Реферат: Історія диктофону

Як же вийшло так, що ця мініатюрна коробочка з кнопками стала вмістилищем голосових записів, пісень і комп'ютерних файлів з інформацією?

З моменту, коли обчислювальна техніка дозволила людям зберігати в електронній пам'яті 2 різних логічних стану «0» і «1», багато допитливі уми почали перейматися питанням – а як би це використовувати не просто для обчислень і прикладної науки, а в створенні корисних речей для повсякденної життя людей?

Тут-то і стала в нагоді технологія амплітудно-цифрового перетворення для перетворення і подальшого зберігання даних (а саме звуку і відео) в електронній пам'яті.

Як же звук, і чуємо перемістився в комірки електронної пам'яті?

Коротко розглянемо для цього весь процес.

Мікрофон перетворює звукові коливання в аналоговий електричний сигнал низької частоти (ширина частотного діапазону сильно залежить від якості мікрофону), який далі йде з схеми обробки (включаючи АЦП).

Схеми аналогово-цифрового перетворювача вимірює амплітуду звукового сигналу через рівні проміжки часу (званими вибірками) і зберігає ці дані в пам'яті. Кількість вибірок визначається користувачем (за допомогою програми або установки пристрою перетворення) з урахуванням того, наскільки висока якість передачі всіх звукових «відтінків» потрібно отримати. Інша назва кількості вибірок – «частота дискретизації».

Цифрова інформація, отримана після АЦ – перетворення, направляється в електронну пам'ять безпосередньо, або після компресування її, використовую різні алгоритми компресії (Real Audio, MPEG або власні алгоритми виробників диктофонів і МР-3 програвачів).

Слуховий апарат людини найбільш добре розрізняє звуки з частотою від 30 Гц до 17000 Гц. Більш низькі звуки (інфразвук, вібрація) відчуваються вже не вухами, а практично тілом, а більш високі (ультразвук) діапазону 17000–20000 Гц можуть чути в основному музично обдаровані особистості.

Однак виробники звукової апаратури роблять своє обладнання (особливо підсилювачі) з деяким «запасом», з тим, щоб вони без спотворень посилювали і відтворювали звуки діапазону 20–20000 Гц і задовольняли запити вимогливої публіки.

Для якісного відтворення звуку частотою 20000 Гц (який, до речі не почують 80–90% людей) необхідна частота дискретизації не менше 40000 Гц (40 КГц). Стандарт цифрових аудіо дисків (типу CD) використовує ліцензоване значення частоти дискретизації 44,1 кГц. Часто використовується і менша частота дискретизації, в основному для того, щоб умістити більшу кількість звукової інформації в той же об'єм пам'яті, якщо користувачеві не обов'язково мати найкращу якість звуку (наприклад, для запису і зберігання телефонних переговорів).

Тобто, щоб записати більшу кількість звукової інформації в пам'ять, потрібно зменшувати значення параметрів, що визначають обсяг звукового файлу.

Крім частоти дискретизації, це: кількість каналів (моно – 1 канал, стерео – 2 канали) і розрядність квантування (кількість градацій виміряної амплітуди) – зазвичай використовують 8-ми або 16-ти бітне квантування. Для записів на CD потрібно 16-ти бітне квантування.

Чому ж на CD-диску уміщається всього 15–16 пісень, тоді як у форматі MP3 – може вміститися 100 або навіть 200?

Та тому, що аудіо-CD містить некомпрессированний оцифрований звук і розмір пісні тривалістю 4 хвилини становить 35–40 МБ. Швидкість потоку даних при цьому – 1,378 МБ в секунду.

Ця цифра виходить з параметрів H = 44100 В = 16, С = 2 (де Н – частота дискретизації, В – кількість біт квантування, С – кількість каналів).

У файлів з компресією. Mp3 (використання MPEG-компресії) швидкість потоку коливається від 128 КБ / с (прийнятне якість) до 256 або навіть 512 КБ / с (аналог аудіо-CD).

Природно, розмір аналогічної по тривалості (4 хвилини) пісні формату. Mp3 коливається від 3,5 до 10 М. (128 або 256 КБ / с).

Більшість цифрових диктофонів має параметр швидкості потоку даних, що визначаються параметрами H = 8000 В = 8, С = 1 (моно). Тому диктофон, який має обсяг FLASH-пам'яті всього 32 МБ записує до 25 годин голосової інформації, що як ми бачимо, значно перевищує тривалість як звукового, так навіть і МР3/CD – диска.

Однак, цифровий звук «розмістившись» на CD-носіях ніяк не змінив конструкції диктофонів, які як і раніше використовували магнітну стрічку як носій інформації.

І лише тільки з винаходом електронної FLASH-пам'яті, почалася ера цифрових диктофонів.

Винахідником FLASH-технології можна назвати компанію TOSHIBA, яка в 1984 році сповістила про цю новинку світу.

Суть технології полягає в тривалому зберіганні записаних в електронну пам'ять (не плутати з пам'яттю жорстких дисків комп'ютерів, які використовують ефект намагнічування) даних при повній відсутності живлячої напруги.

Як же працює FLASH-пам'ять?

Базовою одиницею, в якій зберігається інформація про логічне стані (0 або 1) у даній пам'яті є напівпровідниковий транзистор з двома затворами: статичним і плаваючим. Плаваючий затвор перебуває під статичним і є елементом зберігання заряду. У залежності від поданого на висновки транзистора напруги, заряд «плаваючого» затвора змінюється від «0» – це логічний нуль, до певного значення напруги, прийнятого за логічну «одиницю».

Таким чином, після подачі імпульсу, який визначає логіку осередку (транзистора), заряд може зберігатися в транзисторі дуже тривалий час (до 10 років) без подання будь-якого електрики.

Інформація заноситься в осередки FLASH-пам'яті як побітно, так і байтами. Швидкість зчитування даних з комірок деяких з найбільш «спритних» моделей з використанням подібної пам'яті на момент написання статті досягла 20 МБ / сек.

Крім комп'ютерів, FLASH-пам'ять широко використовуються в цифрових диктофонах, фотокамерах, відеокамерах, PDA, а останнім часом – навіть у телевізорах.

За сукупністю показників (ємність, швидкодія, надійність, практичність і вартість) FLASH-пам'ять виходить у лідери пристроїв зберігання інформації і, швидше за все, буде домінувати на ринку комп'ютерних аксесуарів і мультимедійного ринку в секторі пристроїв зберігання інформації.