Ограничение сигнала усилителем (клиппинг) – это такая ситуация, когда от усилителя пытаются получить напряжение на нагрузке больше, чем тот может обеспечить.
    В нормальном рабочем диапазоне входных напряжений, зависимость выходного напряжения от входного практически линейная (на самом деле не совсем, и эта небольшая нелинейность порождает искажения, которые призван оценить коэффициент гармоник Кг, или THD, и это отклонение от прямой составляет 0,001...0,1%), и форма выходного сигнала совпадает с формой входного – усилитель сигнал просто усиливает не искажая, то есть работает правильно.
    Если же входное напряжение все повышать и повышать, то выходное напряжение уже не будет по форме повторять входное: оно дойдет до какого-то предела, определяемого источником питания и схемотехникой усилителя, а потом перестанет изменяться. Форма сигнала при этом начинает отличаться от исходной, причем тем сильнее, чем сильнее клиппинг. В спектре сигнала появляется много таких составляющих, которых там сроду не было, причем спектр этих помех меняется динамически вместе с сигналом. Звук кардинально ухудшается. Нелинейность амплитудной характеристики при этом колоссальная и искажений соответственно намного больше.
    Кроме того, в спектре сигнала появляется много высокочастотных составляющих, которые могут перегрузить ВЧ динамик колонки (ВЧ динамики на самом деле рассчитаны на гораздо меньшую мощность, нежели на них написано, см. например, программа для расчета соотношения мощностей динамиков и даже сжечь его!
    Клиппинг (по-нашему он называется ограничением сигнала) - очень вредная для аналоговых усилителей вещь. В этой ситуации элементы усилителя не работают нормально. Их режимы могут быть неправильными (иногда транзистор просто неуправляем, и какое на нем будет напряжение/ток предсказать вообще невозможно). Обратная связь при этом тоже не работает, поэтому она не в состоянии скомпенсировать это безобразие.
    Почему же бытует мнение (поддерживаемое аудиожурналами), что клиппинг – это совсем не страшно, даже совсем и не плохо, и в нем очень даже можно работать, особенно ламповой технике? Тут нужно окунуться в историю.
    Лет 30-40 назад, когда почти вся техника была ламповой, выходная мощность аппаратуры была на уровне 0,5-1,5 Вт. 5 Вт – это было очень громко, а 20 Вт – уже для дискотеки.
    Потом появились транзисторы, для которых не то, что 20, а 50-100 Вт не мощность, также как и широкий (20-20000) диапазон частот. Внимание конструкторов переключилось на динамики. Были созданы динамики с гораздо более гладкой АЧХ, большей линейностью, более широким частотным диапазоном. Но за все нужно платить – за лучшее качество расплатились КПД, который стал меньше в 10-20 раз. Сегодняшние динамики при подводимой громкости 10-20 Вт звучат также громко, как и старые при 1 ватте. Но большая мощность не проблема, не так ли?...
    А потом появились аудиофилы с их однотактными в классе А ламповыми усилителями. И опять в обиход вошли маленькие мощности: Hi - End усилитель фирмы ХХХ имеет выходную мощность 4,5 Вт при цене 50 000$; а фирмы ZZZ имеет 9 Вт при цене 120 000$. Если к такому усилителю подключить современные колонки, нужно будет хорошо прислушиваться, чтобы что-то услышать. А старых динамиков нет и выпускать их никто не собирается. Как быть?
    Причем это еще не все. Ведь у музыки пик-фактор равен числу «пи» (до недавнего времени считалось, что «пи»/2, и даже советские стандарты на это ориентировались). Поэтому, чтобы пики сигнала оставались в линейной области амплитудной характеристики, общий уровень напряжения приходится уменьшать в 3 раза, а значит выходную мощность почти в 10 раз! Что там осталось от громкости? 0,45…0,9 Вт?.
