1. CEL ĆWICZENIA .
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania karty dźwiękowej oraz praktyczne jej wykorzystanie.
2. PODSTAWY TEORETYCZNE .
2.1. DEFINICJA i BUDOWA KARTY DŹWIEKOWEJ?
Karta dźwiękowa, zwana też kartą muzyczną, jest to karta rozszerzeń umożliwiająca pracę z dźwiękiem na komputerze klasy PC. Dzięki nim można zarówno odtwarzać dźwięk, jak i tworzyć pliki dźwiękowe (nagrywać). Do karty dźwiękowej podłącza się takie urządzenia jak głośniki, wzmacniacz czy mikrofon bądź urządzenie MIDI (np. syntezator).
Z technicznego punktu widzenia karta dźwiękowa spełnia następujące funkcje:
- wykonuje konwersję analogowo-cyfrową, czyli zmienia analogowy sygnał dźwiękowy na sygnał cyfrowy i odwrotnie;
- generuje dźwięk, wykorzystując modulację częstotliwości (FM) i/lub tabelę próbek dźwiękowych (wavetable);
- odczytuje i przesyła komunikaty MIDI;
- ewentualnie przetwarza zdigitalizowany dźwięk za pomocą procesora sygnałów cyfrowych (DSP).
Budowa karty dźwiękowej na przykładzie modelu Sound Blaster AWE 64 firmy Creative Labs:
4 MB RAM (1), 1 MB ROM (2), gniazdo rozszerzone pamięci (3), przestrzenny dźwięk stereo (4), interfejsy cyfrowe (5), 20-bitowy mikser cyfrowy (6), Chipset WaveEffects (7), gniazdko głośnika (8), gniazdo mikrofonu (9), wejście i wyjście zewnętrznych urządzeń audio (10), gniazdo MIDI/Joystick (11), 3D audio (12), plug and play (13), 16-bitowy dźwięk stereo (14)
Schemat funkcjonalny karty dźwiękowej prezentuje poniższy rysunek. Karta zawiera następujące bloki funkcjonalne: przetwornik A / C i C / A, procesor sygnałowy DSP, syntezator, miksery oraz wzmacniacze mocy.
Generatory FM (frequency modulation) i technika wave table - generatory FM są sercem kart dźwiękowych. Najczęściej mogą pracować w dwóch trybach: melodycznym (wszystkie generatory realizują powstanie melodii) i perkusyjnym, w którym cześć generatorów tworzy melodie, zaś pozostałe symulują instrumenty perkusyjne.
Technika wave table opiera się na wykorzystaniu cyfrowych próbek (sampli) rzeczywistych instrumentów. Próbki te są przechowywane w pamięci ROM, albo są wczytywane z dysku do pamięci RAM (rozwiązanie to zastosowano w kartach z rodziny Gravisa i ich klonach).
Procesor sygnałowy DSP (ang. Digital Signal Processor) - przetwarza wszystkie komendy dotyczące dźwięku przekazywane przez aplikacje. Układ DSP instruuje wszystkie inne układy dźwiękowe, aby spowodować wygenerowanie dźwięków. Gdy program chce zagrać określoną sekwencje dźwięków za pośrednictwem syntezatora FM, procesor DSP musi przejąć dane od komputera i poinstruować układ FM, jak ma zagrać pożądaną sekwencje muzyczna. Inny przykładem jest odtworzenie zapisanych cyfrowo próbek - układ DSP przetwarza dane z postaci cyfrowej na analogowa. Procesor DSP może wiec pełnić funkcje przetwornika DAC, a także ADC.
Procesor sygnału cyfrowego zajmuje się przetwarzaniem dźwięku w postaci cyfrowej, umożliwiając uzyskanie wszelkiego rodzajów efektów akustycznych (pogłos, echo, chorus itp.), kształtowanie obwiedni dźwięku (narastanie, podtrzymanie, wybrzmiewanie), miksowanie i poprawianie sygnału czy tez syntezę i rozpoznawanie mowy. Procesor DSP znacznie rozszerza możliwości karty.
