den analoge vs digitale lyddebatten er veldig polariserende. Jeg har lagt merke til at de fleste forsvarer den ene siden eller den andre, noe som gir lite rom for nyanse. Sannheten er at både analog og digital lyd har ulemper og fordeler. Jeg håper å gi en objektiv forklaring på forskjellene i dette innlegget.

forskjellen mellom analog og digital lyd er funnet i måten lydinformasjon lagres på. Lydbølger er en serie vibrasjoner gjennom et medium. Analog lydopptaksteknologi lagrer denne informasjonen ved å lage en serie magnetiske ladninger langs en spole med magnetbånd. Digital lydteknologi lagrer lydinformasjon som en rekke numeriske verdier på en harddisk.

i dette innlegget vil du lære fordeler og ulemper ved hver opptaksmetode sammen med forskjellen mellom analog og digital lydteknologi for levende lydapplikasjoner.

forskjellen mellom analog og digital lyd finnes i måten lydinformasjon lagres på. Analog lydopptaksteknologi lagrer denne informasjonen ved å lage en serie magnetiske ladninger langs en spole med magnetbånd. Digital lydteknologi lagrer lydinformasjon som en rekke numeriske verdier på en harddisk.

informasjonen i dette innlegget ble skrevet for å være så lett å forstå som mulig. Noen begreper i denne artikkelen vil gi mer mening hvis du har en grunnleggende forståelse av hvordan lyd fungerer. Hvis du finner noen av de følgende avsnittene forvirrende, vær så snill å referere til dette innlegget jeg skrev på audio basics.

Før jeg begynner å diskutere forskjellene mellom digitale og analoge lydsystemer, tror jeg det er viktig å nevne at alle digitale lydsystemer inkluderer noe analog lydteknologi. Mikrofoner er analoge lydenheter som overfører akustisk energi til et analogt elektrisk signal. Forforsterkere, effektforsterkere og høyttalere er alle analoge enheter, også. Hovedfokuset i denne delen vil være å markere de viktigste forskjellene i analog og digital opptaksteknologi.

Analog Lyd

Tape

Magnetbånd Er den beste analoge lydmetoden for opptak og avspilling. Tape maskiner opererer på følgende prinsipp: når en elektrisk strøm sendes gjennom en ledning, dannes et magnetfelt rundt ledningen og omvendt.

for å ta opp lyd, sender en tape maskin elektriske lydsignaler gjennom en kveilet ledning rundt en magnet som holdes i nærheten av magnetbånd. Denne spolen av ledning som omgir magneten kalles rekordhodet. Når båndet passerer gjennom magnetfeltet opprettet av rekordhodet, blir partiklene langs båndet magnetisk ladet. Mønsteret av magnetiske ladninger langs båndet ligner lydsignalet som sendes gjennom trådspolen. Amplituden til lydsignalet korrelerer med størrelsen på de magnetiske ladningene som er opprettet på båndet.

for å spille av lyden reverseres prosessen. Magnetisert tape skaper en elektrisk strøm på spille hodet, som kobles til en forsterker som skal spilles gjennom høyttalere.

Det finnes ulike typer tape og tape maskiner som påvirker kvaliteten på lyd innspilt. De to viktigste variablene er tape hastighet og tape bredde.

Båndhastighet

hastigheten som båndet passerer platehodet påvirker kvaliteten på opptaket. En raskere båndhastighet gir et opptak med større frekvensrespons, mindre hiss og kortere utfall. Båndmaskinens hastighet måles i tommer per sekund (ips). Vanlige båndmaskinhastigheter er 7 – ½ ips, 15 ips og 30 ips. Standarden for profesjonell opptak er 15 ips.

Tape Bredde

bredden på båndet påvirker også kvaliteten på opptaket. Bredere tape gir en høyere kvalitet opptak. Imidlertid kan tape bredde brukes til å spille inn flere spor i stedet for å forbedre lydkvaliteten på et enkelt spor. Dette gjør at flere kilder kan registreres og spilles av uavhengig.

Vinyl

Vinylplater er standard forbruker medium for analoge lydopptak. De er enklere å vedlikeholde, lagre og distribuere. Sammenlignet med tape er vinylposter mindre sårbare for elementene. Mens tape kan bli ødelagt av magnetisk eksponering, vinylplater er immun mot magnetiske felt fordi de bruker en annen måte å lyd lagring. I stedet for magnetisk ladning lagrer de teksturerte sporene på overflaten av vinylplater lydinformasjonen.

som en vinylplate spinner med en bestemt hastighet, beveger en stylus gjennom sporene på overflaten. Når pennen beveger seg frem og tilbake med sporene, skaper den en elektrisk strøm i en ledning som kobles til en forsterker som skal spilles gjennom høyttalere. Amplituden til lydsignalet er korrelert med intensiteten i bevegelsen av pennen.

