Человеческое ухо распознает звуки в частотном диапазоне от 15 Гц до 20 кГц (аналоговый сигнал). Для дальнейшей обработки аналогового сигнала нужно преобразовать аналоговый сигнал в цифровой ( уход от шумов, возможность обработки компьютером).Обработка аналогового сигнала в цифровой сигнал и обработка цифрового сигнала происходит так :
1. Дискретизация сигналов (частота, с которой производятся отсчеты амплитуды сигнала). Непрерывный аналоговый сигнал разбивается ,полученные точки соединяются прямыми линиями. В итоге получается ломаная линия.
Тем больше разбиений, тем ближе ломаная линия приближается к форме аналогового сигнала.
Хорошей дискретизацией считается частота в 44100 Гц. Идеальная частота дискретизации равна 128 кГц. Эта частота используется в DVD-формате. Для отображения сигнала частоты f необходима дискретизация с частотой не менее 2f.(математически доказано). Поскольку человеческий слух может воспринимать звуковые колебания с частотой до 20 кГц, получается, что частота дискретизации должна быть не менее 40 кГц.
2.Квантование. Каждый отсчет кодируется числом. При 8 разрядах возможно 256 чисел, при 16 разрядах возможно 16536 чисел. Высококачественную стерео запись получают , если частота дискретизации равна 44,1 кГц при 16-ти разрядном квантовании. Размер файла при этом будет составлять: 44,1кГц х 2 байта(16 бит) х 2 канала(стерео) = 176,4 килобайт.
3. Кодирование и ввод полученных цифровых сигналов в процессор, для цифровой обработки сигнала. Процессор звуковой платы (аудиопроцессор) обменивается оцифрованным сигналам с центральным процессором и памятью компьютера.
Операции( дискретизации и квантования) приводят к погрешностям. Поэтому выбирается аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с качественными параметрами : разрешающей способностью, точностью и быстродействием.
В компьютере с оцифрованным сигналом звука работает программный синтезатор (виртуальные синтезаторы-плагины). Один из таких синтезаторов показан на рисунке:
Благодаря этой технологии получают эффекты: реверберации,задержок,эхо,фленжер,фазер,сдвигов частот, работы с гармониками и огромного множества других.
После полученных преобразований цифрового сигнала (цифрового сигнала с эффектами) происходит вывод сигнала на колонки (динамик). Для этого используются цифроаналоговые преобразователи (ЦАП).
Цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровой код в выходной аналоговый сигнал (непрерывный во времени) ,который усиливается усилителем и выводится на колонки. Современные звуковые платы поддерживают 5-ти компонентную акустическую систему (2-фронт,2-тыл+субвуфер):