Mikser - Mikser zezwala na obróbkę i miksowanie dźwięków pochodzących z mikrofonu, syntezatora FM, wejścia line-in, odtwarzacza CD, czy tez źródeł dźwięku zapisanego cyfrowo.
Na wielu kartach mikser umożliwia regulacje wysokich i niskich tonów, regulacji głośności (główny, i np. dźwięk z CD, syntezy FM, wejścia in-line, wejście mikrofonowe), jednoczesnego nagrywanie z kilku źródeł (można wybrać np. mikrofon i podkład muzyczny z Audio CD).
Filtry - filtry dolno- i gornoprzepustowe ograniczają pasmo przenoszonych częstotliwości od góry lub od dołu zarówno przy zapisie, jak i odczycie. Mogą być sterowane niezależnie. Przy nagrywaniu dźwięku o rozdzielczości ośmiu bitów zawsze występuje zakłócenie polegające na nałożeniu się na źródło dźwięku specyficznego, głośnego szumu wysokiej częstotliwości. Szum ten jest konsekwencja zjawiska tzw. aliasingu, typowego dla procesu konwersji analogowej-cyfrowej. Dzięki zastosowaniu techniki filtrowania ten niepożądany element może zostać wyeliminowany. Przy dużej częstotliwości próbkowania i rozdzielczości 16 bitowej zjawisko to jest mniej widoczne lub nawet nie występuje.
W czasie odtwarzania pliku dźwiękowego układ DSP przeprowadza konwersje cyfrowo-analogowa. Pobiera kolejne próbki dźwięku i dla każdej z nich generuje z nich generuje sygnał elektryczny o sile odpowiadającej numerycznej wartości zapisanej w próbce. Sygnał ten składa się z wielu dyskretnych wartości, co powoduje ze charakterystyczny schodkowy kształt. Aby wygładzić ten sygnał stosuje się filtr odczytu tzw. reconstruction filtr. Proces wygładzania określa się mianem konwolucji.
Interfejs (magistrala) - ISA lub PCI (PCI zapewnia lepszą efektywność przesyłania danych, lecz starsze programy DOS’owe nie zawsze będą działały poprawnie). Karty dźwiękowe ISA źle współpracują aktualnym stanem technicznego zaawansowania sprzętowego. Większość nowoczesnych kart produkowanych jest już tylko w wersji PCI. Modele ze złączem ISA warto kupować tylko wtedy gdy nie korzysta się ze złożonych aplikacji muzycznych (w przeciwnym razie karta muzyczna zwiększy obciążenie procesora i zmniejszy łączną wydajność komputera). Technologia Plug & Play obsługiwana przez PCI zapewnia ponadto łatwą instalację takiej karty. Duża wydajność magistrali PCI (średnio 126 MB/s - ISA tylko 16 MB/s) stwarza rezerwy wydajnościowe dla przyszłych aplikacji. Od 1999 r. dostępne są karty PCI zgodne z obsługą busmastera. Karty tego typu odciążają procesor, dzięki czemu może on wykonywać szybciej inne zadania.Pamięć robocza karty - W pamięci roboczej kart dźwiękowych gromadzone są m.in, próbki instrumentów wykorzystywane w standardzie wavetable. Dzięki temu dane są bardzo szybko dostępne i nie muszą być przechowywane na twardym dysku czy w pamięci RAM komputera. Rozwiązanie tego typu zaleca się stosować przede wszystkim w pecetach o skromnych zasobach pamięciowych. Inne karty zmniejszałyby w znacznym stopniu rozmiar dostępnej pamięci, obniżając wydajność systemu.
