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数字音频音质剖析(4)

2009-8-11 09:40| 发布者: | 查看: 8731| 评论: 0

第三点,计算机和外围设备都是以字节(byte,请参阅附录中《比特、字节、字和采样》一文中的介绍。)为单位。1个字节等于8个比特。因此存储一个24-bit的数据要使用到3个字节。存储一个20-bit的数据要使用到2.5个字节。但是非常遗憾,计算机系统是不能写半个字节的。于是这就有两种选择:将字节中没有用到的bit用0来填充,或是将下一个数据最开始的4个bit放在这些空余的地方。

当然,如果你这样做了,那么当进行声音数据的回放、处理等操作时,将占用较多的处理时间。对于我们大多数的人来说,音频处理对计算机的要求低将是一件非常好的事情。因此,将20-bit的数据以24-bit来存储,忽略掉其中的4个bit,这样做虽然会浪费一些磁盘空间,但是却可以让我们的处理效率更高。

— 有关频率的问题

最后,我们要来讨论高精度数字音频中最容易出现混淆的一个地方:采样率加倍。为了解释清楚这些问题我们还是要先来温习一下数字音频技术的基本知识。为了能够正确地表达一个已知频率的声波,我们至少应该采用两倍于该频率的采样率来进行采样。如果我们设定的采样率为每秒钟44,100次,那么我们将可以精确地确定出任何一个22.05 kHz信号上的两个点。

如果进入到模/数转换器的信号包含有高于奈奎斯特频率(奈奎斯特频率等于采样频率的一半)的信息,那么转换器就无法在一个周期内对波形进行两次采样。当这个采样波形信号数据被数/摸转换器重放时,它的频率就会出现问题。实际上,其结果是这些不正确的频率信号将会造成混叠现象。

举例来说:我们使用44.1 kHz的采样率,那么此时奈奎斯特频率就为22.05 kHz。如果一个频率为30 kHz的声音信号进入到模/数转换器中,则转换器就没有足够的精度来对这个信号进行精确采样,于是就会出现失真现象。由于进入系统的声波信号比奈奎斯特频率高7.95 kHz,那么声波中出现信号失真的位置就应该是比奈奎斯特频率低7.95 kHz的频率,也就是在14.1 kHz频率处(参见图1)。

这种现象就叫做混叠(aliasing),尽管这是一种很不受人。

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