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Daneben erkannte man früh die vorteilhafte Anwendung des Expanders zur Entfernung von Hintergrund-
geräuschen und Übersprechen von einzelnen Spuren in der Mehrkanaltechnik.
Das Noise Gate stellt die einfachste Form dieser Geräteart dar. Oberhalb eines einstellbaren Schwellwertes
(Threshold) passiert das Signal das Gerät unverändert. Unterschreitet das Signal diesen Wert, wird es einfach
komplett "abgeschnitten". Diese Methode ist natürlich in den meisten Anwendungsfällen wenig geeignet, da
der Übergang zu sprunghaft wäre und vom Hörer als unnatürlich empfunden würde. Eine verbesserte Version
dieser Schaltung ergibt sich durch die Einstellbarkeit sogenannter Regelzeiten.
4.2 Digitale Audioverarbeitung
Zur Umsetzung analoger Signale – z. B. Musik – in digitale Datenworte werden sogenannte Analog/Digital-
Wandler (engl. Analog/Digital Converter, ADC) eingesetzt. Solche Wandler messen den Verlauf eines Signals
in konstanten zeitlichen Abständen und geben die augenblickliche Signalamplitude als Zahlenwert wieder. Die
wiederholte Messung in zeitgleichen Abständen nennt man Abtastung, die Umsetzung der Amplitude in
Zahlenwerte nennt man Quantisierung. Beides zusammengefasst wird als Digitalisierung bezeichnet.
Für den umgekehrten Fall, die Wiedergabe eines digitalisierten Signals in seiner ursprünglichen analogen
Form, werden Digital/Analog-Wandler (engl. Digital/Analog Converter, DAC) eingesetzt.
In beiden Fällen wird die Häufigkeit, mit der die Umsetzung vorgenommen wird, durch die Abtastrate (engl.
sampling rate) vorgegeben. Mit der Abtastrate wird die nutzbare Signalbandbreite (Frequenzbereich)
festgelegt. Die Abtastrate muss immer mehr als doppelt so hoch sein wie die höchste Nutzfrequenz im
Signal. Deshalb ist z. B. für auf CD aufgezeichnete Musik die Abtastrate mit 44,1 kHz etwas höher als das
Doppelte der höchsten wiederzugebenden Frequenz von 20 kHz gewählt.
Die Genauigkeit der Quantisierung hängt maßgeblich von der Präzision der Wandler ab. Die Wortbreite eines
Wandlers, angegeben in Bits, ist ein Maß für den theoretisch möglichen Signal/Rauschabstand.
Man kann die Anzahl der Bits als Anzahl von Nachkommastellen betrachten: je mehr Nachkommastellen,
desto exakter die Darstellung eines "Abtastwertes" als digitales Datenwort. Jedes zusätzliche Bit ergibt
theoretisch eine Verbesserung des Signal/Rauschabstandes um 6 dB. Leider gibt es eine Reihe weiterer
Einflüsse, die das Erreichen des theoretischen Optimums verhindern.
Quantisierungs-Stufen
Quantisierungs-Fehler
(Rauschen)
Wenn Sie sich eine analoge Schwingung als Kurve vorstellen, dann können Sie sich die Abtastung als Gitter
vorstellen, das über die Kurve gelegt wird. Je größer Abtastfrequenz und Abtastgenauigkeit (= Wortbreite in
Bit) sind, desto engmaschiger wird das Gitter. Die analoge Schwingung beschreibt eine kontinuierliche Linie,
die nur an wenigen Punkten genau auf den Kreuzungspunkten dieses Gitters liegt, alle anderen Punkte auf
dieser Linie sind mehr oder weniger weit von den Kreuzungspunkten entfernt. Diese Entfernungen entsprechen
ULTRA-DYNE PRO DSP9024
U (Spannung)
0000
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
1111
1110
1101
1100
1011
1010
1001
1000
Datenworte
Abb. 4.3: Der Quantisierungsfehler beim Sampling
4. TECHNISCHER HINTERGRUND
8
0111
7
0110
6
0101
5
0100
4
0011
3
0010
0001
1
2
3
4
5
6
7
8
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
Abtast-Zeitpunkte
Verlauf des
analogen Signals
t (Zeit)
39
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