    При таких ценах и таких мощностях проблема привлечения клиентов стоит очень остро. Мощность увеличивать трудно технически, а применить другую схемотехнику нельзя – уже везде рекламой раструбили, что однотактник в классе А – это усилитель, а все остальное – полный отстой. Отсюда и цены такие ломят. И тут кому-то пришла в голову светлая мысль: если увеличить громкость в 1,4 раза, то выходная мощность увеличится вдвое. Правда при этом кратковременные пики сигнала попадут в область насыщения, и их форма уже будет искажена.
    А вот это оказалось и не так страшно – излом амплитудной характеристики лампового усилителя гораздо более пологий, чем транзистора (особенно, если ламповый усилитель или совсем без общей ООС, либо с очень слабой). И эти искажения не порождают такой жуткий спектр гармоник и комбинационных частот, как у транзисторных усилителей. На самом деле, это уже халтура – искажения, хоть и сравнительно небольшие, уже появляются, напрочь убивая тем самым все преимущества сверхлинейного лампового усиления. Но фокус в том, что услышать это могут немногие люди. А подобные усилители покупают люди не столько с соответствующим слухом, сколько с соответствующим кошельком...
    Далее...

Способы кодирования СТЕРЕО в сигнале.

В рамках MP3 кодирование стереосигнала допустимо четырьмя различными методами: Dual Channel - Каждый канал получает ровно половину потока и кодируется отдельно как моно сигнал. Рекомендуется главным образом в случаях, когда разные каналы содержат принципиально разный сигнал - скажем, текст на разных языках. Stereo - Каждый канал кодируется отдельно, но кодер может принять решение отдать одному каналу больше места, чем другому. Это может быть полезно в том случае, когда после отброса части сигнала, лежащей ниже порога слышимости или полностью маскируемой, оказалось, что код не полностью заполняет выделенный для данного канала объем, и кодер имеет возможность использовать это место для кодирования другого канала. Этим, например, избегается кодирование "тишины" в одном канале, когда в другом есть сигнал. Данный режим выставлен по умолчанию в большинстве ISO-based кодеров, а также используется продукцией FhG IIS на битрейтах выше 192kbs. Применим и на более низких битрейтах порядка 128kbs... 160kbs. Joint Stereo (MS Stereo) - Стереосигнал раскладывается на средний между каналами и разностный. При этом второй кодируется с меньшим битрейтом. Это позволяет несколько увеличить качество кодирования в обычной ситуации, когда каналы по фазе совпадают. Но приводит и к резкому его ухудшению, если кодируются сигналы, по фазе не совпадающие. В частности, фазовый сдвиг практически всегда присутствует в записях, оцифрованных с аудиокассет, но встречается и на CD, особенно если CD сам был записан в свое время с аудиоленты. Но эта проблема, опять же, нам не сильно важна, т.к. нас интересует, прежде всего, кодирование полноценных Audio CD. Режим выставлен по умолчанию продукцией FhG IIS, а также кодером Lame, для битрейтов от 112kbs до 192kbs. Joint Stereo (MS/IS Stereo) - Вводит еще один метод упрощения стереосигнала, повышающий качество кодирования на особо низких битрейтах. Состоит в том, что для некоторых частотных диапазонов оставляется уже даже не разностный сигнал, а только отношение мощностей сигнала в разных каналах.

Словарь.

Кодер (англ. coder, encoder)er)
Программа и/или устройство, используемые для преобразования информации из одного вида в другой (кодирование). Мы рассматриваем программы, которые преобразуют аудио-данные из формата PCM WAV в ISO MPEG Audio Layer-3 (MP3).
Декодер (англ. decoder)
По сути то же, что и кодер, но осуществляет преобразование в обратном направлении.
Кодек (англ. codec)
Кодер и декодер в одном блоке.
Степень сжатия
Отношение размера входного (некодированного) файла к размеру выходного (кодированного) файла. Например, степень сжатия 11:1 означает, что закодированный файл в 11 раз меньше оригинала.
