数字音频技术(第6版) 122


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数字音频技术(第6版) 122
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  第4章数字音频还音95
  PAM阶梯波是一个模拟波形,但它包含了采样过程所带来的调制人造声,这会产生原始中没有的高频成分。输出低通滤波器移除这些高频成分,留下原始波形,从而把阶梯波变成个平滑的连续波形。阶梯波信号得到了平滑,输出滤波器有时也被称为平滑滤波器从概念上,模拟输出低通滤波器的设计准则与输入滤波器的设计准则类似。通带应该是平坦的,阻带应该具有很高的衰减。截止斜坡应该是陡峭的。任何相移的可闻度都要被考虑进来。瞬态响应是输出低通滤波器的一条独有的设计准则。与输入滤波器不同,输出滤波器必须处理阶梯波形中的各个幅度变化。正如缓慢的输出S/H电路会引|入失真一样,输出滤波器的瞬态响应如果不够快的话也会产生多余的副产品。输出信号中可能包含有一些高达几兆赫兹的极高频成分,这是一个待考虑的因素,但通常都不会被处理。由于数字处理设备本身具有很高的运行速度,因此
  会产生这种噪声,而一些音频低通滤波器的滤波特性不会延伸到这些频率所在的范围。
  从更数学的角度观察输出滤波过程,我们可以注意到采样是如何导致对滤波的需求的。采样过程把时域音频信号与时域采样(脉冲)信号乘在
  。从这两个被采样信号的频谱来说
  卷积产生
  新的被采样信号频谱,它与原始的未被采样的频谱完全一样。不过,额外的频谱也在频域中沿着采样频率的各个整倍数被无限地重复。例如,以48kHz对原始的
  正弦波进行采样将在下述频率处产生频率分量:47kH+z、49kHz、95kHz、97kHz,以此类推虽然采样-保持过程能充分降低各个额外频带的幅H电路之后仍有一些显著的频率
  成分,特别是在临近音频频带的区域内(参见图4,7)为了把被采样信息转换回正确的模拟信息,各个镜像频谱必须被移除,仅保留原始的基带频谱。这是通过输出低通滤波实现的有些人可能会质疑是否需要滤除奈奎斯特频率以上的频率成分,因为它们位于人类听觉范围之外。原始波形可以在不使用滤波的情况下重建出来,但还是需要进行滤波处理,因为附随的那些频谱会在该信号随后将要经过的其他下游设备中引起调制。这将对音频信号产生负面影
  。其他数字系统可能不会受此影响,因为它们的输入滤波器移除了高频成分,但可以想象模拟录音机或发射机中的振荡器可以在听觉频带内创建岀很多差频。显然,在使用较低采样频率(比如8kHz)的系统中,任何高于奈奎斯特频率的镜像都是能够听到的,因此必须被移除。
  4.5冲激响应
  逻辑上说,当给一个设备,比如低通滤波器输入一个冲激信号时,输出就是该滤波器的冲激响应。如同将在第17章中解释的那样,冲激响应可以完整地刻画一个系统:一个滤波器可以用其时域冲激响应或频率响应描述,两者由傅里叶变换联系在一起。并且,一个输