⊕ ANALOOG & DIGITAAL
Embedded Files
Analoog versus digitaal
Analoog versus digitaal
Stel je een thermometer voor. Een ouderwetse thermometer met een rode vloeistof die omhoog kruipt als het warmer wordt. Dat is analoog: de hoogte van de vloeistof geeft precies aan hoe warm het is. Er zitten geen tussenstappen in, de waarde kan overal tussen zitten.
Een digitale thermometer daarentegen geeft een getal. Bijvoorbeeld 22,5 graden. Hij kan geen 22,57 graden aangeven. Het springt van 22,5 naar 22,6. Dat is digitaal: het werkt met vaste stappen.
Kort gezegd:
analoog: gladde, continue waarden (zoals een thermometer met een vloeistof).
digitaal: vaste stappen, getallen (zoals een digitale klok).
TERMINOLOGIE - ANALOOG SIGNAAL
Met een ANALOOG SIGNAAL bedoelen we een stroom informatie die traploos is. Dat wil zeggen dat in het signaal geen sprongetjes hoeven te zitten. Het signaal kan alle waarden aannemen.
TERMINOLOGIE - DIGITAAL SIGNAAL
Met een DIGITAAL SIGNAAL bedoelen we een signaal dat sprongetjes moet maken. Het signaal kan alleen een aantal discrete waarden aannemen. We schrijven het signaal vaak uit in bits en bytes, de taal van de elektronica. Dit geeft de interessante mogelijkheid dat we het signaal kunnen bewerken met een computer.
Analoge geluidsopname
Analoge geluidsopname
Geluid laat een microfoon trillen.
De trilling van de microfoon zorgt voor een variërende elektrische stroom.
Die elektrische stroom laat bijvoorbeeld een beiteltje trillen op een plaat zodat de trilling wordt overgebracht in een groef op die plaat. De vorm van de geluidsgolf is dus letterlijk in de plaat gedrukt. (In plaats van te beitelen kan je ook een band magnetiseren. Dan gebruik je een bandrecorder.)
Bij het afspelen van je geluid beweegt een naald door de groef. Die gaat daardoor trillen. (Of je beweegt met een spoeltje langs de gemagnetiseerde band.)
De trillende naald gaat een variërende elektrische stroom opwekken.
De elektrische stroom laat het membraan van een luidspreker trillen. Je hebt weer geluid.
Digitale geluidsopname
Digitale geluidsopname
Geluid laat een microfoon trillen.
De trilling van de microfoon zorgt voor een variërende elektrische stroom.
Die elektrische stroom wordt “gelezen” door een analoog-digitaal converter. Deze AD converter maakt van de fysieke golf een reeks enen en nullen die worden opgeslagen op computergeheugen.
Bij het afspelen stuurt een computer de enen en nullen naar een digitaal-analoog converter. Deze DA converter geeft als output een variërende elektrische stroom.
De elektrische stroom laat het membraan van een luidspreker trillen. Je hebt weer geluid.
Digitaliseren van een signaal
Digitaliseren van een signaal
Een geluid bereikt een microfoon. Die maakt een elektrisch signaal dat een weergave is van de geluidstrilling.
(Eender welk signaal kan je digitaliseren. Een sensor geeft bijvoorbeeld ook een elektrisch signaal.)
De AD convertor meet met vaste regelmaat hoe sterk het signaal is en kent een digitale waarde toe.
In dit voorbeeld wordt gedigitaliseerd met een bemonsterfingsrequentie (sample rate) van 10 Hz (10 keer per seconde een meting dus) en een resolutie (bit depth) van 3 bits. Dat geeft dus een bitrate van 30 bits per seconde.
De output van de AD convertor is een reeks enen en nullen. Die worden opgeslagen op een harde schijf, op een CD ... of ze worden verzonden via radiogolven, via een glasvezel kabel ...
De digitale informatie gaat tenslotte terug naar een DA convertor. Die vertaalt de enen en nullen naar een analoog elektrisch signaal.
Het analoge signaal gaat naar een luidspreker en je hebt opnieuw een geluid.
Het voorbeeld hier is uiteraard geen goede digitalisering. Dat komt omdat het uitgangssignaal geen goede benadering is van het ingangssignaal.
Geluidsopnames op een muziek-CD hebben wél een hoge kwaliteit:
bemonsteringsfrequentie (sample rate): 44,1 kHz
resolutie (bit depth): 16 bit
stereo (dit zijn dus 2 aparte tracks aan 44,1 kHz en 16 bit)
OPDRACHT
Download een muziekfragment en laad het in in een online audio editor, bv. audiomass.
Zoom zo sterk in op de track dat je de individuele metingen kan zien.
OPDRACHT
Gebruik het vorige muziekfragment en laad het in in een ONLINE EQUALIZER.
Met de equalizer kan je bepaalde frequentiegebieden versterken of verzwakken. Precies wat je nodig hebt voor mensen die gehoorproblemen hebben bij bepaalde toonhoogten!
Neem het audiogram dat we hebben besproken erbij.
Hoe zou de persoon met dit audiogram de muziek horen?
Hoe moet een geluidsprocessor het geluid veranderen om het voor die persoon weer normaal te maken?
OPDRACHT
Vergelijk deze audiobestanden. Het .wav bestand is een opname in CD kwaliteit. Het .mp3 bestand is een zgn. gecomprimeerd bestand. MP3's zijn zo gecomprimeerd dat er informatie verloren gegaan is. Dat wordt gedaan omdat die minder data-opslag innemen. De uiteindelijke geluidskwaliteit hangt af van hoe sterk gecomprimeerd is.
The_Verdict_WAV.wav↑ Origineel .wav bestand ↑
The_Verdict_192.mp3↑ 192 kbps .mp3 bestand ↑
The_Verdict_128.mp3↑ 128 kbps .mp3 bestand ↑
The_Verdict_064.mp3↑ 64 kbps .mp3 bestand ↑
OEFENING
Hoeveel geheugenplaats (in megabyte, MiB) neemt een liedje van 3 minuten in op een harde schijf als het is gecodeerd in CD-kwaliteit (.wav)?
OPLOSSING
***
OEFENING
Hoeveel geheugenplaats (in megabyte, MiB) neemt een liedje van 3 minuten in op een harde schijf als het is gecodeerd als 128 kbps (kilobit per seconde) mp3-bestand?
OPLOSSING
***
OEFENING
Tomorowland One World Radio kan je beluisteren met een DAB+ ontvanger op kanaal 11A met frequentie 216,928 MHz.
Ze zenden uit aan 80 kbps.
Wat zegt dat over de kwaliteit de muziek?
OPLOSSING
80 kbps is een redelijke hoge compressie. Er gaat dus redelijk veel van het originele geluidssignaal verloren.
Maar is dat eigenlijk een probleem? Niemand hoort toch het verschil met die boenk-muziek.
Page updated
Report abuse