Analogowy zapis muzyki na CD ?

Jak powstawały płyty CD, oczekiwałem, że zastosowany będzie na nich
zapis analogowy, podobny np. do zapisu na taśmie magnetofonowej, gdzie
zapisuje się głowicą magnetyczną szereg paskowych impulsów, podobnych
do kodu kreskowego. Te prążki można zobaczyć, posypując taśmę
drobnym pyłem żelaza. Dziwiłem się wtedy trochę, że tak bardzo
skomplikowano sobie ten zapis, stosując technikę cyfrową, chociaż
póżniej zrozumiałem, dlaczego.

Na płytach CD zapis z grubsza polega na utworzeniu szeregu jakby
"lusterek" odbijających promień laserowy i tworzący sygnał do odczytu
przez układy cyfrowo- analogowe. I teraz pytanie: czy jest możliwy
zapis analogowy na takim nośniku, czyli utworzenie "lusterek", które
będą od razu tworzyć sygnał częstotliwości dżwięku, bez pośrednictwa
cyfrowego, co, (jak wiadomo zapalonym audiofilom), stwarza problemy
z jakością dźwięku ? Wiem: to, o co pytam, to trochę dziwne, ale
pytam, czy są w ogóle możliwe takie próby ? Chętnie zrobiłbym taki
eksperyment...

Zwiększenie jakości dzwieku odczytywanego z plyty CD nieda zadnej zmiany, poniewaz ucho ludzkie nie jest w stanie odczuć jakości tego dzwieku jeśli jest to transmisja powyżej 100kbps, poniżej owszem, są ludzie którzy to rozróżnią. Płyta CD ma 128kbps. A sposób przedstawiony wg.Twojego opisu nie bedzie sie niczym róznił od zapisu standardowego, poniewaz "lusterka" powodują albo odbijanie promieni lasera, lub pochlanianie co odpowiednio jest stanem wysokim i niskim. Caly przebieg jest oczywiscie bardziej skomplikowany. Tak więc niema możliwości aby lusterka powodowały czesciowe odbicie promieni. A sygnal analogowy od cyfrowego rózni się tym ze zmiany wartości są płynne i ciągłe, natomiast w cyfrowym sa skokowe i nie muszą byc sygnalami nieprzerwanymi.

Pozdrawiam.

Szukając porównania z zapisem na taśmie magnetofonowej, to tam także
są tylko "prążki" (odpowiednik ""lusterek" na CD) zapisane z odpowiednią
częstotliwością. A swoją drogą, nie za bardzo rozumiem, skąd taka dość
niezła jakość dźwięku na taśmie, skoro nie ma tam tak czysto analogowego
zapisu, jak na czarnej płycie winylowej, gdzie zapisuje się dźwięk w postaci
wężowatego rowka, po którym ślizga się igła. Taki zapis łatwo odwzorować
na ruchy membrany głośnika, z taśmą to chyba trochę trudniejsze, ale
też się udaje. Więc "lusterka" na płycie CD nie mogą zastąpić
analogowo prążków na taśmie ? Szkoda, taka piękna technika...
Pozdrawiam

adampyndzel napisał:

... Płyta CD ma 128kbps.

Bzdura.

CD ma:
audio 16 bit
2 kanały
i 44100 próbek na sek
co daje:
2*16*44100=1411200bit/s=1378kb/s

128 to co najwyżej może być bitrate MP3 dla drewnianych uszu


Pozdrawiam

P.S. Dziękuję kol Roman za zauważenie błędu.
Przepraszam za nieścisłość i pozdrawiam.