Du kan se en animasjon av Hvordan en vinylplate fungerer Av Animagraffs. Animagraffs er et nettsted som skaper fantastiske animasjoner av ulike teknologier.

Vinylposter brukes kun til avspilling i den moderne verden. Analoge opptak er laget med magnetbånd. Båndene brukes til å lage kaster for å trykke informasjonen på vinylplater.

Digital Lyd

PCM (Pulskodemodulasjon)

PCM, Eller Pulskodemodulasjon, er standardmetoden for koding av lydsignaler til binær informasjon. Ved analog lydopptak opprettes en modell av lydbølgene ved hjelp av magnetisk ladning. PCM lager imidlertid en modell av lydbølgene ved å lagre en sekvens av numeriske verdier som representerer amplituden på forskjellige punkter langs en bølge.

disse verdiene er representert av grupper av binære biter, kalt prøver. Hver prøve representerer en numerisk verdi innenfor et forhåndsbestemt område av mulige verdier. Denne prosessen kalles kvantisering, og utføres av en analog-til-digital omformer (A-Til-d-omformer).

under avspilling av et digitalt opptak konverteres prøvene tilbake til elektriske signaler og sendes til høyttalere. Denne prosessen utføres av en digital til analog omformer (d-Til-a omformer eller DAC).

her er en forenklet illustrasjon av hvordan lydbølger lagres ved hjelp av digitale prøver:

Bitdybde

hver prøve representerer en verdi innenfor et område av mulige verdier. Utvalget av mulige verdier bestemmes av bitdybden. Bitdybde er termen som beskriver hvor mange biter som er inkludert i hver prøve.

Hver bit kan representere to mulige verdier. Prøver som bruker flere biter kan representere et større utvalg av verdier, og kan derfor lagre mer presis informasjon om amplituden til en lydbølge. Hver gang en bit legges til, blir antall mulige verdier doblet. Mens en bit kan representere to verdier, kan to biter representere fire verdier, tre biter kan representere åtte verdier, og så videre.

Bit Depth	Possible Values
1-bit	2
2-bit	4
4-bit	16
8-bit	256
16-bit (CD Standard)	65,536
24-bit (Professional Standard)	16,777,216

standard bitdybde for Cder er 16-bit, noe som gir 64 536 mulige amplitudeverdier. Den profesjonelle standarden er en bitdybde på 24-bit, som tillater 16,777,216 mulige amplitudeverdier! Men de fleste studioer tar opp og blander med 32-bit flytende punkt, som vil bli diskutert i et annet innlegg.

Samplingsfrekvens

samplingsfrekvensen bestemmer hvor mange prøver som tas av en lydbølge per sekund. Samplingsfrekvensen måles I Hertz (Hz). Opptak med høyere samplingsfrekvens tillater høyere frekvenser å bli registrert.Nyquist-Teoremet sier at digital prøvetaking bare kan representere frekvenser mindre enn halvparten av samplingsfrekvensen. Dette betyr at hvis du vil fange 20kHz, den høyeste frekvensen hørbar for mennesker, må du bruke en samplingsfrekvens større enn 40kHz.

av denne grunn er 44,1 kHz standard samplingsfrekvens For Cder. Profesjonell lyd for video benytter en standard på 48kHz. Mange opptak overgår disse standardene sterkt, med samplingsfrekvenser på 96kHz og utover!Mens fordelen med høyere samplingsfrekvenser ofte forstås som en forlengelse av innspilt frekvensområde, er dette ikke hovedfordelen. Jeg vil ikke bli for dypt inn i det i dette innlegget, men det har mer å gjøre med typen anti-aliasing filter som kan brukes til å filtrere ut høyere frekvenser med færre gjenstander. Den resulterende båndbredden til et 44,1 kHz-opptak og et 96 kHz-opptak er nesten det samme til slutt.

Digital Audio Data Compression Formater

lydfilene produsert av opptaksstudioer er svært store, på grunn av mengden informasjon de inneholder. Hvis en 3-minutters sang er registrert med en bitdybde på 24-bit og en samplingsfrekvens på 96kHz, vil filstørrelsen være ca 52 MB. Denne filen er for stor for forbrukerapplikasjoner, for eksempel streaming. Av denne grunn brukes datakomprimeringsformater. Datakomprimering er en metode for å redusere størrelsen på en fil. Det er to hovedkategorier av datakomprimeringsformater, lossy og lossless.

