声频信号的仪表计量(第2版) 42


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声频信号的仪表计量(第2版) 42
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  信号的数字化表示方法
  32采样
  在低通滤波之后,就进行采样处理。采样过程包括对信号的瞬时值进行度量。进行这种度量的频率就称为采样频率(f)。
  采样的过程可以比作电影摄影机采用每秒24次的频率拍摄一个画面的方式记录移动的影像。这时我们可以说:摄影机的采样频率为24Hz。那么也可以观察其他场合出现的混叠频率,比如我们会发现当马匹和马车向前行进时,马车的车轮在向后转动。
  尽管32kHz、441kHz和48kHz的采样频率很久之前就成为衡量声频(比如CD或广播声频声轨)质量的标准,但是如今882kHz、96kHz、1764kHz和192kHz的采样频率逐渐普及开来。后者特别在与DVD和蓝光的相关声频声轨上有专门的应用计算机游戏采用的声音片段、通信系统中的声频,以及其他类似类型的声频应用一般都采用8kHz或者更低的采样频率
  对于每个样本,只要模数转换器(也称为AD转换器或ADC)需要执行这种转换,那么模拟信号的瞬时值将被保留下来。在早期的转换器中,这一任务是由
  "保持"电路来完成的,从本质上讲就是利用实施采样时刻的信号瞬时值对电容器进行充放电来实现。现代转换器中,模拟信号的读取已经非常快,以至于保持功能可以省略掉了。然而为了更容易理解采样处理过程,我们还是假想存在一个"虚拟电容器"。
  过采样就是采用比最低要求的釆样频率高出数倍的采样频率进行采样,如今的许多转换器都是过采样转换器。之所以采用过采样,是因为这样会使防混叠滤波器的实现更加容易。另外,当信号必须划分成多个比特时必须使用过采样,其原因也是因为实用的滤波器不可能满足所需要的非常陡的衰减陡度,比如要求能够在24b的分辨率下产生差异。
  SACD(Super Audio Compact Disc,超级声频CD)中产生直接数据流的过采样处理要求采样频率达到标准CD采样频率的64倍,也就是采样频率要达到28224MHz
  33量化
  接下来的处理就是要确定数字化中的"数量"。这一处理过程被称为量化。
  quantization"(量化)一词源自拉丁语【quantitas是大小(size)的意思】。在量化过程中,各个样本的大小被转换成数字。然而这种转换或变换并不总是完全理想的。
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