Gniazda - karta dźwiękowa powinna być wyposażona w następujące gniazda:
· Line-In : gniazdo wejściowe, pod które podłącza się takie urządzenia jak odtwarzacz płyt CD, magnetofon kasetowy czy gramofon. Umożliwia nagrywanie dźwięku i muzyki. Dzięki niemu można zachować w formacie MP3 nagrania ze starych płyt i kaset na krążkach CD-ROM.
· Line-Out : gniazdo wyjściowe do przyłączania głośników pecetowych lub wzmacniacza wieży Hi - Fi.
· Mic : wejście do podłączania mikrofonu. Dzięki niemu możliwe jest np. nagrywanie komunikatu zgłoszeniowego automatycznej sekretarki.MIDI : gniazdo wejściowe pozwalające łączyć komputer z dowolnymi urządzeniami zgodnymi ze standardem MIDI, np. instrumentami klawiszowymi, generatorami efektów czy joystickami. Zazwyczaj w 15- stykowej wersji D-Sub.
· Audio: karta dźwiękowa musi być podłączona kablem audio z napędem CD-ROM zainstalowanym w obudowie komputera. Gniazdo wejściowe jest połączone bezpośrednio ze wzmacniaczem karty dźwiękowej a wzmacniacz z gniazdem Line Out.
· Gniazda sygnałów cyfrowych : powinny znajdować się w każdej zaawansowanej karcie dźwiękowej. Dzięki nim możliwa jest wymiana sygnałów muzycznych bez utraty jakości. Podłączenia tego typu odpowiadają zazwyczaj specyfikacji S/P DIF (Siemens/Philips Digital Interface). Sygnały są przesyłane drogą elektryczną (gniazda typu chinch) lub optyczną (gniazda typu toslink). Karty profesjonalne dysponują kilkoma kanałami, więc pozwalają jednocześnie nagrywać i odtwarzać wielościeżkowe sygnały dźwiękowe.
2.3. METODY SYNTEZY DŻWIĘKU.
Sercem wszystkich kart dźwiękowych jest syntezator. Jest to wyspecjalizowany układ, którego zadaniem jest generowanie dźwięku i jego obróbka. Działanie najbardziej popularnych obecnie syntezatorów jest najczęœciej oparte na jednej z dwóch metod syntezy dźwięku: syntezie FM lub syntezie WaveTable.
Synteza FM (Frequency Modulation)
Syntezator generujący dźwięk metodą FM posiada kilka układów generujących podstawowe fale dźwiękowe (sinusoidalna, kwadratowa, piłokształtna i podobne), które są przepuszczane poprzez inne układy generujące obwiednie, vibrato itp., a następnie miksowane.Połączenie takich układów nazywane jest operatorem. Im większa liczba operatorów tym bardziej złożone i bliższe rzeczywistości efekty można uzyskać. Pierwsze układy FM, z których zbudowane były najprostsze, ale już niezależne od procesora, generatory dźwięku przerodziły się z czasem w prawdziwe instrumenty elektroniczne. Przykładem może tu być chyba najbardziej znany z tego typu urządzeń, syntezator EM DX7 firmy Yamaha . Firma ta uzyskała licencję na stosowanie technologii FM i została producentem stosowanych w komputerach generatorów FM poczynając od trójkanałowych mini syntezatorów, montowanych w komputerach domowych z lat osiemdziesiątych (np. C64) a kończąc na wykorzystywanych obecnie układach OPL .
Najbardziej znane układy scalone syntezy FM:
· FM1312 (Yamaha 3812 OPL2) - odtwarza jednocześnie 11 brzmień (instrumentów) na drodze dwuoperatorowej syntezy FM. Posiada 12 modułów operatorów (operator cell), które połączone w sześć par umożliwiają kreowanie 6 brzmień. Ponadto posiada programowane możliwości symulacji 5 instrumentów perkusyjnych: werbla (snare drum), bębna basowego (bass drum), tam-tamu (tom tom), talerzy a (top cymbals) i talerzy typu high hat.