Lossy Datakomprimeringsformater (MP3 & Streaming)

hvis informasjon går tapt gjennom prosessen med å komprimere data, er komprimeringsformatet som brukes lossy. Dessverre er de mest brukte datakomprimeringsformatene i forbrukerlyd lossy. Dette betyr at selv om spesielle algoritmer brukes til å redusere negative effekter, går data tapt under prosessen med å komprimere filen. Når data går tapt, kan det aldri bli gjenopprettet.

de vanligste komprimeringsformatene for lyddata er MP3, AAC og Ogg Vorbis. Disse formatene brukes til å lagre mange filer med begrenset harddiskplass eller streaming av innhold over internett-tilkoblinger med begrenset båndbredde. de proprietære algoritmene bak disse formatene tar sikte på å prioritere innhold basert på modeller av menneskelig oppfatning av lyd og ødelegge lavt prioritert innhold.

Lossless Data Compression Formats (FLAC & AIFF)

hvis ingen informasjon går tapt gjennom prosessen med å komprimere data, er komprimeringsformatet som brukes lossless. Noen streamingtjenester, for Eksempel Tidal, bruker tapsfri komprimering. Ved hjelp av disse formatene, kan informasjonen bli kodet inn i en mindre fil og senere dekodet, til slutt gjenopprette den opprinnelige PCM informasjon som EN WAV-fil. Selv om disse formatene sparer litt plass i forhold til ukomprimerte filer, er de ikke i nærheten av effektiviteten til lossy-formater.

Nøkkelforskjeller Mellom Analog Og Digital Lyd: Opptak og Avspilling

som du kan se deler analoge og digitale lydopptaksteknologier et felles mål – å lage en modell av akustiske bølgeformer som kan spilles av så nøyaktig som mulig. Hver teknologi oppnår dette målet ganske bra. Lydkvaliteten oppnås ved hjelp av en metode er ikke nødvendigvis bedre enn den andre, bare annerledes. De unike egenskapene til hver metode vil bli utforsket i denne delen.

Frekvensområde (Båndbredde)

som nevnt ovenfor er frekvensområdet for et digitalt signal begrenset til frekvenser under Nyquist-Frekvensen. I teorien er de øvre grensene for analoge opptaksmedier mye større enn det menneskelige hørselsområdet.

denne forskjellen er ikke så viktig som du kanskje tror. Først av alt, noen fordel av en utvidet båndbredde utover et digitalt opptak på 44.1 kHz samplingsfrekvens ville være utenfor rekkevidden av menneskelig oppfatning – for ikke å nevne de utvidede frekvensområdene som er muliggjort av høyere samplingsfrekvenser.

For det Andre, de fleste lydutstyr (mikrofoner, høyttalere, etc.) har innebygde bånd begrensende filtre. Disse er effektivt lavpassfiltre som forhindrer fangst eller reproduksjon av frekvenser utenfor det menneskelige hørselsområdet. Dermed er det en teknisk forskjell i frekvensområdet mellom analog og digital lyd, men ikke en praktisk forskjell.den primære fordelen med høyere samplingsfrekvenser i digital lyd er faktisk ikke et større frekvensområde for lytteren, men muligheten til å bruke forskjellige anti-aliaseringsfiltre. Dette utvider ikke frekvensområdet effektivt, men reduserer i stedet artefakter forårsaket av prøvetaking. Jeg vil gå dypere inn i dette konseptet i et senere innlegg.

Støygulv

den store ulempen ved analog lydopptaksteknologi er at den har et betydelig høyere støygulv sammenlignet med digital teknologi.

selv den mest høykvalitets analoge båndet inneholder magnetisk støy. Dette er årsaken til hiss i analoge opptak. Det teoretiske støygulvet i et 24-biters digitalt opptak er-144db-effektivt uendelig.

Husk at støygulvet i ethvert system bare er så lavt som det kombinerte støygulvet i alle komponentene. Dette betyr at selv digitale systemer vil være støyende hvis signalkjeden inneholder støyende elektroniske elementer.

Sårbarhet & Longevity

ikke bare inneholder analoge medier, som tape og vinyl, iboende støy, men de er også ekstremt sårbare for nedbrytning over tid. Digitale medier, som harddisker og Cder, er langt mer motstandsdyktige.

alle fysiske medier, både analoge og digitale, brytes ned over tid. Første gang et opptak spilles av, er det best at opptaket noensinne vil høres ut. Lytt til gamle vinylposter, og dette blir tydelig.

Analogt tape må bevares under svært spesifikke forhold for å forhindre tap av kvalitet over tid. Vinylplater blir skadet hver gang de spilles. Digitale medier kan også bli skadet, men nedbrytningen er mye lettere å hindre.et digitalt opptak er en serie tall som kan gjengis uendelig ganger med perfekt presisjon, mens hver gjengivelse av analog lyd legger til den totale støyen fra opptaket. For eksempel, hvis du overfører ett båndopptak til et annet bånd, vil du ha registrert støyen fra det første hjulet til det andre hjulet.

