Heli tekitatud rõhu muutus kõrvas mingi ajavahemiku jooksul

1. Heli kuulmiseks on vajalik kiire õhurõhu muutus kõrva lähedal, heliallikas võib ise muidugi tunduvalt kaugemal olla. Kõrvas ,,konverteeritaks” õhurõhu muutus elektrilisteks signaalideks, mida aju käsitleb helina. Heli tekitatud rõhu muutus kõrvas mingi ajavahemiku jooksul

2. Akustikas mõõdetakse helitugevust tavaliselt detsibellides (dB). Rõhu muutumise kiirust tajume heli kõrgusena. Teaduskeeles öeldakse selle kohta sagedus ning ühikuteks on hertsid (Hz). Sagedust võib defineerida suurusena, mis näitab, mitu korda ajaühikus rõhk mingis suunas muutub. Inimene kuuleb helisid, mille sagedus jääb vahemikku 16 Hz kuni 20000 Hz (see on ideaalne variant, sest vanusega muutub toodud vahemik kitsamaks).

3. Reaalne heli ei ole loomulikult nii lihtne kui eespool kirjeldatud, sest tegelikult on kõikvõimalike helide sagedused ja amplituudid pidevas muutumises Inimesele ei valmista mingit raskust, eristamaks näiteks viiuli heli klaveri omast. Antud helid on eristatavad tänu instrumendi poolt tekitatavate paljude helilainete kombinatsioonidele. Sellist kombinatsiooni nimetatakse tämbriks või kõlavärviks.

4. Analoogsalvestamine   Järgnevalt vaatame, kuidas toimub mingi heli analoogsalvestamine, kasutades näiteks mikrofoni. Mikrofon on seade, mis muudab õhurõhu muutused elektrivooluks. Seda nimetatakse analoogsignaaliks. Signaali salvestamiseks tuleb see ,,kirjutada” mingile andme­kandjale, kasvõi magnetlindile või vinüülplaadile, mis on võimeline säilitama analoogsignaali kuju.    .    Salvestuse kuulamiseks on vaja seadet, mis suudaks tekitada vastavaid õhurõhu muutusi ehk heli. Sellist seadet nimetatakse valjuhääldiks, milles liigub edasi-tagasi spetsiaalne koonus. Koonuse liikumist põhjustab muutuv elektrivool (selle graafik sarnaneb mikrofonijuhtmes toimunud pingemuutuste graafikule). Põhimõtteliselt sarnaneb antud protsess sal­vestamisel toimuvaga, aga suund on loomulikult vastupidine. .    Analoogsalvestamisel on siiski üks suur puudus. Nimelt on praktiliselt võimatu teostada analoogsalvestust ilma taustamüra lisandumiseta.

5. Digitaalsalvestamine    Digitaalsel salvestusel jagatakse helilaine analoogsignaal üksikuteks osadeks, mille kirjeldamiseks kasutatakse numbrilist koodi. Selline ,,koodide märkimine” toimub väga väikese ajavahemiku tagant. Siit võib tõmmata paralleeli filmimisega, ka film kujutab endast väikese ajavahemiku tagant tehtud üksikuid pilte. See, mis toimub kinolinat, on tegelikuit kiiresti üksteisele järgnevate piltide jada.    Arvutiga heli salvestamisel toimub täpselt sarnane protsess. PC vaatab väikeste ajavahemike tagant, milline on mikrofoni positsioon (täpsemait, milline on mikrofoniit tulev elektrisignaal) ja salvestab selle. Salvestuse lõppedes on arvutisse salvestatud terve üksikute positsioonide kogumik, mida saab kasutada heli taasprodutseerimisel Kõik kokku moodustab saIvestatud heli. Sellist heli salvestamise ja esitamise meetodit nimeta­takse heli digiteerimiseks.

6. .Digitaalsüsteemi lihtsaimaks mudeliks on selline, kus valjuhääldi koonus saab olla ainult kahes positsioonis: ,,sees” või ,,väljas”. Neile positsioonidele vastavad arvutisse salvestatud numbrid 0 ja 1. Normaalne positsioon ,,sees” on selline, kus valjuhääldi on liikumatultja seda ei läbi mingi vool. Mingit heli ei ole kuulda. Voolu tekkides liigub valjuhääldi teise positsiooni, ,,väljas”. See liikumine paneb ka ümbritseva õhu liikuma ning me kuuleme vaikset klõpsu. Pannes valjuhääldi sellisel moel edasi ja tagasi liikuma, kuuleb juba mingit kindlat tooni. Heli on seda kõrgem, mida kiiremini valjuhääldi liigub ehk mida suurem on sagedus.

7. HELI JA MUUSIKA ARVUTIS • Helikaart on arvuti lisakaart, mille ülesandeks on programmis leiduva digitaalse informatsiooni alusel madalsageduslike elektriliste võnkumiste tekitamine. Need edastatakse kõlaritesse või kõrvaklappidesse, kus tekitatakse õhuvõnkumised. Inimese kõrv tajub neid helina. Seega selleks, et arvuti saaks salvestada ja taasesitada heli, vajatakse kolme riistvarakomponenti: • helikaarti, • kõlareid • mikrofoni.

8. Komponent Täidetav funktsioon D/A- ja A/D – muundur Helikaardi komponent, mis muundab analoogkujul oleva heli digitaalseks ja vastupidi. Digitaalne signaaliprotsessor (DSP) Täidab osaliselt peaprotsessori funktsioone helisignaalide töötlemisel ja kiirendab oluliselt heliga seotud multimeediarakenduste tööd FM- süntesaatori mikrolülitus Võimaldab helide genereerimist FM- sünteesi meetodil WT- tabelit säilitav ROM Püsimälu WT- sünteesis kasutatavate muusikariistade helindite näisistega Pistik audiokaabli ühendamiseks Helikaabli abil saab helikaardi ühendada CD-ROM- lugemisseadme väljundiga ja kuulata arvutil CD- heliplaate CD-ROM lugeja liides (tavaliselt vanematel kaartidel) Standardne EIDE/ATAPI või SCSI- liides või kohandatud konkreetse valmistaja CD-ROM lugejale. (Vanasti peeti mõnikord oluliseks, et kaardil oleks ka IDE-kontroller teise IDE kanali jaoks (kuhu tüüpiliselt lisati CD-ROM), uuema aja tehnoloogia levikuga, kus emaplaatidel on juba vaikimisi kaks IDE kanalit ja kontroller juba sisse ehitatud, ei peeta seda enam nii vajalikuks ) Sillakud ja minilülitid Vajatakse helikaardi sobitamiseks arvuti süsteemsete ressurssidega (nt. DMA-ga) S/V – pordid Liidesed S/V- seadmete külgeühendamiseks, nt. MIDI/mängupult, lineaarne sisend ja väljund ning akustikaseadmete pistikud Füüsiliselt koosneb tüüpiline helikaart järgmistest peamistest komponentidest:

9. Helide tekitamiseks arvutil on kaks põhimõttelist võimalust: • Heli digitaalne üleskirjutus ja tagasimuundamine analoogkujule, • Helide kunstlik loomine süntesaatori abil • Helilaine iseloomustamiseks on kasutusel 3 põhiparameetrit: • Amplituud- väljendub helivaljusena; • Sagedus- väljendub helikõrgusena; • (heli)tämbr- kõrgema sagedusega harmooniliste (oobertoonide) olemasolu.

10. Spetsiaalselt arvuti tarbeks toodetav MIDI süntesaator. Pildil on näha ISA siinile käiv AWE64 Gold häälekaart: