Zgoščenka


    Zanima me primerjava kvalitete zvoka med klasično vinilno ploščo in zgoščenko. Pri prvi je zapis zvoka analogen, pri drugi pa digitalen. Če poznamo slušno območje frekvenc za človeško uho, bi lahko videli, ali lahko človek, ki ima zelo dober posluh ugotovi, iz katerega medija posluša glasbo. Zanima me torej, če je kvaliteta zvoka na zgoščenkah slabša (seveda predpostavimo, da ni nobenih prask na plošči).

    Človeško uho je občutljivo v frekvenčnem območju od nekaj Hz do pribižno 20 kHz, s staranjem zgornja meja pada. Če želimo kvaliteten zvočni posnetek, moramo torej poskrbeti, da je naš sistem sposoben posneti signale s frekvenco do 20 kHz in jih potem tudi reproducirati.

    Kot je zapisano že v vprašanju, gre pri CDjih za digitalen, v času diskreten signal. Ker je signal digitalen, to pomeni, da ima signal lahko le diskretne vrednosti. Ne moremo npr. posneti vrednosti 1.414213562373… ampak le npr. 1.41 ali 1.42, vmes pa nič. To ne moti preveč, saj lahko vzamemo dovolj dober analogno-digitalni pretvornik (ADC), pa je zaloga vrednosti že kar dovolj velika (16-bitni nam da 65536 različnih vrednosti, 20-bitni pa že 1048576). S številom bitov tudi ne gre pretiravati, saj vsak sistem za snemanje signalu doda nek šum. Če analogen signal preveč točno digitaliziramo, se pravzaprav trudimo čimbolj verno posneti šum, pa tudi uho ima neko mejo, ko še razloči zvok z različno jakostjo (1.000000000 je za večino primerov isto kot 1.000000001).

    Malo resnejša težava pa je v tem, da signal ni zvezen. Signala ne moremo zapisovati na disk nepretrgoma, ampak v korakih. Naprej pomerimo signal, počakamo, pomerimo, počakamo… Temu pravimo vzorčenje signala (sampling po domače ;-)). Pogostost/hitrost vzorčenja (sampling rate) pa je seveda odvisna od tega, kako hitre pojave želimo opazovati. Kdor goji lončnice jih ponavadi ne pogleda vsako sekundo, ampak nekajkrat na dan. Za snemanje glasbe pa bi bilo vzorčenje enkrat na sekundo zagotovo premalo.

    Izkaže se, da je največja frekvenca, ki jo lahko pri diskretnem vzorčenju posnamemo, enaka polovični frekvenci vzorčenja (npr. sinusni signal moramo v eni njegovi periodi vzorčiti dvakrat: v dolini in na hribu). Če želimo vzorčiti signale s frekvenco 20 kHz, mora biti frekvenca vzorčenja vsaj 40 kHz. Zares je običajna frekvenca vzorčenja 44.1 kHz, torej je največja frekvenca, ki na ta način še ni popačena enaka 22 kHz. Kaj pa se godi s frekvencami, večjimi od 22kHz. Izkaže se, da frevence, ki so večje od mejne, dajo signal pri nižjih frekvencah – nastane popačenje (aliasing). Zato pri snemanju signal najbrž peljejo še skozi filter, ki poreže visoke frekvence. Na ta način se znebimo morebitnega popačenja, frekvence, ki jih odrežemo, pa so tako in tako previsoke za človeško uho.

    Po mojem mnenju bi do rahlega popačenja lahko prišlo le pri zelo visokih frekvencah, zanje pa smo itak že nekoliko slabše občutljivi. Mislim, da lahko posnetek od originala ločimo predvsem po tem, od kod izhaja zvok (zvočnik namesto orkestra).

    (Tadej Mali)