Преобразование звуковой волны в электрический сигнал

Записываетесь ли вы в студии или выступаете на сценической площадке, первым делом необходимо преобразовать звук вашего инструмента в электрический сигнал. Самый простой и известный способ осуществить такое преобразование состоит в использовании микрофона. Поскольку более подробный разговор о микрофонах и о принципах их действия пойдет в главе 8, сейчас мы ограничимся только самой общей информацией о них. Если на микрофон действует звуковая волна определенной частоты и интенсивности, то на выходе микрофона появляется переменное электрическое напряжение с характеристиками, идентичными звуковой волне. Посмотрим на рис. 2.1. Звуковую волну вполне можно представить в графическом виде, если горизонтальную ось мы примем за время, а вертикальную - за силу звука.

Рис. 2.1. Изображение звуковой волны в графическом виде

Более плотным массам воздуха (а соответственно, и более высокой силе звука) в точности соответствуют "горбы" на графике, а менее плотные участки представленны в виде "провалов". Точно так же выглядит и электрический сигнал, приобразованный сигналом(рис. 2.2), только он симметричен относительно нулевого напряжения. Это происходит потому, что в пассивном состоянии на выходе микрофона никакого напряжения не присутствует, а при действии на него более или менее плотных относительно окружающей нас атмосферы воздушных масс возникающее напряжение имеет, соответственно, положительную или отрицательную полярность. Изображенная на этом рисунке зависимость называется амплитудной характеристикой и показывает, как меняется амплитуда(величина напряжения) электрического сигнала с течением времени

Рис. 2.2. Изображение электрического сигнала микрофона при действии на него звуковой волны

звуковой волны. Кривая на рис. 2.2, известная под названием синусоида, соответствует звуковой волне определенной частоты без всяких гармоник. Как мы выяснили, такая звуковая волна в реальной жизни практически не встречается; а значит, и электрический сигнал в форме синусоиды вряд ли можно увидеть. Для того чтобы было понятно, что же собой представляет реальная звуковая волна, возникающая скажем, от колеблющейся гитарной струны, специально приведен рис. 2.3

Рис. 2.3. Сигнал от колеблющейся гитарной струны.

Как видно, форма волны далека от синусоидальной и является сложным нестационарным сигналом, затухающим с течением времени Однако при нашем дальнейшем разговоре в качестве примера такую волну рассматривать неудобно, так как она ненаглядна и те или иные изменения сигнала вследствие внешнего воздействия на эту волну неочевидны. Поэтому мы всегда будем использовать для иллюстраций и пояснений именно синусоиду, помня, что она лишь упрощенный, доходчивый вариант изображения реальной звуковой волны. Итак, мы с помощью микрофона преобразовали звуковую волну в переменный электрический сигнал. Такой сигнал называется аналоговым потому, что он полностью копирует форму звуковой волны (аналогичен ей) и непрерывен по времени и амплитуде. В отличие от цифрового представления звуковых сигналов, которое мы разберем чуть ниже, аналоговый сигнал всегда первичен.

© 2005-2006, Соколов - Спиридонов