Electronics 版 (精华区)

发信人: whynot (精诚所至，金石为开), 信区: Electronics
标  题: Wave合成器(2)
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Sep 19 10:29:16 1999), 转信

2、模拟音频是怎样被转变成数字音频的？

把模拟音频转换为数字音频的过程实际上是在连续音频曲线上采样的过程(如图1
所示)。根据数学家傅立叶的定理，在连续量上等间隔地取足够多的点，函数就
可以把这些离散的量精确还原成原来的模拟量。这些从连续量上取下的点被称作
“样本”，执行这一过程叫做“采样”。

采样的任务由声卡的Wave合成器(A/D转换器)来完成，而采样的精度决定了数字
音频的还原清晰度。采样精度由采样频率和采样位数两项重要指标来确定。这两
项指标同时也是衡量声卡等级的重要标准。目前市面上的流行声卡，都已能达到
44.1KHz采样频率和16Bit采样位数的要求。那么，为什么采样频率要达到
44.1KHz？而16Bit的采样数据为什么又比8Bit的采样数据来得清晰？

为了解答第一个问题，必须回到采样这个过程上来。由傅立叶定理可知，在单位
时间内的采样点越多，也即采样频率越高，录制的声音就越接近原声。而该定理
中所描述的足够多的点究竟又是多少呢？根据奈魁斯特采样定理可知，采样频率
为信号最高频率的两倍就是足够多。大家知道，一般人耳所能听到的最高声音频
率为20KHz，再高也就无法听到了。所以人耳所能听到的最高声音频率的两倍数
值应为理想的采样频率。以目前流行的44.1KHz采样频率的声卡来看，其最高可
还原的声音频率应为22.05KHz，已能达到相当好的保真度。同时，该采样标准也
被用于CD唱片的录制上。

8Bit采样位与16Bit采样位的差别用一个形象的比喻就是320×240分辨率图片和
1280×1024分辨率图片质量的差别。目前已没有人愿意买，也没人再生产8Bit
采样位的声卡了。采样位数描述了样本信号的幅度大小，该幅度可以有无限多
的可能性。所以，以尽可能多的状态去描述幅度可以得到更小的失真率。比如
2Bit能够描述4种状态，8Bit能够描述256种状态，16Bit能够描述65536种状态
。当某个状态无法用唯一的数值来描述时，数字系统就会以最接近的数值来代
替。因此，采样位数也被喻为“声卡的分辨率”。另外，我们还可以把声卡的
采样频率喻为“图片的色深”。你可以想象到320×240/256色和1280×1024/16M
色图片的差异，这种对比感受同样适用于来衡量声卡。

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                 因一个词的力量
                 我重新开始生活
                 我生来就认识你
                 要把你称作
                           自由

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