No dobrze, to może żeby nie trzeba było zgadywać, przepiszę coś z literatury [B. Steinbrink, Multimedia, Robomatic 1993]:

CD w trybie x1 (czyli taki jak przy cd-audio) czyta 75 sektorów na sekundę, czyli 172.27 KB/s

Co do zapisu "lusterkowego" - technika zapisu CD niestety dość mocno różni się od taśmy - po pierwsze głowica musi śledzić ścieżkę i zachować synchronizację z sekwencją pitów na dysku, stąd w przypadku zapisu cyfrowego konieczne jest kodowanie EFM - nie wiem jak miałoby to być zrealizowane w systemie analogowym.
Po drugie w CD stanom logicznym wcale nie odpowiadają miejsca odbijające i nie odbijające (a raczej odbijające w fazie i przeciwfazie), tylko przejścia pomiędzy nimi.
Po trzecie, CD zawiera bardzo silne kody detekcji i korekcji błędów - bez nich dźwięk z płyty CD byłby jednym wielkim szumem.
Dla uświadomienia sobie skali problemu: Red Book dopuszcza już przy produkcji 250 (!) pojedynczych błędów na sekundę, natomiast algorytm CIRC jest w stanie skorygować "paczkę" 7000 błędnych bitów, czyli 40ms przerwy - chyba sporo.
Podsumowując: przeprowadzenie "eksperymentu" z zapisem a następnie odczytem analogowej informacji z CD, przy stopie błędów jaka tam występuje, jest raczej niewykonalne.

PS. Nie dysponuję literaturą na temat zapisu na taśmie magnetycznej, ale według Wikipedii jest to najnormalniejszy analog, bez żadnych "prążków".

-RoMan- - racja z tym shiftem

Wyżej komuś się klawisz Shift przestawił. Powinno być 1411200 b/s = 1378.125 Kb/s = 176400 B/s = 172.27 KB/s

Jak już jesteśmy tacy dokładni to nie 172,27KB/s tylko 172,265625KB/s

Fajny temat, próbowałem kiedyś nagrać plik komputerowy na magnetofon szpulowy, napisałem program w Amosie dla Amigi, który zamieniał bity pliku na sygnał dźwiękowy dla wyjścia audio Amigi, zgrałem go na magnetofon, z kolei drugi program umożliwiał wgranie dźwięku z magnetofonu do Amigi poprzez sampler dołączany do portu drukarkowego Amigi i zamienienie fali dźwiękowej na bity. Ogólnie operacja się udała plik nie miał żadnych błędów, niestety jego wielkość wynosiła zaledwie 1kB, a zużyta została chyba cała godzinna taśma.

Sprzęt był marny bo starodawny lampowy magnetofon szpulowy, który przenosi do kilku kHz, a i Amiga wcale nie lepsza ze swoim 8 bitowym dźwiękiem.

Teraz mógłbym to powtórzyć z komputerem PC i magnetofonem Sony TC-KE500S tylko potrzebuję algorytmu dla Delphi umożliwiającego wysyłanie i pobieranie próbek dźwiękowych, może ktoś znajdzie taki w sieci.

Fajnie by było posłuchać muzyczki cyfrowej z kasety analogowej.

Ogólnie zastanawia mnie dlaczego telewizja cyfrowa umożliwia nadawanie większej liczby kanałów niż telewizja analogowa. Skoro zapis cyfrowy wiąże się z większą ilością danych.

A cóż to za osiągnięcie z tym nagrywaniem na magnetofon? 20+ lat temu był to dość powszechny sposób zapisu programów i danych. Byle Spectrum zapisywało ze średnią prędkością 1500 bps (z "turbo" - nawet do 4500 bps). Jak łatwo policzyć, na godzinnej taśmie mieściło się jakieś 700 KB. Na byle kaseciaku - im gorszy, tym lepiej.

Przypominam, że płyta CD miałaby być użyta dokładnie "odwrotnie",
tzn nie chciałbym tam mieszać sygnału cyfrowego...
Przedstawiając problem, oczekiwałem na opinie, czy to kompletna
pomyłka, czy może jednak do zrealizowania ? Sam niestety nie
potrafię bawić się zamianą bitów na analog (czy może odwrotnie).

Skoro tych bitów na płycie tak dużo, to i jakości dźwięku
można by spodziewać się rewelacyjnej i zmieścić np. 10 razy
więcej muzyki ...
Chyba, że to naprawdę niemożliwe.

-RoMan- napisał:

A cóż to za osiągnięcie z tym nagrywaniem na magnetofon? 20+ lat temu był to dość powszechny sposób zapisu programów i danych.