· YMF262 OPL3 - umożliwia syntezę FM czterooperatorowa oferując 20 głosów, w tym 15 to instrumenty nieperkusyjne. Układ potrafi generować dźwięk stereofoniczny, wtedy jednak ilość głosów maleje do 10. Należy dodać, ze YMF262 jest "prawie" kompatybilny z układem 3812 (różnica w liczbie głosów - przy dwóch układach 3812 liczba głosów wynosi 22).
· Układ ESS 1688 ma możliwość syntezy FM opartej na 72 operatorach, co poprawia jakość dźwięku.
· Układy Yamaha OPL4 - dźwięk powstaje na podstawie tablicy fal (wave table), w którym zapisane są wysokiej jakości 16-bitowe próbki dźwięków rożnych instrumentów. Dźwięk brzmi bardzo realistycznie, jest bez porównania lepsza od tej uzyskiwanej na drodze syntezy FM. Technologia Wave Table pozwala na generowanie 32-glosowej, wielobrzmieniowej muzyki stereofonicznej. Dzięki tej technologii wysokiej jakości dźwięk nie zajmuje wiele miejsca w przeciwieństwie do dźwięku zarejestrowanego cyfrowo (kilkuminutowy utwór mieści się w 20kB, podczas gdy dwadzieścia sekund zapisu cyfrowego - kilka megabajtów).
Przy wykorzystaniu syntezy FM instrumenty to po prostu dane o obwiedni dźwięku (czas narastania, wybrzmiewania, opada dania), rodzaju fali dźwiękowej wytwarzanej przez generatory itp. Nie można zatem za pomocą syntezatora generować mowy lub efektów naœladujących do złudzenia rzeczywiste dźwięki. Synteza FM pozwala natomiast uzyskać (zwłaszcza w nowszych układach) dość wierną imitację dźwięku niektórych instrumentów muzycznych (wibrafon, organy). W przypadku instrumentów o bardziej złożonym obrazie drgań otrzymywane dźwięki mają bardzo sztuczne brzmienie
Synteza WaveTable (tablica fal)
Z uwagi na sztuczne brzmienie generowanych dźwięków synteza FM nie nadaje się do zastosowań profesjonalnych. Z tego też względu producenci opracowali technikę syntezy wavetable (WT) , znanej też pod nazwą PCM (Pulse Code Modulation) lub AWM (Advanced Wave Memory). Zasada działania syntezy WT jest bardzo prosta. W celu uzyskania np. brzmienia gitary chip muzyczny nie generuje sztucznego dźwięku , lecz odtwarza oryginalny dźwięk instrumentu, nagrany wcześniej w studiu. W praktyce nie ma jednak możliwości zapisania w pamięci wszystkich dźwięków generowanych przez 128 instrumentów MIDI. Chip muzyczny musi więc często obliczać wysokość i długość dźwięków na podstawie wzorcowych próbek. Z zadaniem tym poszczególne karty z Wavetable radzą sobie bardzo różnie. W niektórych modelach można np. uzyskać lepsze brzmienie instrumentów smyczkowych , a w innych instrumentów dętych. Szczególnym rodzajem kart muzycznych są modele FM wyposażone w opcję Wave. Także w tej dziedzinie autorem obowiązującego standardu jest firma Creative Labs. To właśnie model Waveblaster był pierwszą na rynku kartą , która dzięki dodatkowemu złączu umożliwiała dołączenie modułu Wave.
