数字音频技术(第6版) 79

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　　52数字音频技术（第6版
　　最常用的调制方法是脉冲编码调制（Pulse-Code modulation，PCM M是1937年
　　由亚力克·瑞夫斯（Alec reeves）发明的，当时他是法国国际电话与电报公司实验室的名工程师。（瑞夫斯也发明了PWM。）在PCM中，输入信号要经过采样、量化和编码用二进制数来表示幅度，即使用一个脉冲编码表示测得的各个样本的模拟幅度值。在接收端，脉冲编码用来重建模拟波形。图3.1G所示为代表各个采样点幅度的二进制字被直接编码到PCM中。
　　PWM、PPM和PAM等方法仅需要一个脉冲就能表示幅度值，但在PCM中，每个采样都需要用几个脉冲来表示。因此，PCM需要一个具有更高带宽的信道。不过，PCM构成
　　非常牢靠的信号，因为在读取信号时只需要知道一个脉冲是存在还是不存在即可。此外，PCM信号还可以被无损地重新生成。因此，PCM传输的质量取决于采样和量化过程的质量，而非信道本身的质量。并且，根据信道的采样频率和容量，几个PCM号还可以被合并起来通过时分复用方式同时传送。这促进了PCM的使用。例如，可以很容易地传送立体声音频。虽然已经有很多其他技术，并且更新的技术也将会出现，但都需要以脉冲编码调制所实现的数字化为准绳来衡量它们的成功程度。大多数情况下在进行存储之前，需要用高度专门化的信道编码对信号进行调制。这些信道调制编码也将在本章介绍。
　　线性PCM（有时也被称为LPCM）系统的架构与设计一个数字化系统的概念化方法是非常接近的。模拟波形经过滤波和时间采样，并用一个模拟一数字（AD）转换器对其幅度进量化。一系列经过调制的编码脉冲表示着各采样时刻的波形幅度，也就表示了这些二进制数如果对两个声道进行了采样，则数据可以通过多路复接形成一个数据流。数据可以经过处理来提供同步和错误
　　还可以加上辅助数据。在回放时，数据被解调、解码并进行错误纠正从而恢复出各个采样时刻的原始幅度，随后通过数字-模拟（D/A）转换器和低通滤波器重建出模拟波形。
　　传统立体声PCM录音机的编码部分包括输入放大器、抖动发生器、输入低通滤波器、
　　采样保持电路、模拟-数字转换器、多路复接器、数字处理和调制电路，以及一个存储媒体（比如光盘或硬盘）。图3.2给出了一个编码部分的框图。这种硬件设计是对采样定理的一个实际的实现。在实际中，其他技术也是可以使用的，比如过采样技术。
　　音频数字化系统其实就是一个传感器，它对音频信号进行处理以用于数字存储传输，然后再对它进行处理以用于重建。虽然听起来很简单，但在硬件的设计制造上必须要细致周到，重建音频的质量取决于整个系统的设计。每一个子系统都必谨慎周全
　　的考虑。