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細(xì)說(shuō)數(shù)字音響的基本原理

2018-11-16責(zé)任編輯：guanye

        從廣義上說(shuō)，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(hào)，各種數(shù)字化的設(shè)備，也包括協(xié)調(diào)這些信號(hào)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(jiǎn)單的講，數(shù)字音響是由硬件加軟件構(gòu)成的。


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       1、數(shù)字音響的原理。核心提示：數(shù)字專(zhuān)業(yè)音響設(shè)備的工作原理主要是利用模擬信號(hào)變換數(shù)字信號(hào)的方法來(lái)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(guó)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)。　　　　　　

       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(gè)基本環(huán)節(jié)完成的。


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      3、數(shù)字音響設(shè)備的工作原理
     (1)取樣。對(duì)振幅隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)波形按一定的時(shí)間間隔取出樣值, 形成在時(shí)間上不連續(xù)的脈沖序列, 稱(chēng)之為取樣。這個(gè)時(shí)間間隔稱(chēng)為取樣周期, 記為T(mén)s, 相應(yīng)的取樣頻率fs=1/Ts； 
     (2)量化。將模擬信號(hào)的幅度動(dòng)態(tài)范圍劃分為相等間隔的若干層次, 把取樣輸出的信號(hào)電平按照四舍五入的原則歸入最靠近的量值, 稱(chēng)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(guò)程稱(chēng)為編碼。 在數(shù)字音響中, 通常采用16位(bit)數(shù)碼表示一個(gè)量值, 即量化位數(shù)n=16； 
     (4)糾錯(cuò)編碼。由于激光唱片和盒式磁帶在制作和使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生超過(guò)容許范圍的損傷, 使所讀出的數(shù)字信號(hào)與原來(lái)所記錄的信號(hào)有所差別, 因此, 必須采取糾正錯(cuò)碼的措施； 
     (5)幀結(jié)構(gòu)。數(shù)字信號(hào)是以字符為單位的, 若偏移 1 位, 就會(huì)使該字符代表的信號(hào)電平發(fā)生變化。 為此, 必須把記錄信號(hào)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(chēng)為幀； 
     (6)調(diào)制。模擬音頻信號(hào)經(jīng)取樣, 量化, 編碼和CIRC糾錯(cuò)編碼后形成的數(shù)字信號(hào), 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(huì)出現(xiàn) 16 位全部為 0 或 1 的情況, 從唱片或磁帶上讀取時(shí)會(huì)使信號(hào)極不穩(wěn)定, 也會(huì)造成伺服系統(tǒng)的不穩(wěn)定。