Was ist die Hardware-Schaltung, die Audiosignale digitalisiert?

Die Hardware-Schaltung, die Audiosignale digitalisiert, ist der „A/D-Wandler“. A/D-Wandler, auch Analog-Digital-Umwandlung genannt, bezieht sich auf eine elektronische Komponente, die analoge Signale in digitale Signale umwandelt. Sie kann ein Eingangsspannungssignal in ein digitales Ausgangssignal umwandeln.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, Dell G3-Computer.

Die Kernhardwareschaltung zur Digitalisierung von Audiosignalen ist: A/D-Wandler.

Die Schaltung, die analoge Signale in digitale Signale umwandelt, wird als Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler oder ADC, Analog to Digital Converter) bezeichnet und bezieht sich normalerweise auf eine elektronische Komponente, die analoge Signale in digitale Signale umwandelt. Ein typischer Analog-Digital-Wandler wandelt ein Eingangsspannungssignal in ein digitales Ausgangssignal um.

Da das digitale Signal selbst keine eigentliche Bedeutung hat, stellt es nur eine relative Größe dar. Daher benötigt jeder Analog-Digital-Wandler eine analoge Referenzgröße als Konvertierungsstandard. Der gebräuchlichere Referenzstandard ist die maximale konvertierbare Signalgröße. Die ausgegebene digitale Größe stellt die Größe des Eingangssignals relativ zum Referenzsignal dar.

Die Funktion der A/D-Wandlung besteht darin, analoge Signale mit kontinuierlicher Zeit und kontinuierlicher Amplitude in digitale Signale mit diskreter Zeit und diskreter Amplitude umzuwandeln. Daher erfordert die A/D-Wandlung im Allgemeinen einen Prozess zum Abtasten, Halten, Quantisieren und Codieren. In tatsächlichen Schaltkreisen werden einige dieser Prozesse kombiniert. Beispielsweise werden Abtasten und Halten, Quantisierung und Kodierung häufig gleichzeitig während des Konvertierungsprozesses implementiert.

Schritte der Analog-Digital-Konvertierung

Die Analog-Digital-Konvertierung durchläuft im Allgemeinen die Schritte Sampling, Quantisierung und Kodierung.

Abtastung bezieht sich auf das Ersetzen des ursprünglichen zeitkontinuierlichen Signals durch eine Folge von Signalabtastungen in bestimmten Intervallen, also auf die zeitliche Diskretisierung des analogen Signals.

Quantisierung besteht darin, eine begrenzte Anzahl von Amplitudenwerten zu verwenden, um den ursprünglichen sich kontinuierlich ändernden Amplitudenwert anzunähern, und die kontinuierliche Amplitude des analogen Signals in bestimmten Intervallen in eine begrenzte Anzahl diskreter Werte umzuwandeln.

Die Kodierung folgt bestimmten Regeln, um den quantisierten Wert als Binärzahl darzustellen und ihn dann in einen binären oder mehrwertigen digitalen Signalstrom umzuwandeln. Die so gewonnenen digitalen Signale können über digitale Leitungen wie Kabel, Richtfunkleitungen und Satellitenkanäle übertragen werden.

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