沈阳网站订制,H5网站开发工程师,医院网站规划方案,wordpress淘宝客自动采集网上很多观点说#xff0c;根据采样定理#xff0c;48K的音频采样率即可无损的表示音频模拟信号#xff08;人耳最多可以听到20K的音频#xff09;#xff0c;为何还需要96K#xff0c; 192K等更高的采样率呢#xff1f;最先我也有这样的疑问#xff0c;毕竟采样定理是…网上很多观点说根据采样定理48K的音频采样率即可无损的表示音频模拟信号人耳最多可以听到20K的音频为何还需要96K 192K等更高的采样率呢最先我也有这样的疑问毕竟采样定理是经过数学家证明过的48K的采样率确实可以无损的表示20K的音频信号注意是无损而不是近似
近日重读《数字音频技术》这本书豁然开朗了。大家说的没错采样定理是数学上证明过了的。但是具体到物理的、各种电子设备来实现这个录音过程时器件本身的各种局限性决定了48K不能达到理论的音质。
例如根据采样定理如果用48K的采样率那么音频信号就不能超过20K理论是24K但为了契合人耳的20K上限后面统一说20K。而麦克风或者各种拾音器收集到的模拟信号却包含了很多超出20K的信号。麦克风不是人耳人耳只能听到最高20K的声音但是麦克风的震膜却可以采集到超出20K很多的高频信号。这些超出20K的高频信号必须被过滤掉否则经过48K的采样率进行采样时会产生“混叠效应”因为根据采样定理48K的采样率最高只能处理20K的信号。
混叠效应打个比方当你看高速旋转的风扇、或者车轮时你会有一种错觉他们好像在倒着转这就是混叠效应。在音频系统中它们会造成非常严重的失真因为信号采集错了
因此电子系统中必须使用一种滤波器把麦克风采集到的原始信号中20K以上的高频信号完美的过滤掉只有这样才能保证符合采样定理。但是这样完美的滤波器只存在数学公式中现实中要制造这样的滤波器太难了基本做不到。现实中的滤波器一方面对于20K以内的信号并不是完整不变的PASS过去的而是一条近似水平的波浪线不同频率点的信号会有不同程度的衰减另一方面20K以外的音频信号并不是说立马就给全部过滤了它存在一个渐变区域可能21K 22K, 23K … 逐渐给你过滤到0。这样的物理器件其输出信号实际上是不完全满足采样定理数学上的严格要求的因此必然会产生各种各样的噪声。
那么为了进一步提升音频系统的品质只有提升采样率了96K 192K也就有他们存在的意义了。 华丽的分割线
即使提升了采样率还不够因为要满足采样定理而制造的滤波器还是太困难了因此工程师们想了很多办法。超高采样率就是这样它使用64倍或者128倍20K的采样率进行采样这样即使原始模拟信号中存在高频信号也在采样定理的保证下被无损的采样而不会发生混叠效应。这就大大降低了对于滤波器的要求了而且即使滤波器的截止点存在渐变地带那也是在很高的频率了引入的混叠效应也发生在很高的频率点所引入的噪声远远超出人耳的听觉范围。可以这么理解过采样系统中仍然有噪声但是它降低了器件的复杂度而且它把噪声赶到人耳听觉能力以外了。
超高采样率采集到的数据包含很多高频信号但是可以使用数字滤波器进行滤波数字滤波器可以使用各种算法进行计算优化傅里叶变换等等把高频信号过滤掉以后只保留20K以内的音频信号。根据采样定理再数字重采样到48K的采样率输出给后续系统进行处理。
超高采样时就没有必要使用16位或者24位做AD转换了只是用6位、或1位即可这个叫做delta-segma转换。
思路至此 DSD格式的音乐就横空出世了DSD相对于传统的PCM就是另外一片天地了。