To fakt, niestety Amiga była zbyt nowoczesnym komputerem i ominęła mnie ta przyjemność. Dla Amigi były sprzedawane jeszcze urządzenia do archiwizacji danych na kasecie Video "Video Backup System" na ścieżce wideo można było zapisać z częstotliwością kilku MHz naprawdę kupę danych. W sumie to nawet nie o nośnik mi chodzi, bowiem interesuje mnie przesyłanie danych np.: po kablu lub radiowo w eterze, nie każdy wie że pasmo przenoszenia najwyższej klasy wzmacniaczy dochodzi do 200kHz, a na 225kHz to nadaje już Polskie Radio Program Pierwszy, tak sobie myślę podłączyć wyjście Video Amigi do wzmacniacza dać go na 1000W i biada panom z rozgłośni

henrykS napisał:

Skoro tych bitów na płycie tak dużo, to i jakości dźwięku
można by spodziewać się rewelacyjnej i zmieścić np. 10 razy
więcej muzyki ...

Można by zrobić inaczej skoro płyta zapisuje tylko jedynki i zera, i nic pośredniego, można by stworzyć tak zwany dithering znany z drukarek, które też są w stanie oddać tylko 2 kolory czerń lub biel, a mimo to drukują wszystkie odcienie.

10101010 dawało by poziom dźwięku 50%
100100100 - 33%
100010001000 -25%

i tym podobne, był by to zapis jak najbardziej analogowy, oczywiście inżynierowie poszli po rozum do głowy i zapsują to inaczej bit pierwszy odpowiada za 1/2, drugi 1/4, trzeci 1/8, czwarty 1/16, a odpowiednia kombinacja tych bitów może stwożyć dowolne wartości. Zapis 16 bit da 65536 poziomów napięcia. Jest to zapis liniowy, nie każdy wie jednak o tym że karta grafiki w komputerze ma zapis logarytmiczny i 8 bit da znacznie większy zakres dynamiki niż 256. Płyty CD można by zapisywać w podobny sposób, zresztą został on dawno wykożystany w magnetofonach jako Dolby, na moim Sony można zapisać dynamikę ponad 80db. Można się umówić że zapisując dźwięk kompresujemy jego dynamikę a odtważając rozkompresowujemy i tym samym uzyskujemy dużo większy zakres dynamiki. Można by też zapisywać zawszę muzykę z pełną głośnością, a informację o głośności na osobnej ścieżce, dynamika zapisu wzrosła by do nieskończoności, można też zapisywać dźwięk nie jako przebieg napięcia tylko jako poszczególne częstotliwości, a to jest już zapis MP3 o którym panowie zapomnieli.

odbiornik napisał:

Ogólnie zastanawia mnie dlaczego telewizja cyfrowa umożliwia nadawanie większej liczby kanałów niż telewizja analogowa. Skoro zapis cyfrowy wiąże się z większą ilością danych.

A to "zasługa" kompresji MPEG2 oraz ostatnio MPEG4. W praktyce nastała znaczna degradacja jakości obrazu w porównaniu z przekazem DMAC, D2MAC (szkoda - najlepszy jakościowo system TV analogowej ... owszem pomijam dekodery od kablówek Philipsa używane do odbioru Sat - brak redukcji szumów i odpowiedniej deemfazy był przyczyną fatalnej jakości odbioru - kabel -> modulacja AM, sat -> modulacja FM) czy nawet PAL. Przesyły studyjne MPEG2 w formacie 4:2:2 mają nawet dziesiątki razy większy bitrate niż dosyły do odbiorcy.

Polsat już tak mocno upchnął ilość kanałów na swoim transponderach że wg dawnych ocen jakościowych cyfrowej TV sat oferuje gorszą jakość od kasety VHS. A zresztą regularnie widać to jak obraz "rozsypuje" się na makrobloki z racji braku pasma.

odbiornik napisał:

Można by zrobić inaczej skoro płyta zapisuje tylko jedynki i zera, i nic pośredniego, można by stworzyć tak zwany dithering znany z drukarek, które też są w stanie oddać tylko 2 kolory czerń lub biel, a mimo to drukują wszystkie odcienie.