Poza pamięcią ROM zawierającą próbki brzmienia instrumentów większość kart wavetable ma również obszar RAM , wykorzystywany do przetwarzania muzyki. Pamięć roboczą zwykle od 128 KB do 4MB przeważnie można rozbudowywać odpowiednimi modułami. Poszczególne próbki instrumentów są zapisane w pamięci ROM w ściśle określonym formacie. Z każdym dźwiękiem związany jest nagłówek o długości 94 bitów , który zawiera adres próbki. W tym miejscu zapisywane są również takie parametry , jak szybkość odtwarzania czy wartości vibrato i tremolo. W nagłówku znajdziemy też instrukcję do przetwarzania krzywej dźwięku. Krzywą tę (znajdziemy również pod nazwą ADSR) można wyznaczyć za pomocą czterech matematycznych parametrów opisujących jej kształt : attack , decay , sustain i release. Aby odtworzyć np. brzmienie gitary , karta muzyczna kopiuje dźwięk tego instrumentu z pamięci ROM do pamięci RAM , a następnie przetwarza go w miarę potrzeb. W pamięci roboczej chip OPL 4 oblicza wysokość dźwięku i dołącza dodatkowe efekty (np. pogłos czy wibracje). Jeżeli potrzebne są jeszcze inne efekty specjalne umieszczony w chipie generator ADSR odpowiednio przetwarza krzywą dźwięku. Idealne brzmienie można byłoby uzyskać wtedy , gdyby w pamięci karty zostały zapisane wszystkie dźwięki instrumentu. W rzeczywistości wykorzystuje się tylko wybrane próbki niektórych instrumentów. Instrumenty strunowe (np. skrzypce lub harfa) są więc reprezentowane przez cztery próbki , natomiast takie odgłosy , jak gwizdy czy klaskanie posiadają tylko pojedyncze wzorce.
2.4. PLIKI ZAWIERAJACE ZAPIS DŹWIĘKOWY.
WAV
Format stosowany w Microsoft Windows. Zawiera zdigitalizowany dźwięk - próbkę opatrzona nagłówkiem. Tak wiec pomijając nagłówek plik zawiera czyste dane - cyfrowo zapisany dźwięk. Natomiast w nagłówku są zapisane dane o próbce - częstotliwość z jaką dźwięk był próbkowany, rozdzielczość próbki, mono czy stereo.
VOC
Format podobny do plików WAV, lecz struktura nagłówka jest nieco inna. Poza tym niczym się nie różnią, pod warunkiem, że dane nie są upakowane z wykorzystaniem techniki bloków ciszy.
Plik typu MOD zawiera w sobie próbki (sample), które można wydzielić za pomocą odpowiedniego programu do tworzenia muzyki oraz sam zapis muzyki. Format powstał specjalnie dla komputerów AMIGA, dlatego też oferuje cztery kanały. Dla każdego kanału istnieje oddzielna ścieżka zapisem odgrywanych próbek.
Plik MIDI jest komputerowym odpowiednikiem nut. Na dane MIDI składają się komunikaty wielu rożnych typów. Najczęściej używane to Note Number (wartość nuty, którą należy zagrać), Note On (kiedy zacząć grac nutę), Velocity (siła z jaka zagrać nutę), Note Of f (kiedy zakończyć odgrywanie nuty), Channel Number (tzw. numer kanału, czyli instrument, który ma zagrać nutę).
MP3 i VQF
MP3 jest formatem pozwalający na ok. dziesięciokrotne skompresowanie pliku typu WAV. Konkurencję stanowi format VQF gdzie stopień spakowania jest ok. piętnastokrotny. Wykres poniżej pokazuje o ile mniej miejsca zajmą na dysku pliki MP3 i VQF w porównaniu z formatem WAV.
2.5. PODSTAWY FIZYCZNE DŻWIEKU.
Dźwięk jest wytwarzany przez ciała drgające, które wywołują fale akustyczną. Docierająca fala powoduje wrażenia dźwiękowe powstające w uchu człowieka. Najprostszym rodzajem drgań są drgania sinusoidalne.
Sygnał akustyczny - analogowy (przebieg ciśnienia analogowego)
PA – ciśnienie akustyczne w paskalach t - czas
Sygnał foniczny , analogowy (przebieg napięcia)
U – napięcie w (V)
Każde drganie charakteryzują następujące parametry:
· amplituda (maksymalne wychylenie membrany z poziomu równowagi)
· częstotliwość (liczba drgań membrany na sekundę - Hz).
