1. Analog-Digital-Wandlung (ADC):
- Im ersten Schritt wird das kontinuierliche analoge Tonsignal in ein diskretes digitales Format umgewandelt.
- Dies geschieht mithilfe eines Analog-Digital-Wandlers (ADC), der die Amplitude des Schallsignals in bestimmten, gleichmäßig verteilten Zeitintervallen misst.
- Die Abtastrate bestimmt, wie oft die Amplitude gemessen wird, typischerweise in Abtastwerten pro Sekunde (SPS) oder Kilohertz (kHz).
2. Quantisierung:
- Jeder abgetastete Amplitudenwert wird dann quantisiert, was bedeutet, dass ihm ein diskreter numerischer Wert zugewiesen wird.
- Die Anzahl der zur Quantisierung verwendeten Bits bestimmt die Auflösung des digitalen Audios. Eine höhere Anzahl an Bits ermöglicht eine präzisere Darstellung des Originaltons.
3. Abtastrate:
- Die Abtastrate bestimmt, wie bereits erwähnt, wie oft das Tonsignal abgetastet wird.
- Höhere Abtastraten führen zu mehr Samples pro Sekunde, wodurch mehr Details erfasst werden und höhere Frequenzen im Klang erhalten bleiben. Höhere Abtastraten erfordern jedoch auch mehr Speicherplatz.
4. Bittiefe:
- Die Bittiefe bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die zur Darstellung jedes Samples verwendet werden.
– Zu den gängigen Bittiefen gehören 8 Bit, 16 Bit, 24 Bit und höher. Höhere Bittiefen sorgen für einen besseren Dynamikbereich und ein geringeres Quantisierungsrauschen.
5. Kodierung und Komprimierung:
- Sobald der Ton abgetastet und quantisiert wurde, muss er zur effizienten Speicherung und Übertragung in ein digitales Format kodiert werden.
- Verschiedene Audiodateiformate wie WAV (unkomprimiert), MP3, AAC, FLAC und andere verwenden unterschiedliche Kodierungs- und Komprimierungsalgorithmen, um die digitalen Audiodaten kompakt zu speichern.
6. Speicherung und Wiedergabe:
- Die digital kodierten Audiodaten können auf verschiedenen Speichergeräten wie Festplatten, Solid-State-Laufwerken, optischen Medien gespeichert oder über Netzwerke gestreamt werden.
- Zur Wiedergabe des digitalen Audios wird ein Digital-Analog-Wandler (DAC) verwendet, um das diskrete digitale Signal wieder in eine kontinuierliche analoge Wellenform umzuwandeln, die verstärkt und über Lautsprecher wiedergegeben werden kann.
Insgesamt ermöglicht der Prozess des Abtastens und Speicherns von Ton in digitaler Form die Darstellung kontinuierlicher analoger Audiodaten in einer diskreten, numerischen Form, die mit digitalen Geräten und Technologien verarbeitet, manipuliert, gespeichert und reproduziert werden kann.