Portabilitet og Reproduserbarhet

endelig er digitale lydmedier drastisk mer bærbare og reproduserbare enn analoge medier. Ikke bare er harddisker og flash-lagring mye mindre og lettere enn ruller med tape og vinylplater, men den digitale informasjonen som er lagret på dem, kan sendes over hele planeten på sekunder ved Hjelp Av Internett. Reproduksjon av digital informasjon kommer til nesten ingen kostnad i forhold til reproduksjon av analoge medier.

I denne delen, i stedet for opptakssystemer, vil jeg markere forskjellene mellom analoge og digitale lydforsterknings-og distribusjonssystemer. Dette er systemene som brukes i offentlige adresser og live konsertapplikasjoner.

Analog Lyd

Analoge lydsystemer for lydforsterkning og distribusjon krever ingen opptaksteknologi.

et akustisk signal konverteres til strøm ved hjelp av en mikrofon. Det elektriske lydsignalet sendes til en mikrofonforforsterker, deretter til analoge lydeffekter og miksere, og til slutt til en forsterker. Det forsterkede lydsignalet konverteres tilbake til akustisk energi av en høyttaler.

fra begynnelsen til slutten av en analog signalkjede er lydsignalet enten i form av akustisk eller elektrisk energi. Det er ikke nødvendig å lagre signalet. Alt skjer i sanntid med hastigheten på elektrisitet i en ledning: ca 75% lysets hastighet.

Digital Lyd

Digitale lydsystemer for lydforsterkning og distribusjon krever opptaksteknologi. det elektriske lydsignalet konverteres eller kvantiseres til PCM (Pulse Code Modulation). Hver gang et signal konverteres fra analog-til-digital eller digital-til-analog, skjer denne kvantiseringen. Det betyr at hvert signal som sendes til og fra en digital effekt ved hjelp av analoge kabler, konverteres til PCM inne i enheten, behandles og deretter konverteres tilbake til elektrisk energi. Alle digitale lydprosessorer, miksere og forsterkere lager korte opptak for å behandle lydsignaler.

Nøkkelforskjeller Mellom Analog Og Digital Lyd: Forsterkning og Distribusjon

Latens

selv om hastigheten som disse digitale kvantiseringene behandles med, er ekstremt raske, er de fortsatt mye langsommere enn elektrisitet som beveger seg gjennom en ledning. Denne egenskapen til digitale lydsystemer har den negative effekten av å legge latens til signalet. Latency er forsinkelsen av et signal forårsaket av behandling.

Alle digitale lydsystemer legger latens til signalkjeden. Effekten av latens har imidlertid blitt drastisk redusert ettersom teknologien fortsetter å forbedre seg. En av de viktigste ulempene ved å legge latens til et system er risikoen for destruktiv fase interferens. Hvis et signal tar to baner, hver legger latens til signalet annerledes, vil signalene være ute av fase, og kan forårsake kamfiltrering eller ekko. Latens kan også gjøre for en unaturlig overvåking opplevelse for musikere og andre talent. Hvis et signal er forsinket, kan personen som snakker eller spiller et instrument bli forvirret når de overvåker seg selv i hodetelefoner. Av denne grunn er det vanligvis best å overvåke direkte gjennom en analog signalkjede hvis det digitale systemet legger for mye ventetid til et signal.

Portabilitet

den primære ulempen ved analoge systemer er deres vekt og størrelse. Moderne digitale lydmiksere inneholder i dem equalizere, kompressorer, porter og andre effekter for hver kanal. Analoge systemer med samme prosessering evner ville kreve flere stativer og tusenvis av pounds av utstyr.

det er mye enklere å konfigurere digitale effekter på fly i en digital konsoll, uten behov for å legge analoge kabler for patching. Hvis en mix ingeniør ønsker å prøve en annen effekt mid-show, må de bare trykke på noen knapper med et digitalt system. Denne endringen kan kreve repatching et analogt system.mens analogt utstyr inneholder de tunge elektriske komponentene som utgjør equalizere, kompressorer og reverb effekter, digital signalbehandling chips tilbyr lignende verktøy på en brøkdel av plass og vekt.

Noise Floor

når du kjeder sammen flere og flere analoge effekter, summerer den elektroniske støyen fra hver enhet sammen. Bruk av flere digitale effekter gir ingen støy til signalet fordi signalet aldri forlater den digitale signalprosessoren. Bare den inneboende støyen til en enkelt enhet er tilstede, i stedet for den inneboende støyen til mange enheter.

Debatten Fortsetter

sannheten er at både analoge og digitale lydsystemer har verdi i den moderne verden. Debatten om hva som er bedre og hva som er verre, vil aldri ende, fordi det ikke er et klart svar.

det er en million applikasjoner for lydteknologi, og hver krever et unikt sett med utstyr. Som lydtekniker, musiker eller lytter må vi hver bestemme seg for et sett med lydutstyr som passer til behovene til hver unike situasjon.