הצליל, אבל היא דורשת ביצועים מאוד גבוהים מהציוד, והתוצר הסופי – הקבצים הנוצרים יהיו גדולים מאוד. מכאן שלאולפני ההקלטה הגדולים והמקצועיים יותר קל להפיק הקלטות עם תדירות דגימות גבוהה.

רזולוציית הדגימה

על מנת להבין את רזולוציית הדגימה נבין מושג בסיסי – הביט (זהו לא הביט מהביטלס 🙂 ).
ביט – (bit (Binary Digit – יחידה בסיסית במחשבים, שהערך שלה יכול להיות 0 או 1.
ככל שנשתמש ביותר ביטים על מנת לייצג ערך בודד, כך מתקבלות יותר אפשרויות, למשל מ 4 ביטים אפשר להרכיב 16 אפשרויות.

4 ביטים – 16 אפשרויות
8 ביט – 256 אפשרויות
16 ביט – 65536 אפשרויות
24 ביט – 16,7777,216 אפשרויות
שיטת החישוב – שתי האפשרויות (אפס או אחד) בחזקת כמות הביטים בשימוש

בהקלטות אודיו כל הערכים משויכים לעקומת הגל, זאת אומרת כמה שיש יותר רציפים כך הרזולוציה בין הנמוכים והגבוהים גדלה והטווח הדינמי של ההקלטה גדל.

הכלל אומר שעם הוספת ביט אחד – הטווח הדינמי גדל ב 6dB.

לדוגמא
• 4 ביט = 24dB
• 8 ביט = 48dB
• 16 ביט = 96dB
• 24 ביט = 144dB
ההשפעה הישירה על ההקלטה היא בכך שכאשר הרזולוציה עולה, כל דגימה היא נכונה, או מדויקת יותר, וכך כמות הרעש, או חוסר הדיוק יפחת. ומכאן בעת הגברת עוצמת השמע, ההקלטה תהיה יותר מדוייקת יחסית לרעשים.

התפקיד של ה DAC

אחרי שדיברנו רבות על איך מקבלים קובץ, או סטרימינג באיכות מסויימת, נדבר על התפקיד של ה DAC
התפקיד של ה DAC – הוא הפוך מתפקיד של ה ADC . ה DAC יודע לקבל את הביטים ולתרגם אותם לצליל אנלוגי.
לא נכנס בכתבה הזו על הסבר מפורט על ה DAC, (צריך לדאוג שישאר לנו על מה לכתוב) רק נציין שהמספרים שאפשר לראות על הפאנל או המסך של ה DAC, מציינים את אותם הפרמטרים שדיברנו אליהם בכתבה.

כתיבת תגובה