Saltar al contenido

Grunderna för datorljud: Standarder och digitalt ljud

29 de julio de 2021
GettyImages 852135570 0c20680bc5204386848098b6644d5797

Datorljud är en av de mest förbises aspekterna av ett datorköp. Med lite information från tillverkarna har de flesta svårt att räkna ut exakt vad de får.

Digital ljud

Allt ljud som spelas in eller spelas via ett datorsystem är digitalt, men allt ljud som spelas upp från ett högtalarsystem är analogt. Skillnaden mellan dessa två inspelningsformer spelar en viktig roll för att bestämma ljudprocessorernas förmåga.

Analogt ljud använder en variabel skala för information för att bäst återge de ursprungliga ljudvågorna från källan. Denna process resulterar i korrekta inspelningar, men dessa inspelningar försämras mellan anslutningar och generationer av inspelningar. Digital inspelning tar prover av ljudvågorna och registrerar den som en serie bitar (enor och nollor) som bäst approximerar vågmönstret. Kvaliteten på den digitala inspelningen varierar beroende på de bitar och prover som används för inspelningen, men kvalitetsförlusten är mycket lägre mellan utrustningen och inspelningsgenerationerna.

Bits och prover

Bitdjupet avser antalet bitar i inspelningen som bestämmer ljudvågens amplitud vid varje sampel. Således tillåter en 16-bitars bithastighet ett intervall på 65 536 nivåer medan en 24-bitars möjliggör 16,7 miljoner. Samplingsfrekvensen bestämmer antalet punkter längs ljudvågen som samplas under en period av en sekund. Ju större antal samplar, desto närmare kommer den digitala representationen att vara den analoga ljudvågen. Tre viktiga standarder reglerar kommersiellt digitalt ljud: 16-bitars 44 kHz för CD-ljud, 16-bitars 96 kHz för DVD och 24-bitars 192 kHz för DVD-ljud och lite Blu-ray. Samplingsfrekvensen är annorlunda än en bithastighet. Bitrate avser den totala mängden data som behandlas i filen per sekund. Multiplicera antalet bitar med samplingshastigheten och konvertera sedan till byte per kanal. Matematiskt: (bitar * samplingsfrekvens * kanaler) / 8. Så, CD-ljud, som är stereo eller tvåkanaler, skulle vara:

  • (16 bitar * 44000 per sekund * 2) / 8 = 192000 bps per kanal eller 192 kbps bitrate

Leta efter bitdjup med 16-bitars samplingshastigheter på 96 kHz. Det här är ljudnivån som används för 5.1-surroundljudkanaler på DVD- och Blu-ray-filmer. För dem som letar efter den bästa ljuddefinitionen erbjuder de nya 24-bitars 192 kHz-lösningarna högre ljudkvalitet.

Signal-brus-förhållande

En annan aspekt av ljudkomponenter är en signal-till-brus-förhållande. Detta tal, representerat av decibel, beskriver förhållandet mellan en ljudsignal jämfört med brusnivåerna som genereras av ljudkomponenten. Ju högre SNR, desto bättre ljudkvalitet. Den genomsnittliga personen kan i allmänhet inte skilja på detta ljud om SNR är större än 90 dB.

En equalizer-graf som visar flera ljudfrekvenser

Standarder

AC97-ljudstandarden utvecklad av Intel fungerade som ett tidigt ramverk; det erbjöd stöd för 16-bitars 96 kHz ljud för sex kanaler som krävs för DVD 5.1-ljudkompatibilitet. Sedan dess har nya framsteg inom ljud uppstått med högupplösta videoformat som Blu-ray. För att stödja dessa nya format utökar en ny Intel HDA-standard ljudstöd för upp till åtta kanaler med 30-bitars 192 kHz som krävs för 7.1-ljudstöd. De flesta AMD-hårdvaror som är märkta som 7.1 ljudstöd kan också uppnå samma nivåer. Vissa produkter kan ha THX-logotypen. Detta märke intygar att THX-laboratorier anser att produkten uppfyller eller överträffar minimispecifikationerna. En THX-certifierad produkt kommer inte nödvändigtvis att ha bättre prestanda eller ljudkvalitet än en som inte har det. Tillverkarna betalar THX-laboratorier för certifieringsprocessen.