¿Cómo determina un altavoz eléctrico la amplitud y la frecuencia? [cerrado]

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Entonces, sé que un DAC convierte señales binarias codificadas en señales analógicas, pero ¿qué tipo de cosa determina el tono y la amplitud del sonido saliente?

¿El DAC usa un reloj para la frecuencia y un amplificador para el sonido?

Además, ¿es el protocolo que usamos para comunicarnos con el orador: estandarizado o cada DAC usa un método propietario?

Si está estandarizado: ¿puede enseñarme [el protocolo de señal del código de máquina para el audio y las formas de manipularlo para hacer mi oferta]?

Gracias por tu tiempo, solo quiero poder reproducir audio, soy un entusiasta y un aficionado, pero tengo muy poca experiencia

addendum, al parecer no estaba claro.

Comenzando de nuevo:

Si la electrónica digital solo puede variar el ancho de pulso de sus unos y ceros, ¿cómo pueden esperar enviar datos de amplitud a un altavoz?

Obviamente, es más complicado que una señal, porque sería multitono en un solo volumen, por lo que debe tener canales paralelos y una forma de solicitar amplificación, ¿no?

¿De qué manera se logra esto?

    
pregunta user179283

2 respuestas

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El tono y la amplitud no son en realidad parte de la señal como lo ve el DAC o el hablante. Son cosas que haces al analizar la señal. La señal real es la distancia a la que desea que se mueva el altavoz en un momento dado. Es lo opuesto a lo que hace un micrófono, solo queremos que el altavoz vuelva a crear las mismas vibraciones que el micrófono vio cuando grabamos la señal.

Las "instrucciones" que envía al DAC son la cantidad de voltaje que desea que emita en ese momento en particular, lo que se traduce en la distancia a la que se mueve el altavoz. Puede indicarle que emita 2 voltios, luego medio milisegundo más tarde puede indicar que emita 2.1 voltios, luego medio milisegundo más tarde puede indicarle que emita 2.2 voltios. Cada uno de estos se llama una muestra.

Preguntar cómo sabe el DAC sobre el tono y la amplitud es como preguntar "Sé que mis piernas convierten los pensamientos en movimiento, pero ¿cómo saben si voy al baño o a la cocina?". Simplemente no sabe o no le importa.

  

¿El DAC usa un reloj para la frecuencia y un amplificador para el sonido?

No todos los DAC necesitan un reloj; a menudo, puede generar una nueva muestra cuando lo desee. Para simplificar, generalmente elegimos una frecuencia de muestra y nos atenemos a ella. Una frecuencia de muestreo más alta siempre hace que el sonido sea más preciso. Algunos valores estándar ampliamente aceptados son 44100 Hz (44100 muestras espaciadas uniformemente por segundo) y 48000 Hz, pero si es su hardware, puede hacer lo que quiera.

No hay siempre un amplificador de potencia involucrado; Depende de lo alto que necesite el sonido.

  

Además, es el protocolo que utilizamos para comunicarnos con el orador: ¿está estandarizado o cada DAC utiliza un método patentado?

Depende de la DAC. Algunos son DAC paralelos, lo que significa que (por ejemplo) puede escribir un número binario de 8 bits en 8 cables separados conectados al DAC. Algunos de ellos utilizan protocolos en serie como I2C o SPI o I2S. Ninguno de ellos debería ser muy complicado. Consulte la hoja de datos de su DAC.

No vale nada, también puedes crear tu propio DAC paralelo con una red de resistencias y un amplificador operacional.

  

Si está estandarizado: ¿puede enseñarme [el protocolo de señal del código de máquina para el audio y las formas de manipularlo para hacer mi oferta]?

No es un código de máquina.

Para saber cómo enviar muestras al DAC, verifique la hoja de datos de su DAC.

En cuanto a cómo generar muestras, es demasiado amplio para cubrir aquí a menos que sepa lo que quiere generar. Para empezar, intente reproducir una grabación de micrófono, o pruebe las ondas sinusoidales con diferentes frecuencias.

    
respondido por el immibis
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De los comentarios:

  

Entonces, ¿cómo se hace más alto sin tener un tono más alto? ¿No haría más energía más rápido y con un tono más alto, no más alto? O ... ¿qué me estoy perdiendo? ------------- ¿La velocidad de la expansión del diafragma por pulso es constante con un par variable dependiendo del voltaje? Porque, de lo contrario, un altavoz no aumentaría de volumen, solo llegaría a su destino más rápido y obtendría todo el sonido distorsionado y el chipmunky (sic).