10101010 dawało by poziom dźwięku 50%
100100100 - 33%
100010001000 -25%

Czyli jednym słowem można by zapisać analog na płycie CD, wykorzystując tylko coś w rodzaju przetwornika PWM (dla zwiększenia mocy). Długość możliwego do zapisania utworu znacznie by się skróciła. Nie sądzę żeby to było uproszczenie.
Ciekawostką jest dla mnie system korekcji błędów, pracujący w sumie bez żadnego procesora w czasie rzeczywistym - to był wyczyn jak na tamte lata.
Z tymi prążkami w magnetofonie to coś ci się pokiełbasiło - inaczej miałbyś stały magnes na siłowniku jak w drukarce igłowej - jest prążek. nie ma

Prążki na taśmie magnetofonowej to, jak dla mnie, zupełna zagadka. O ile mogę sobie wyobrazić zapis "czystej" częstotliwości dżwieku tym sposobem, to już gdzie tam są informacje o różnych instrumentach i np. barwie głosu piosenkarki i na dodatek to wszystko nałożone na siebie, to czarna magia...
Domyślam sie tylko, że oprócz szerokości, i odstępów pomiędzy
prążkami, ważna jest też "wysokość" prążków. Ten ktoś, kto to wymyślil, być
może działał "w ciemno" a resztę "odwaliła" fizyka.

A, czytałem gdzieś, że jak na razie, nie znaleziono lepszego materiału
na membrany głośnikowe, niż papier (karton), jeżeli chodzi o wierność
odtwarzania dźwięku. Kolejna zagadka: w jaki sposób sztywny papier
potrafi odtworzyć dżwięk np. uderzanego metalowego talerza perkusji ?

Witam

Prążki na taśmie to żadna zagadka, to proste jak drut
Po prostu na nagranej taśmie występują obszary o różnym stopniu namagnesowania. Te obszary, które są silniej namagnesowane gromadzą więcej opiłków metalu. Z racji tego, że zapis na taśmie magnetofonowej jest prostopadły, więc obszary silniej namagnesowane są ułożone w prążki.
To są podstawy działania magnetofonu, proponuję poczytać nieco np. tu:
http://www.audioton.republika.pl/magnetofon.html
Jeśli kolega jest w stanie sobie wyobrazić zapis "czystej" częstotliwości, to proszę sobie wyobrazić zapis kilku częstotliwości nałożonych na siebie - ot cała tajemnica dźwięku

Zapis cyfrowy na taśmie magnetycznej jest banalnie prosty (tylko dwa stany: taśma namagnesowana lub nie) i jak już ktoś wspomniał - znany od lat
O ile tzw Streamer-y używane dawno temu w komputerach PC nie weszły zbytnio "pod strzechy", o tyle zapewne każdy słyszał o komputerze Commodore C64. Najpopularniejszym sposobem przechowywania danych jaki był używany przez ten komputer były właśnie taśmy magnetyczne (dokładnie takie same jak kaseta magnetofonowa).

Zapis analogowy na płycie CD nie jest możliwy do wykonania, a przynajmniej nie na takiej zasadzie jak zapis cyfrowy (w tym wypadku dodatkowo optyczny).

odbiornik napisał:

10101010 dawało by poziom dźwięku 50%
100100100 - 33%
100010001000 -25%

Tylko, że w ten sposób nadal mamy do czynienia z zapisem cyfrowym (zera i jedynki)
Z drukiem jest nieco inaczej, technika o której kolega wspomniał polega tak na prawdę na oszukiwaniu naszego wzroku Można to łatwo zauważyć patrząc z małej odległości (kilkadziesiąt cm) na dowolny bilbord.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Dithering_(grafika_komputerowa)

Jedyne co mi przychodzi do głowy to sposób jaki od lat znany jest z gramofonów - tylko po co do tego używać CD ?

