細(xì)說數(shù)字音響的基本原理

2018-11-16責(zé)任編輯：guanye

從廣義上說，數(shù)字音響包含的范圍很廣，既包括各種數(shù)字化的原聲信號，各種數(shù)字化的設(shè)備，也包括協(xié)調(diào)這些信號和設(shè)備的各種協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。它涉及到聲學(xué)、美學(xué)和人體生物學(xué)等諸多方面。簡單的講，數(shù)字音響是由硬件加軟件構(gòu)成的。

1、數(shù)字音響的原理。核心提示：數(shù)字專業(yè)音響設(shè)備的工作原理主要是利用模擬信號變換數(shù)字信號的方法來進(jìn)行工作的，轉(zhuǎn)換的方法雖然有很多，但是最為常用的還是脈沖編碼調(diào)制的方式，這種方法是1937年A. H. 里福斯發(fā)明的，這種方法就是所謂的PCM。(Pulse Code Modulation)。 PCM方式是法國人 A. H. 里福斯于1937年發(fā)明的, 早已廣泛應(yīng)用于通信之中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步, 特別是發(fā)展到超大規(guī)模集成電路階段后, PCM方式應(yīng)用于音響領(lǐng)域, 并進(jìn)入家庭成為現(xiàn)實(shí)?！　　　　　?/span>

2、數(shù)字音響設(shè)備的基本組成。PCM方式是由取樣, 量化和編碼三個基本環(huán)節(jié)完成的。

3、數(shù)字音響設(shè)備的工作原理
(1)取樣。對振幅隨時間連續(xù)變化的信號波形按一定的時間間隔取出樣值, 形成在時間上不連續(xù)的脈沖序列, 稱之為取樣。這個時間間隔稱為取樣周期, 記為Ts, 相應(yīng)的取樣頻率fs=1/Ts；
(2)量化。將模擬信號的幅度動態(tài)范圍劃分為相等間隔的若干層次, 把取樣輸出的信號電平按照四舍五入的原則歸入最靠近的量值, 稱之為量化；
(3)編碼。把取樣, 量化所得的量值變換為二進(jìn)制數(shù)碼的過程稱為編碼。在數(shù)字音響中, 通常采用16位(bit)數(shù)碼表示一個量值, 即量化位數(shù)n=16；
(4)糾錯編碼。由于激光唱片和盒式磁帶在制作和使用過程中會發(fā)生超過容許范圍的損傷, 使所讀出的數(shù)字信號與原來所記錄的信號有所差別, 因此, 必須采取糾正錯碼的措施；
(5)幀結(jié)構(gòu)。數(shù)字信號是以字符為單位的, 若偏移 1 位, 就會使該字符代表的信號電平發(fā)生變化。為此, 必須把記錄信號分割成很小的字組, 并設(shè)法判斷出各字組之間的分界線, 這樣的字組稱為幀；
(6)調(diào)制。模擬音頻信號經(jīng)取樣, 量化, 編碼和CIRC糾錯編碼后形成的數(shù)字信號, 還不宜直接記錄在唱片或磁帶上。因?yàn)樵跀?shù)據(jù)流中可能會出現(xiàn) 16 位全部為 0 或 1 的情況, 從唱片或磁帶上讀取時會使信號極不穩(wěn)定, 也會造成伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

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