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在数字音响设备中,要将声频信号数字化,必须进行取样和量化,并编码。取样(sampling>是将时间上连续的模拟声频信号每隔一定时间将它一个时间点上的瞬时值取出,使模拟信号等分为一列幅度随时间变化的豚冲信号。理论上取样频率只要高于声频范围 的上限2倍,就能保证信息的完整,CD取上限为20kHz,所以取样频率为44.1kHz。

但44.1kHz取样虽能完整重现20kHz的正弦波,却难以完整重现7kHz的非正弦信号,因为非正弦信号是基波加上二次、三次……谐波组成,三次以上谐波在数字/模拟转换以后会丟失或畸变,使最终得到的波形与原始信息不同,造成音色变化。取样率不够高而造成的误差,称为混叠误差(aliasingerror)。

量化(quantization)是把取样后每一取样点上的脉冲幅度以一组不同的数字码(脉冲串)代替,也即将取样所得的取样值相对于振幅进行离散的数值化操作,这就是量化,数字码采用的位数,即量化比特(bit—binarydigit1,所以1bit为2的一次方,bit值越大,代表的数值越多,最化越准确。

在CD的里化系统中,采用16bit,所以信号中的幅度有2=65536个不同层次。声频信号转换成数字信号后,其数值量是取样频率和量化位数的乘积,即44100xi6bit=705600bit,对立体 声信号还要加倍,数据量高达141l200bit。在此需要说明的是模拟信号在经过模拟/数字转换成数字信号,再经数字/模拟转换恢复为模拟信号的过程中,由于模拟信号是连续波形,其幅度值是无限的,而数字佶号的幅度值仅是前述的有限值,所以还原后的模拟信号只能是近似波形,这种波形的不一致,称为里化误差(quantizationer「or),也是非线性失真的根源。受量化误差影响最大的是信号中的微弱成分,所以CD对低电平信号的相对误差远大于高电平信号。系统的频率响应上限取决于取样频率,而系统的动态范围取决于量化bit数。

取样和量化是怎么回事图片

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编辑:西安特宝声电子专业音响工程公司 @ 西安音响租赁 修订 2018-02-19 19:21
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