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Dal sistema binario alla digitalizzazione del suono con il campionamento audio
Tipologia: Dispense
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Il sistema binario è un modo di rappresentare dei numeri. Ed è un sistema molto congeniale agli strumenti elettronici. Il computer è una macchina elettronica e come tale può rilevare il passaggio di corrente al suo interno. Alla base del codice binario ci sono due stadi di passaggio di corrente rappresentati con: 0 (zero) e il suo opposto 1 (uno). Infatti si dice sistema binario in base 2
Come faccio a comunicare con il computer attraverso due soli numeri? Avendo a disposizione solo 0 e un 1 potrei comunicare solo due cose. Per esempio per dire acceso o spento mi bastano solo due bit 0 = spento 1 = acceso Che nel caso dell'interruttore di una lampadina significa proprio passaggio e non passaggio di corrente.
Per avere successioni di 0 e 1 di solito si usano 0 volt o 5 volt. Il computer deve avere un punto di riferimento per capire quanti bit entrano e allora si usa un clock che scandirà il tempo e di conseguenza i bit in passaggio.
Per facilitare la conversione in informazioni delle serie di bit, si usano raggruppamenti di: Byte (8 bits), Word (16 bits) e ciò sta anche a rappresentare le successioni di diversi sistemi a 8, 16 32 e 64 bit
Il meccanismo alla base del campionamento audio è lo stesso delle riprese filmate. Una successione di immagini scattate a distanza ravvicinata nel tempo e poi proiettata alla velocità di 25 fotogrammi al secondo ci da delle immagini in movimento.
Per catturare “fotogrammi di audio” e cioè campionare serve un meccanismo che riesca ad aprire e chiudere delle finestre temporali e prelevare le variazioni acustiche nell'aria. Deve essere molto più veloce dei 25 fps del video per avere una rappresentazione delle infinite variazioni del suono.
Campionare un segnale audio vuol dire quindi catturare i valori a intervalli molto ravvicinati. Rispolverando la formula della frequenza e del periodo di un’onda possiamo dire che l’intervallo di tempo fra due prelevamenti viene detto periodo di campionamento Tc. La ripetizione nel tempo di questo evento viene detta frequenza di campionamento Fc. Fc = 1/ Tc
Questo vuol dire che se la sinusoide avrà una frequenza di 440 Hz il suo periodo si presenterà 440 volte al secondo. Se noi campioniamo sia la compressione che la decompressione avremo una frequenza di campionamento doppia di quella del suono e cioè 880 Hz.
ADC
I microfoni captano i movimenti delle particelle dell'aria e li trasducono in segnali elettrici. Questi poi vengono convertiti in codice binario da un Analog to Digital Converter (convertitore analogico-digitale)
Per fare un esempio simuliamo il campionamento di un'onda sinusoidale. Proviamo a prendere 12 valori (campioni) nel tempo di un periodo e uniamoli. Il risultato potrebbe essere questo.
Il risultato non sarà un'onda sinusoidale ma qualcosa di spezzato. Quindi devo incrementare il periodo di campionamento se voglio che la rappresentazione digitale sia più vicina alla realtà acustica.
ADC
