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第2章数字音频基础3
任何模拟测量的分辨率也受限于测量设备本身的噪声数字表的误差特性是不同的。其准确度受限于表的分辨率,即示数中位数的个数。位数越多,准确度越高,但最后一位数字将会相对于真实值进行舍入,例如,1.27V将被舍入成1.3V。
在最佳情况下,最后一位数字将是完全准确的,例如,一个确实为1.3000V的电压将会被显为1.3V。在最坏情况下,被舍入的数字将为间距的一半,例如,1.250V将被舍入为1.2V或1.3V。类似地,如果在测量时采用二进制系统,则可以说系统的误差分辨率为最低有效比特ificant bit,LSB)的一半。对于模拟和数字系统,对幅度这类模拟现象进行测量的题将导致误差。就我们现在考虑的电压表来说
数字读数本身是更为牢靠的测量。用
数字数据对一个模拟事件进行特征描述会让我们得到更简洁的信息。如今,模拟电压表已像计算尺一样普遍了
因此,量化是对模拟音频事件进行测量以形成
数量值的方法。数字系统使用的是
进制。可能的取值的数量取决于二进制数据字的长度,即构成表示式的可用比特数。就像数字电压表的位数决定了分辨率
数字音频录音机中二进制比特的数量也决定了分辨率。
显然,量化字中的二进制比特数是对准确性的一种武断的测量,可能还有其他局限性存在。
中,分辨率主要受AD转换器质量的影响
从理论上说,对限带信号进行采样是一个无损过程,但在采样时刻选择幅度值却肯定不是无损过程。不管如何选择尺度或编码,数字化永远也不能对连续的模拟函数进行完美
编码。
模拟波形具有无限数量的幅度值
量化器只有有限数量的幅度间隔。位于
两个间隔之间的模拟数值只能用分配给该间隔的单一数字表示。因此被量化的数值仅仅是对真实值的一个近似
2.4.1信号-误差比(Signal-to error ratio)由于使用了二进制计数系统,因此字长决定了可用量化间隔的数量,这个数量可以通过把字长作为指数来计算出相应的2的幂次而得到。换句话说bit的字将产生
个量化级。表2.1给出了从n=1~24bit所能确定的量化级数量。例如字能提供28=256个
而16biit的字能提供216=65536个间隔。请注意,字长每增加个比特,量化级的数量就加倍。bit数越多,近似的效果就越好,但也要注意到,量化总是有误差的,因为被编码成二进制字的有限数量的幅度级永远无法完全容纳无限数量的模拟幅度
意识到16bit测量所能达到的精度并非易事。做一个类比也许会有所帮助:如果把一张张打印纸叠放至22英尺约6.71m,则每一张纸就表示16bit系统中的一个量化级。更长的字