1. Konwersja analogowo-cyfrowa (ADC):
- Pierwszy krok polega na konwersji ciągłego analogowego sygnału dźwiękowego na dyskretny format cyfrowy.
- Odbywa się to za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego (ADC), który mierzy amplitudę sygnału dźwiękowego w określonych, równomiernie rozmieszczonych odstępach czasu.
- Częstotliwość próbkowania określa częstotliwość pomiaru amplitudy, zazwyczaj w próbkach na sekundę (SPS) lub kilohercach (kHz).
2. Kwantyzacja:
- Każda próbkowana wartość amplitudy jest następnie kwantyzowana, co oznacza, że przypisuje się jej dyskretną wartość liczbową.
- Liczba bitów użytych do kwantyzacji określa rozdzielczość cyfrowego dźwięku. Większa liczba bitów pozwala na dokładniejsze odwzorowanie oryginalnego dźwięku.
3. Częstotliwość próbkowania:
- Częstotliwość próbkowania, jak wspomniano wcześniej, określa częstotliwość próbkowania sygnału dźwiękowego.
- Wyższe częstotliwości próbkowania skutkują większą liczbą próbek na sekundę, wychwytywaniem większej liczby szczegółów i zachowaniem wyższych częstotliwości dźwięku. Jednak wyższe częstotliwości próbkowania wymagają również większej przestrzeni dyskowej.
4. Głębia bitowa:
- Głębia bitowa odnosi się do liczby bitów używanych do reprezentowania każdej próbki.
- Typowe głębie bitowe obejmują 8-bitowe, 16-bitowe, 24-bitowe i wyższe. Większa głębia bitowa zapewnia lepszy zakres dynamiki i zmniejszony szum kwantyzacji.
5. Kodowanie i kompresja:
- Po pobraniu próbki i kwantyzacji dźwięku należy go zakodować w formacie cyfrowym w celu wydajnego przechowywania i transmisji.
- Różne formaty plików audio, takie jak WAV (nieskompresowany), MP3, AAC, FLAC i inne, wykorzystują różne algorytmy kodowania i kompresji do kompaktowego przechowywania cyfrowych danych audio.
6. Przechowywanie i odtwarzanie:
- Cyfrowo zakodowane dane audio mogą być przechowywane na różnych urządzeniach pamięci masowej, takich jak dyski twarde, dyski półprzewodnikowe, nośniki optyczne lub przesyłane strumieniowo przez sieci.
- Do odtwarzania dźwięku cyfrowego stosuje się przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC), który przekształca dyskretny sygnał cyfrowy z powrotem w ciągły przebieg analogowy, który można wzmacniać i odtwarzać przez głośniki.
Ogólnie rzecz biorąc, proces próbkowania i przechowywania dźwięku w formie cyfrowej umożliwia reprezentowanie ciągłego dźwięku analogowego w dyskretnej, numerycznej formie, którą można przetwarzać, manipulować, przechowywać i odtwarzać za pomocą urządzeń i technologii cyfrowych.