什麼是採樣頻率,量化比特數和時鐘?

2021-01-08 長沙曠世影音

CD上需要了解一些格式化術語。 它們是「採樣頻率」和「量化比特數」。 考慮到這一點,了解CD上的「時鐘」也將幫助您理解。

■採樣頻率和位數是多少?

已經多次提及,在CD上以「 44.1kHz的採樣頻率和16位的量化比特數」記錄的數字音頻是什麼? 是的,沒錯。 但這是第一次從基礎上進行詳細說明。

先,讓我們從圖像開始。採樣,量化和深奧的感覺都與信號的「垂直切割」和「交叉切割」有關。想想切蘿蔔。首先,我將用菜刀將其垂直切割。可以製作許多切片,但最初它們是連續的。連續曲線是模擬聲音,將其數位化時要做的第一件事是「垂直切割」 =「採樣」的圖像。

下一個任務是量化。即使切口是切口,也可以定量地將菜刀側向放置並「切開」。然後將蘿蔔切成小方塊。您能想像平方越小,越接近原始模擬信號嗎?

模擬信號的切細規則是CD格式。 「採樣頻率為44.1kHz,量化位數為16位」是指以每秒44,100次執行採樣,然後以16位精度(從2到16的冪級數)讀取電平。運作方式。採樣也稱為採樣,但是採樣首先出現,沒有採樣就無法進行量化。

■PCM的流程

讓我們總結一下如何通過PCM對模擬音樂信號進行數位化並將其記錄在CD上。 PCM代表脈衝編碼調製。

原來是模擬連續信號。首先,執行採樣是因為像波一樣起伏的連續波形無法按原樣記錄到CD凹坑中。應該採樣哪個記錄方式?當然,必須有規則的間隔凸凹記錄,對於CD,它決定為44.1 kHz採樣。 kHz是頻率單位,表示每秒重複的次數。他們每秒採樣速度高達44,100次。採樣的工作是採樣,而不是將波切開。

以這種方式在時間軸方向上採樣後,下一步就是以什麼精度讀取離散數據(點)。這是量化。它並不經常使用,但在英語中稱為量化。由於曲線圖的垂直軸是信號電平,即幅度,因此精度點是要讀取到波的最高點的步數。單位是位數。

在數字計數中,位是二進位的。二進位數的特徵是,隨著遊戲數和位數的增加,可以加速的速率表示的數字(步數=採樣精度)也隨之增加。計算為「 2的位數的次方」。例如,對於3位,2×2×2 = 8步,但是對於5位,2×2×2×2×2 = 32步。如果繼續前進,那將是驚人的。因此16位是2的16次方,因此將2乘以16乘以得到65536步。記住「 65,000個步驟」。

儘管如此,它本身並不是模擬信號,但是如果您在CD播放機上播放它,原始的連續模擬波將被播放,因此數位訊號是eirai。實際上,在量化,編碼(編碼)之後,獲得了諸如「 010011 ... 10」之類的16位PCM數位訊號。

數位化是嚴格的,並且有某些規則。人們常說CD具有20kHz的頻率範圍和96dB的動態範圍。這由格式唯一確定。簡而言之,高20kHz來自採樣頻率,而16位量化定義了96dB的範圍,CD的採樣率44.1kHz = 44100 > 20000 * 2。至於為什麼是44.1而不是40,一方面是留出一定空間給抗混疊濾波器,另一方面則是為了兼容PAL和NTSC視頻制式。

這有點合乎邏輯,但它被稱為香農的採樣定理(也叫奈奎斯特定理),它可以記錄高達採樣頻率(fs)幾乎一半的高頻。量化方法的標準是每位6分貝,即6 x 16 = 96分貝。讓我們把它放在你的頭上。

■CD播放器音質改善技術-什麼是高位和高採樣?

但是,CD播放器具有根據製造商來改善各種聲音的技術。示例包括Denon的AL24處理和Pioneer的Legato Link轉換。即使每個製造商的名稱不同,它也可以使用諸如高位和高採樣率之類的擴展技術,再現CD上原始的模擬音頻特有的細微差別和空氣感。這是CD格式的一種獨創性,但是當您收聽時,感覺就像是清晰的一樣,信息量也在增加。

那到底在做什麼呢?

圖的左側是普通的CD格式。橫軸以fs = 44.1 kHz進行切割,並且以16位精度讀取採樣數據。如上所述,如果播放器端沒有特殊處理,它將以CD音頻原樣播放。

但是右邊的圖片是不同的。,並且專用晶片將該位從通常的16位擴展為24位。然後,簡單的計算可以表達2到8次方的精細聲音,即256次。似乎上下位正在移動或正在執行高級操作,但是在水平軸方向上進行了這樣的位擴展和高採樣(4fs或8fs ...)(擴展了高範圍),採樣密度變得更大。即使它是CD,您也可以享受CD以外的高音質。

■CD的「時鐘」是什麼?

CD播放器有一個內部時鐘。您可能會想,這是真的。時鐘稱為「時鐘」,實際上裝有一個晶體振蕩器(晶體時鐘),它可以精確計時。這不適用於計時器。定時對於讀取CD上記錄的信息很重要,而內部時鐘即晶體時鐘起著重要作用。由於這是一個非常高的頻率脈衝(時鐘脈衝),因此它會進行分頻(遞減計數)並向播放器中的各個模塊發出必要的命令。

讓我們來教誇耀的種子進行耳朵研究。 「時鐘與CD的凹坑長度有關。」為了使玩家能夠讀取維修區的0和1信息,維修區長度和內部時鐘的計時必須完全相同。凹坑長度被確定為時鐘的整數倍。實際上,板上只有9種類型的凹坑,從最短的(3T)到最長的(9T)。 T是一個時鐘脈衝,被證明是一種經過充分研究的格式。

如果時鐘不佳,聲音會渾濁。這是因為脈衝的時間軸波動並且發生抖動。因此,外部時鐘已成為發燒友的熱門話題。如果人體鐘差,那麼銫和rub鍾會更準確。讓我們用這個脈衝來移動播放器!因此,某些高端CD播放器具有外部時鐘輸入。

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