كرت الصوت: معدل العينات وعمق البت وحساب الحجم والتأخير

الخلاصة السريعة

تساعد إعدادات كرت الصوت على فهم التسجيل الرقمي. معدل أخذ العينات يحدد عدد القياسات في الثانية، بينما يؤثر عمق البت في المدى الديناميكي، ويتصل حجم المخزن المؤقت بتأخير المعالجة. [1]

• عند 48 كيلو هرتز تؤخذ 48,000 عينة في الثانية لكل قناة؛ عمق البت هو عدد البتات لكل عينة. [1][2]
• للصوت PCM غير المضغوط، حجم إطار العينات يساوي عدد القنوات × عمق البت ÷ 8 بايت. [2]
• مثالنا: 60 ثانية، 48 كيلو هرتز، 16 بت وقناتان تعطي 11,520,000 بايت بيانات، أي 11.52 ميغابايت عشريًا، دون ترويسة الملف أو الضغط.
• مخزن 256 عينة عند 48 كيلو هرتز يمثل نحو 5.33 ملي ثانية لاتجاه واحد و10.67 للاتجاهين في الحساب النظري؛ ليس هذا كل تأخير النظام. [3]
• تصغير المخزن قد يخفض التأخير ويزيد عبء المعالجة والانقطاعات؛ الإعداد المناسب يتوقف على جلسة العمل. [1]

العينة والبت والقناة

العينة قياس يؤخذ من الإشارة، ومعدلها عدد القياسات في الثانية. يعبر 48 كيلو هرتز عن 48,000 عينة في الثانية. وزيادة عمق البت توسع المدى الديناميكي الممكن في التمثيل. [1]

تصف وثائق PCM معدل العينات لكل قناة. أحادي الصوت قناة واحدة، والستيريو قناتان. أما إطار العينات فيجمع بيانات القنوات للحظة واحدة؛ فلا تساوِ بين عينة قناة منفردة والإطار الكامل. [2]

كيف نحسب حجم بيانات التسجيل؟

في PCM، اضرب عدد القنوات في عدد البتات لكل عينة، واقسم على 8 للحصول على بايتات الإطار. ثم اضرب في الإطارات بالثانية والمدة. النتيجة لبيانات العينات، وليست وصفًا لكل تنسيقات الملفات. [2]

اخترنا تسجيلًا افتراضيًا مدته دقيقة بمعدل 48,000 وإعداد 16 بت وقناتين. كل إطار هنا 4 بايتات: 2 × 16 ÷ 8. الحجم 48,000 × 4 × 60 = 11,520,000 بايت. وبقسمة العدد على مليون نحصل على 11.52 ميغابايت عشريًا.

هذا المثال يحسب الحمولة الرقمية المختارة دون ترويسة أو ضغط. إذا غيرنا المدة إلى نصف دقيقة، مع ثبات باقي القيم، يصبح الناتج نصف الحجم: 5,760,000 بايت.

ما علاقة المخزن بتأخر الصوت؟

يعالج النظام الصوت على دفعات. تقسم عينات المخزن على معدل العينات لحساب مدة الدفعة؛ ولتقدير اتجاهي الإدخال والإخراج نضاعف العدد. توجد أزمنة أخرى للتحويل والمعالجة، وقد توجد مخازن إضافية لا يظهر حجمها للمستخدم. [3]

في مثال 256 عينة و48,000 عينة بالثانية: 256 ÷ 48,000 × 1000 ≈ 5.33 ملي ثانية. اتجاهان متساويان يعطيان نحو 10.67. احفظ كلمة «نظري»: الحساب لا يقيس زمنًا فعليًا على جهاز معين.

لماذا لا نختار أصغر مخزن دائمًا؟

المخزن الأصغر يترك وقتًا أقل للمعالجة، وقد يؤدي إلى انقطاعات عندما يزداد الحمل. وزيادته تتيح وقتًا أطول، لكنها ترفع التأخير المرتبط بالدفعات. يتغير التوازن مع المسارات والإضافات وقدرة النظام. [1]

مثال لاتخاذ قرار: إذا كان هدفك فهم تأخير المراقبة، قارن إعداد المخزن أولًا؛ وإذا كان هدفك تقدير حجم البيانات، ارجع إلى المعدل والعمق والقنوات والمدة. لا تستخدم رقمًا واحدًا للإجابة عن السؤالين.