История звукозаписывающей техники

Создание компьютерного звука — это современный этап истории развития звуковой техники. Кратко познакомимся с этой историей.

С конца XIX века бурно развивались технические средства хранения и передачи информации. Так, в конце XIX века знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон создал фонограф.

Принцип работы фонографа состоит в следующем. Речь, музыка или пение создают звуковые колебания, которые передаются на записывающую иглу фонографа. Игла, воздействуя на поверхность вращающегося воскового валика, оставляет на ней бороздку с изменяющейся глубиной — звуковую дорожку (рис. 5.1). При воспроизведении звука происходит обратный процесс: движение считывающей иглы по звуковой дорожке сопровождается ее колебаниями с той же частотой. Эти колебания превращаются фонографом в слышимый звук. Фонограф Эдисона — первое в истории устройство для записи звука.

На этой же идее было основано производство целлулоидных грампластинок и механизмов, воспроизводящих записанный на них звук: граммофона и патефона.

В середине XX века появился электрофон — электрический аналог патефона.

Аналоговое представление звука

Звуковая дорожка грампластинки — это пример непрерывной формы записи звука.

Такую форму называют аналоговой. В электрофоне колебания движущейся по звуковой дорожке иглы превращаются в непрерывный электрический сигнал, показанный на рис. 5.2. Такой график называется осциллограммой. Он может быть получен с помощью прибора, который называется осциллографом.

Электрический сигнал передается на динамик электрофона и превращается в звук.

В XX веке был изобретен магнитофон — устройство для записи звука на магнитную ленту. Здесь также используется аналоговая форма хранения звука. Только теперь звуковая дорожка — это не механическая « бороздка с ямками », как показано на рис. 5.1, а линия с непрерывно изменяющейся намагниченностью. С помощью считывающей магнитной головки создается переменный электрический сигнал, который озвучивается акустической системой.

До недавнего времени вся техника передачи звука была аналоговой. Это и телефонная связь, и радиосвязь. При телефонном разговоре звуковые колебания мембраны микрофона превращаются в переменный электрический сигнал, который передается по электрическим проводам. В принимающем телефоне этот сигнал превращается в звук.

Цифровое представление звука

Вам уже знаком основной принцип хранения информации в памяти компьютера — принцип дискретности: любые данные в памяти компьютера хранятся в виде цепочек битов, т. е. последовательностей нулей и единиц. Современные компьютеры умеют работать со звуком. Значит, и звук в компьютерной памяти хранится в дискретной форме, т. е. в виде цифр.

Что такое АЦП и ЦАП

Запись звука происходит через микрофон, который создает непрерывный электрический сигнал, а воспроизведение — через динамики, которые звучат также под действием непрерывного электрического сигнала. Как же работа этих устройств совмещается с дискретными данными в памяти компьютера? Происходит преобразование аналоговой формы представления звука в дискретную и обратное преобразование. Первый процесс называется аналого-цифровым преобразованием (АЦП), второй — цифро-аналоговым преобразованием (ЦАП).

Подробнее о том, как осуществляется АЦП-преобразование, рассказывается в дополнениии к главе 5, разделе 5.1.

Коротко о главном

Непрерывная форма представления звука называется аналоговой формой.

Звук, записанный на фонографе, грампластинке, магнитной ленте, — это «аналоговый звук».

В компьютере звук представляется в дискретной (цифровой) форме.

АЦП — преобразование из аналоговой формы в цифровую (дискретную); ЦАП — преобразование из цифровой формы в аналоговую.

Вопросы и задания

1. Приведите примеры технических устройств, в которых звук хранится и воспроизводится в аналоговой форме.

2. В каких технических системах звук передается в аналоговой форме?

3. Почему форму представления звука в компьютере можно называть дискретной и цифровой?

4. Что такое ЦАП и АЦП?

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 5, § 24. ЦОР № 3.

§ 26