Te estás perdiendo algo de física básica. El tono es la frecuencia de la oscilación de una onda de sonido. El volumen es la amplitud (tamaño) de la oscilación.

Un micrófono convierte las ondas de presión de sonido en una señal análoga. Eso significa que la forma de onda del voltaje variará en proporción a la presión acústica instantánea. La señal eléctrica se puede amplificar para activar un altavoz directamente o se puede muestrear y almacenar digitalmente a una velocidad lo suficientemente alta como para dar suficiente fidelidad cuando se convierte de nuevo a analógica.

Un altavoz convierte la forma de onda eléctrica (una potencia más alta) en sonido. De nuevo, esta es una conversión analógica. El tono es la frecuencia de la oscilación de la señal eléctrica y la onda de sonido resultante. El volumen es la amplitud (tamaño) de la oscilación.

Obtenga una aplicación de generador de frecuencia para su teléfono, conéctela a su amplificador y coloque los dedos ligeramente sobre el cono del altavoz a medida que varía el tono y el volumen. Es posible que obtengas mejores resultados táctiles a bajas frecuencias.

  

Si la electrónica digital solo puede variar el ancho de pulso de sus unos y ceros, ¿cómo pueden esperar enviar datos de amplitud a un altavoz?

La modulación de ancho de pulso con filtrado de paso bajo permite recrear cualquier voltaje entre el voltaje de salida mínimo y máximo del amplificador.

Figura1.ReproduccióndeunasalidadeamplificadorPWMdeunaondasinusoidal.Fuente: Vanatoo .

Debería quedar claro en la imagen de arriba que para reproducir la onda sinusoidal a todo volumen, el PWM debe variar de 0% a 100%. Para reproducir la onda sinusoidal a un volumen del 40%, el PWM se limitaría a una modulación del 30% al 70%.

  

Obviamente, es más complicado que una señal, porque sería multitono en un solo volumen, por lo que debe tener canales paralelos y una forma de solicitar amplificación, ¿no?

No sé a qué te refieres con "volumen singular multitono", pero asumiré que te refieres al sonido de amplio espectro, como la música o el habla. Todo el sonido que incide en su oído es la suma instantánea de las ondas de presión de sonido, por lo que para recrear esta forma de onda necesitamos PWM a una frecuencia suficientemente alta para poder generar las frecuencias de interés más altas. No hay "solicitud de amplificación". Simplemente reproducimos la forma de onda original lo mejor que permite el hardware elegido.

  

... para que solo pudieras controlar el ancho de pulso, pensé, a menos que tuvieras un DAC, ¿y una manera de decirle que produce más voltaje por pulso?

El punto de PWM es que puede hacer DAC simplemente con una salida digital on-off y un filtro de paso bajo. La tensión de salida filtrada es simplemente proporcional al ancho de pulso.

Consulte el artículo vinculado para obtener más información.

  

Sin embargo, existe algo como: 00001111 o 010101010, el primero es de baja frecuencia y el segundo es de alta frecuencia, aunque, de nuevo, no hay cambio en la amplitud, no solo a través de la señal digital.

No, esto es incorrecto.

  • Los valores binarios determinan el ancho de pulso de PWM.
  • '00001111' = decimal 31. En un sistema de 8 bits (256 pasos), esto daría como resultado un ancho de pulso de 31/256 = 12.1% de ancho de pulso. En un sistema digital de 5 V, esto daría como resultado un voltaje promedio de 0.605 V.
  • '10101010' = decimal 170. En el sistema de 8 bits, el ancho del pulso sería 170/256 = 66.4% y el voltaje promedio sería 3.32 V.

Los datos se almacenan en bytes o palabras. Estos bytes o palabras se convierten a anchos de pulso por el hardware del controlador. Los anchos de pulso determinan el voltaje promedio. Al actualizar lo suficientemente rápido, podemos reproducir una versión de alta fidelidad de la señal analógica original.

    
respondido por el Transistor

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