Ljudkvalitet förklaras: Bitdjup vs. Samplingshastighet

När man pratar om ljudkvalitet kan det bli lite svårt att förstå allt som händer. Människor använder olika termer för att definiera en ljudfil, och det som är värre är att företag vanligtvis inte förklarar när de slår denna ljudjargong på sina produkter.

Två termer som vi ofta stöter på är lite djup och samplingshastighet. Det här är två vanliga termer vi ser när vi tittar på egenskaperna hos en ljudfil. Det är viktigt att veta vad de betyder och hur de påverkar ljudkvaliteten, så låt oss ta en titt på vad dessa termer betyder.

Vad är provhastighet?

Digitala bilder består av pixlar, små bitar av färgdata som kombineras till en enhetlig bild. Tänk på en digital ljudfil som samma som en digital bild. När ljud spelas in tas ljudet upp av en mikrofon och går till den analoga till digitala omvandlaren (ADC) som en elektrisk ström.

ADC tar flera sampel av strömmen och tilldelar dem en sekvens av binära siffror (flera 1s och 0s); tänk på samplingar som ljudekvivalenten för pixlar.

Precis som fler pixlar per kvadrattum betyder en skarpare bild, innebär fler samplingar per sekund skarpare ljud. Antalet prover som tas per sekund kallas samplingshastigheten.

Standardprovspriser

Det finns standardprovhastigheter som både mjukvaru- och hårdvaruföretag måste vara kompatibla med för att allt ska fungera korrekt. Om du utför något arbete med ljud bör du vara bekant med några av standarderna. Till exempel är 8 kHz en standard samplingshastighet för inspelning av den mänskliga rösten. Det handlar om minsta samplingsfrekvens för att förstå tal; något lägre, och lyssnaren kommer att ha problem med att ta reda på orden.

När det gäller musik har ljud i CD-kvalitet en samplingsfrekvens på 44,1 kHz. Det betyder att ADC tar 44 100 prover varje sekund! Det går bara upp därifrån, eftersom nästa standard är 48 kHz; denna samplingsfrekvens används mer för filmljudspår.

I den högre änden av spektrumet har vi 96 kHz, mer än fördubbling av samplingarna per sekund på 44,1 kHz och möjliggör tydligare ljud. Det finns emellertid en kontrovers kring denna samplingshastighet, eftersom människor vanligtvis inte vet om 96 kHz är nödvändigt.

Många experter tycker att 96kHz bara är överkill. Apple erbjuder även ljud vid 192kHz!

Relaterad: Dessa tips hjälper dig att spela in studiokvalitetssång hemma

Vad är bitdjup?

Samplingsfrekvens handlar om ljudets klarhet, medan bitdjupet handlar om mängden brus i ljudet. Cirkulera tillbaka, varje prov tilldelas en sekvens av binära siffror av ADC. Antalet binära siffror per prov kallas bitdjupet.

ADC tilldelar varje sampl de binära siffrorna baserat på ljudets amplitud (styrkan hos strömmen som rör sig från mikrofonen). Så här replikerar den ljudvågen i digital form. Ju fler bitar per prov (desto fler utgångsstift på ACD), desto mer exakt kan ADC replikera vågen.

ADC: er kan dock bara tilldela ett begränsat antal spänningar till varje prov. Så om ett prov råkar falla mellan två spänningar avrundas det automatiskt; detta kallas kvantiseringsbrus.

Grafen ovan visar ett exempel på en ljudvåg som spelades in via en 2-bitars ADC. Även om den ursprungliga vågen (röd) toppar på slumpmässiga nivåer landar den kvantiserade digitala signalen (blå) bara i steg om .25 volt. Lägre bithastigheter introducerar digitalt brus i ljudet, eftersom ju lägre bitdjupet desto mindre exakt reproduceras vågen.

Standard bitdjup

Precis som med samplingsfrekvens finns det olika standarddjupdjup som du stöter på i branschen. 8-bitars ljud verkar vara det minsta bitdjup som du kommer att se. Med det kommer du att höra en hel del brus, men ljudet är fortfarande användbart.

Nästa steg upp är vanligtvis 16-bitars ljud, vilket är det som finns med ljud i CD-kvalitet. Vanligtvis hör du inget brus med 16-bitars ljud, och de flesta kan spela in och redigera det utan större problem. Utöver det har vi 24-bitars ljud. Detta bitdjup är att föredra bland professionella ljudingenjörer. Med 24-bitars ljud har du inget brus och ett bättre antal amplituder att arbeta med.

Slutligen har vi 32-bitars ljud, som är höljt i kontroverser, ungefär som 96kHz samplingsfrekvens. Många tror att det inte är nödvändigt. Du kan redigera ljud fint i 16-bitars och 24-bitars, och 32-bitars verkar som om det är överst.

Relaterad: De bästa USB -mikrofonerna du kan köpa

Vad är den optimala provhastigheten och bitdjupet?

Så vad är de optimala samplingsfrekvenserna och bitdjupen för dina behov?

Casual lyssnande

Om du är en avslappnad lyssnare behöver du egentligen inget högre än 16-bitars ljud. Vissa tjänster erbjuder högre bitdjup för att få det att låta som om det motsvarar tydligare ljud, men så är inte fallet. Du bör också ha det bra med en samplingsfrekvens på 44,1 kHz om du är en avslappnad lyssnare.

Ljudfiler och ljudingenjörer

Samtalet förändras när vi pratar om ljudfiler och ljudingenjörer; de vet vad DAC: er är och använder annan utrustning för att få ut det mesta av sin musik. 24-bitars ljud bör vara det bästa valet när det gäller brus och dynamiskt omfång. Det kan vara mjukare utan hörbart ljud och högre utan störningar.

När det gäller samplingsfrekvens blir konversationen lite lerig. Vissa människor säger att de inte kan se skillnaden mellan 96 kHz och 44,1 kHz, medan andra hävdar att de kan höra skillnad.

Provhastighet vs. Bitdjup: Nu vet du

Teknik kan vara knepig och det blir värre med att olika termer slängs runt utan någon förklaring. Vi stöter på samplingsfrekvens och bitdjup hela tiden när vi arbetar med digitalt ljud, och att veta mer om dessa termer hjälper dig att bättre förstå vad du lyssnar på.

16-bitars vs. 24-bitars vs. 32-bitars ljud

Vad är skillnaden mellan 16-bitars och 24-bitars ljud? Kan du ens skilja dem åt?

Läs Nästa

Om författaren