A dlaczego papierowa membrana odtwarza metaliczne dźwięki? - magia, tyle że fal dźwiękowych .
Dlaczego papier jest najlepszy? - bo jest lekki

Polecam lekturę:
http://www.audioton.republika.pl/oglosnikach.html
oraz o zapisie/odczycie CD
http://www.audioton.republika.pl/odtwarzaczcd.html

Pozdrawiam

Artur k. napisał:

Prążki na taśmie to żadna zagadka, to proste jak drut
Po prostu na nagranej taśmie występują obszary o różnym stopniu namagnesowania. Te obszary, które są silniej namagnesowane gromadzą więcej opiłków metalu. Z racji tego, że zapis na taśmie magnetofonowej jest prostopadły, więc obszary silniej namagnesowane są ułożone w prążki.

Prążki to raczej nazwa umowna - chodzi przecież o obszary słabiej i mocniej namagnesowane (zaciemnienie czy wysokość prążka opisowo mówiąc) a nie o obszary namagnesowane i nie (jest prążek nie ma). Gdyby nie wykorzystać całego dostępnego zakresu remanentu magnetycznego to trzeba by tę taśmę przewijać jak szaloną żeby uzyskać choć minimalny poziom dynamiki.

Zapomniana już dziś płyta Laser Disc posiadała analogowy zapis wizji i analogowy albo cyfrowy zapis dźwięku.
Warto też pamiętać o analogowym optycznym zapisie dźwięku na taśmie filmowej. Taka ścieżka umożliwiała zapis we wczesnych wersjach systemu Dolby, nie mówiąc już o zwykłym stereo.

cranky napisał:

Prążki to raczej nazwa umowna - chodzi przecież o obszary słabiej i mocniej namagnesowane (zaciemnienie czy wysokość prążka opisowo mówiąc) a nie o obszary namagnesowane i nie (jest prążek nie ma). Gdyby nie wykorzystać całego dostępnego zakresu remanentu magnetycznego to trzeba by tę taśmę przewijać jak szaloną żeby uzyskać choć minimalny poziom dynamiki.

Oczywiście
Napisałem bardzo skrótowo, ponieważ nie ma sensu tutaj robić wykładu z zasad działania magnetofonu oraz zapisu magnetycznego
W zasadzie prążki są dlatego, że tylko obszary silniej namagnesowane są w stanie przyciągnąć i utrzymać opiłki. Obszary słabiej namagnesowane nie mają tyle siły.
To tak jakby położyć w pewnej odległości od siebie dwa magnesy o rożnej sile (tak by wzajemnie na siebie nie oddziaływały) i w równej odległości od nich umieścić lekki metalowy przedmiot - oczywiste jest to, że zostanie on przyciągnięty przez silniejszy magnes.

Pozdrawiam

Tak, teraz jasne: nie tylko prążki, ale też wszystko to, co pomiędzy nimi
czyli mnóstwo informacji analogowej. Na tych taśmach filmowych wygląda
rzeczywiście to podobnie- taka pofalowana optyczna ścieżka
symetrycznego widma dźwięku. A na taśmie magnetycznej podobnie, tylko zamienione na widmo magnetyczne. I do lamusa, bo nienowoczesne...

Acha, wyremontowałem ostatnio do użytku takie cudo: przenośny magnetofon Sony- nagrywa stereo na pełną szerokość taśmy, czyli działa tylko w jedną stronę. Trójgłowicowy, regulacja przesuwu taśmy, max 19 cm/sec, regulacja prądu podkładu. Zacznę od nagrania sobie tych zwariowanych wiosną ptaków. A potem grzecznie cyfrowo na płytę CD...bo przecież nie będę gonił taśmy i obrobić łatwiej.. Pozdrawiam.

Przepraszam za odkopanie, ale trafiłem na wątek przypadkowo i skoro już tu zajrzałem, chciałbym go uzupełnić o istotną informację

henrykS napisał:

Na płytach CD zapis z grubsza polega na utworzeniu szeregu jakby
"lusterek" odbijających promień laserowy i tworzący sygnał do odczytu
przez układy cyfrowo- analogowe. I teraz pytanie: czy jest możliwy
zapis analogowy na takim nośniku, czyli utworzenie "lusterek", które
będą od razu tworzyć sygnał częstotliwości dżwięku, bez pośrednictwa
cyfrowego (...)?

Powyższe zagadnienie Japończycy już dość dawno temu rozwiązali w inny sposób

https://www.elpj.com/