Wielkością odwrotną do częstotliwości jest okres - czyli czas w którym źródło dźwięku wykonuje jedno pełne drganie. Amplituda drgań jest związana z głośnością odbieranego dźwięku. Natomiast częstotliwość drgań odpowiada za wysokość słyszanego dźwięku. Im większa częstotliwość tym dźwięk wydaje się być wyższy. Ludzie słyszą dźwięki z zakresu ok. 15 Hz do 20 kHz. Tony poniżej 400 Hz odbiera się jako niskie, w przedziale 400 Hz - 3000 Hz jako średnie, a powyżej 3 kHz jako wysokie.
Ton (drganie proste) jest najprostszym dźwiękiem. Jednak większość dźwięków spotykanych w otoczeniu jest bardziej złożona. Drgania te można przedstawić jako suma pewnych drgań prostych o rożnych częstotliwościach i amplitudach. Dźwięki takie nazywa się wielotonami.
Jeżeli w widmie dźwięku wszystkie występujące składowe są całkowitą wielokrotnością pewnej częstotliwości, to dźwięk taki nazywa się wielotonem harmonicznym, a każdy jego ton to składowa harmoniczna. Ton podstawowy jest to ton będący największym wspólnym podzielnikiem tonów składowych. Subiektywne wrażenie wysokości wielotonu jest związane z tonem podstawowym. Może on w ogóle nie występować, a będzie słyszany.
Wiele dźwięków można rozłożyć na składowe harmoniczne. W niektórych dźwiękach tak jednak nie jest - nie można znaleźć częstotliwości, która byłaby wspólnym podzielnikiem wszystkich występujących w danym dźwięku tonów składowych. Dźwięki takie nazywa się wielotonami anharmonicznymi. Ogólnie dowolny dźwięk da się przedstawić w postaci sumy wielotonu harmonicznego i anharmonicznego.
Skład harmoniczny dźwięku, tzn. liczba i amplituda poszczególnych zawartych w dźwięku tonów składowych, odpowiada za barwę dźwięku - czyli wrażenie słuchowe umożliwiające rozpoznanie dwóch dźwięków pochodzących z dwóch źródeł, nawet przy jednakowej częstotliwości (np. dźwięk organów i akordeonu).
Inna kategorią dźwięku są szumy - czyli dźwięk, którego widmo akustyczne jest ciągłe, tzn. występują w nim wszystkie częstotliwości składowe. Jeżeli wszystkie częstotliwości składowe maja te same amplitudy, to szum taki nazywa się białym. W przypadku, gdy niektóre zakresy częstotliwości maja większe amplitudy niż inne, szum taki nazywa się kolorowym.
Obwiednia dźwięku jest zależnością amplitudy od czasu. W największym przybliżeniu w obwiedni dźwięku można wyróżnić cztery fazy:
· narastanie (attack); amplituda dźwięku narasta od zera do głośności maksymalnej
· opadanie (decay); dźwięk nieco zmienia swoja głośność
· ustalenie (sustain); natężenie dźwięku trwa przez pewien czas na ustalonym poziomie
· wybrzmiewanie (release); głośność dźwięku maleje do zera.
Obwiednie nazywa się często obwiednia ADSR (skrót od pierwszych liter poszczególnych faz). Czasy trwania każdej z faz są charakterystyczne dla rożnych instrumentów i dodatkowo, obok barwy, ułatwiają rozpoznanie instrumentów.
W niektórych dźwiękach nie występują wszystkie fazy. Dźwięk wielu instrumentów, jak np. gitary, ma tylko obwiednie AR.
Zjawisko dudnień pozwala na wygenerowanie dźwięków o małych częstotliwościach.
Innym zjawiskiem jest modulacja amplitudy w czasie. Objawia się ono cykliczną zmianą głośności generowanego dźwięku. Wielkość tych zmian nazywana jest głębokością modulacji, a sama modulacja nosi nazwę efektu tremolo.