Битрейт (англ. bitrate)
Количество бит, отведенное для записи единицы времени аудио-информации. Измеряют обычно в кбит/с, то есть килобит в секунду (англ. kb/s или kbps). Степень сжатия (следовательно и качество), определяется шириной потока (bitrate) про кодировании сигнала. Термин битрейт в общем случае обозначает общую величину потока, количество передаваемой за единицу времени информации, и поэтому не связан с внутренними тонкостями строения потока, его смысл не зависит от того, содержит ли поток моно или стерео, или пятиканальное аудио с текстом на разных языках, или что-либо еще. Bitrate может варьировать в широких пределах от наибольшего, 320кбит/с до 96кбит/с и ниже.
Децибелл (англ. decibell, обознач. дБ, dB)
Единица измерения каких-либо величин. По опрелению значение величины в децибеллах равно десяти логарифмам отношения величины в обычных единицах к некой опорной величине в обычных единицах. В звукотехнике обычно используется для измерения слышимости звукового сигнала, при этом в качестве опорной величины берется максимальный уровень звука. Дело в том, что человеческое ухо воспринимает силу звукового потока нелинейно. Особенность слуха в том, что звук в -40 дБ кажется в 2 раза тише, чем звук в -20 дБ, хотя очевидно, что величина U40, описывающая этот звук (в данном случае - мощность звукового потока), в 100 раз меньше величины U20. Получается что "ухо слышит в децибеллах".
Логарифмическая шкала
Шкала, в которой величины, соответствующие соседним отметкам, различаются не на одинаковую величину (как это делается обычно - линейная шкала), а в одинаковое число раз.
АЧХ (амплитудно-частотная характеристика, англ. AFG, amptitude to frequency graph)
Зависимость уровня сигнала от частоты сигнала. Из-за того, что уровень может измеряться и в единицах мощности звукового потока, и в единицах электрического напряжения (по отношению к электрическому представлению этого же сигнала в схемах, скажем, усилителя), и много чего еще; а также учитывая особенности человеческого слуха (см. Децибелл), уровень сигнала часто измеряют в дБ и не конкретизируют, об уровне чего (громкости, напряжения) идет речь. АЧХ можно построить в виде графика.
Частота дискретизации
MPEG Layer 1/2/3 В MPEG Layer3 основной упор делается на оптимизацию качества звучания (кодируется с частотой 44,1 kHz, как и на обычном CD Audio). Что касается MPEG Layer2, например, то там осуществляется понижение частоты дискретизации до 22,5 kHz, что заметно ухудшает восприятие звука, зато в два раза уменьшает объем файла (потока). Этот формат часто используют для передачи аудио в реальном времени по сетевым каналам (Интернет). Правда, в этом секторе более распространен формат RealAudio, т.к. он имеет встроенную защиту. Более подробно это здесь рассматриваться не будет, т.к. этот обзор построен вокруг и около процесса качественного кодирования CD Audio.
Frame
Кодирование данных происходит посредством выделения независимых отдельных блоков данных - фреймов. Для этого исходный сигнал при кодировании разбивается на равные по продолжительности участки, именуемые фреймами и кодируемые отдельно. При декодировании сигнал формируется из последовательности декодированных фреймов.
VBR
В районе конца 98 - начала 99 года XingTech первая использовала технологию переменного битрейта, VBR. Если в случае постоянного битрейта кодер выбирает наиболее значащие частотные составляющие фрейма, убирающиеся в выделенный битрейт, то в случае VBR задается максимальный допустимый уровень потерь, а кодер выбирает еще и минимальный битрейт, достаточный для выполнения поставленной задачи. Стоящие рядом в конечном потоке фреймы могут оказаться в итоге закодированы с совершенно разными параметрами (как вы помните, фреймы кодируются отдельно). Сейчас VBR можно использовать в LAME-кодеке. Единственная проблема кодирования в VBR - значительное падение скорости (в 2-3 раза). Используя сжатие по методу MPEG, можно молучить уменьшение объема данных, все еще поддерживая исходное качество CD.