数字音频系统：实用指南

上面记录声音的方式称为模拟(analog)音频系统,通过麦克风将声音的物理波形转换为电磁量,存储到诸如磁带的模拟介质上,或者通过电话线或无线电的模拟介质发送。

由于电子电路和相关设备的固有特性,模拟音频信号易受噪声和失真的影响。解决的措施是采样数字音频系统。

数字音频系统先用ADC(模拟到数字转换器,Analog Digital Convter)将模拟信号转换为数字信号。ADC以指定的采样率,并以特定的分辨率进行转换。图7-3 是声音采样的例子,用4位二进制表示分辨率。

图7-3 声音的采样

要获得好的音频质量,必须多采集数据,用更高的分辨率。例如,CD音频的采样率为44.1 k Hz(每秒44 100个样本),每个立体声通道的分辨率为16位。依据奈奎斯特采样原理,采样频率必须是最高频的两倍,因此,模拟信号在转换前要通过滤波器,过滤掉太高而无用的高频,防止由频率高于奈奎斯特频率(采样率的一半)的音频信号引起的混叠失真。(www.xing528.com)

图7-4是一个数字音频处理系统的原理简图。先把声波转换数据,就可以存储在CD、数字音频播放器、硬盘驱动器、USB闪存驱动器或任何其他数字数据存储设备上。

图7-4 数字音频处理系统

同理,将数字信号转换为模拟信号(DAC,Digital Analog Converter),经信号放大器放大后送到喇叭复原声音。

可以使用音频数据压缩技术,例如MP3等,减少文件的存储空间。数字音频可以通过AES3或MADI(多通道音频数字接口)等数字音频接口传输。数字音频当然也可以通过以太网、用IP包的形式或其他流媒体标准和系统在网络上传输。伴随着视频数据,就形成了数字广播电视(参见7.3.2节)。