Ostatnim opisywanym efektem to modulacja częstotliwości dźwięku. Cyklicznej zmianie podlega częstotliwość generowanego dźwięku. Akustycznie objawia się to wibracją generowanego dźwięku i nasi nazwę efektu wibrato.
2.6. PRÓBKOWANIE I SYNTEZA.
Próbkowanie - cyfrowa rejestracja dźwięku
Dźwięk próbkuje się za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego A / C. Układ A / C zamienia aktualnie podaną na jego wejście wartość napięcia na liczbę. Drganiom powietrza odpowiadają zmiany napięcia elektrycznego na wyjściu mikrofonu. Sygnał ten jest podawany na wejście układu próbkującego, który w regularnych odstępach czasu zapamiętuje chwilowa wartość napięcia i podaje ja na wejście A / C.
Przetwornik A / C m.in. porównuje wartość napięcia na swoim wejściu z szeregiem napiec odniesienia znajdującym się w jego wnętrzu. Kolejnym napięciom odniesienia odpowiadają kolejne liczby naturalne. W chwili, gdy przetwornik stwierdzi, ze napięcie na wejściu jest większe od napięcia (i), a mniejsze od napięcia odniesienia (i+1), wysyła na zewnątrz liczbę odpowiadająca napięciu odniesienia (i). Liczbę te zapamiętuje się (np. w pamięci komputera). Następnie cały cykl powtarza się.
Liczba próbek dokonywanych w ciągu sekundy nazywa się częstotliwością próbkowania (sampling rate). Aby dźwięk po spróbkowaniu brzmiał czysto i był bez zniekształceń, częstotliwość ta musi być co najmniej dwa razy większa od maksymalnej częstotliwości występującej w próbkowanym sygnale (tzw. prawo Nyquista).
Na dokładność konwersji sygnału decydujący wpływ ma zarówno częstotliwość próbkowania, jak i rozdzielczość przetwornika A / C. Częstotliwość związana jest z pasmem przenoszenia (tłumienie sygnału <=3 dB) i ogranicza od góry częstotliwość sygnału, która zostanie spróbkowana bez zniekształceń. Rozdzielczość decyduje natomiast o dynamice sygnału, a wiec stosunku minimalnego i maksymalnego sygnału, jaki może zostać przez przetwornik odtworzony.
Obecnie maksymalna częstotliwość próbkowania w przypadku kart dźwiękowych wynosi 44.1 kHz lub 48 kHz. Pozwala to na poprawne nagranie i odtwarzanie dźwięku w całym paśmie, częstotliwości, które jest w stanie usłyszeć człowiek.
Większość nowych kart pozwala na 16-biotowe nagrywanie i odtwarzanie dźwięku. Należy zaznaczyć, że próbkowanie jest bardzo pamieciożerne. Aby zminimalizować zajętość pamięci należy stosować kompresje. Jedna z metod jest tzw. upakowanie ciszy, która jest szczególnie dobra dla próbek zawierających zapis mowy. Inna metodą jest pakowanie danych na dysku twardym za pomocą jednego z programów kompresujących, jak np. arj czy lharc.
Jeszcze innym sposobem upakowania danych jest kompresja sprzętowa wykonywana przez procesor DSP "w locie" (w tym również dekompresja). Możliwe współczynniki kompresji to 2:1, 3:1 i 4:1. Np. 8-bitowa rozdzielczość próbki jest redukowana do 2 bitów. Zapewnia to dużą oszczędność pamięci, ale redukuje w znaczący sposób dynamikę nagrania (radykalnie zmniejsza jakość dźwięku). W przypadku wykorzystania tej techniki należy ograniczyć częstotliwość próbkowania. Ma to na celu umożliwienie procesorowi DSP przetworzenie danych. W przypadku nie zachowania tego wymogu dźwięk może być odtwarzany w zwolnionym tempie.
2.7. CYFROWE ODTWARZANIE I SYNTEZA D...
catastros.ops