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数字与模拟音频的 优缺点及其分析 ◎ 英国 Cadac 公司Tong Waldrom 翻译 李宏翱 对于用户在决定是否购置数字演出调音台之前，有关对 数字调音台优点及缺点的了解是非常重要的。不过，数字音 频的论点是非常复杂的，可以将它简化使大家易于了解。 CADAC 公司在开发自家的数字舞台演出调音台并非一个秘 密，我们希望能在2003 年可以投放市场，因此，对于我们工 厂内部的开发研究，及我们对现今市场中其他厂家所提供的 同类产品所作的检测是非常专注和投入。我们现今共有五位 数字及模拟音频的开发工程师在专注这个项目上。现今在普 遍产品上所出现的及所提及过的问题，我们都会在我们的产 品中解决及贯彻执行所需要的修正。累积了三十年在现场演 出及高质量的录制音频经验，激励了我们在设计数字产品时， 必须要达到及其甚至超越我们模拟产品的质量及功能，就如 我们会以J-Type调音台作为质量的基准。 所讨论的议题分为以下的几个范围： 到是一个深奥的问题，他们会争议提出一般平常人的听觉功 能只是低于20kHz，在理论上确是没有必要需求这样大的延 伸，但是，他们不理解在更高的采样率数 / 模 A/D 制式转换 器时，所采用的滤波器技术差异产生了完全不一样的音频效 果，将这些差别在 44/48kHz 和 96 kHz 采样频率，以及与 CADAC 一般频响反应(83 kHz 的带宽)的模拟调音台作比较 时，那差异就很容易辨别出来了。 讯号通道上的延迟 一般在整个音频讯号上都会通过一复杂的模拟处理系 统；例如通过 CADAC 的调音台，它的最长延迟少于 400 微 秒；而在44/48kHz 取样比率的模/ 数；数/ 模A/D；D/A 制式 转换器上，延迟约为2.7毫秒。这种延迟时间在录音器材及音 响效果重放系统上不会是一个问题，但是这样大的延迟时间 在现场扩音使用者来说是一个潜在的大问题，这延迟时间在 现场扩音的情况下可以产生很多不必要的梳状滤波失真现象。 而在高质量要求的现场演出的扩音应用中，使用96kHz取样 比率的模 / 数；数 / 模 A/D；D/A 制式转换器，亦会有 1.2 毫 秒之下的延迟，也是属于太长时间了。而 CADAC 正在进行 测试这些延迟在现场演出扩音中的实际情况。 失真、噪音和动态余量 CADAC 的模拟系统设计是???传奇的做法，考虑到最低 的本身噪音、失真及足够的动态余量。从通道输入至直接输 出的噪音，在正常时是 -100dB、THD 是 0.008% 及 +24dB 的 动态余量。但可惜，在现今市场上所能购买到的数字音频系 统器材，其零部件基本上都不能达到这指标。我们需要这些 零部件必须达到标准后，这些数字音频系统器材才能与我们 音频的质量 数字处理及时间校正 可靠性及备用冗余 音频的质量 带宽 数字音频产品的全面带宽是取决于他们所用的采样频率 来决定，以 44/48kHz 采样率的数/ 模 A/D 制式转换器为例， 它的带宽只限制在22 kHz内，带宽的局限性普遍的认同它不 适合作为高质量音频的再现。随后，96kHz(或更高的取样比 率)数/模A/D制式的转换器的出现体验了出示了一个意义深 远的有利条件—96kHz制式转换器能提供达到35kHz的音频 带宽。在这延伸的音频响应中，使一些数字音频的工程师感 ITTC 2001 数字声音制作工艺 CADAC 现有的模拟系列做出比较。在我们最近的数字音频 开发中提示出虽然在数字处理领域中是不容易维持模拟音频 的高质量卓越表现，但最近所推出的DSP芯片开始能够帮助 我们接近这目标。必威体育精装版的96kHz，24 比特的A/D:D/A 制式转 换电路已慢慢地向这方面发展，这点可从我们的数字均衡器 上看到。 在模拟系统中，原始波型的失真出现在声/电间的介面上 —话筒与音箱。在一般高效应的模拟线路上所附加的失真是 很少会遭遇到。模拟线路上的主要缺点是在每一级的放大时 都会和原本的讯号上加上小量的噪音。在相互比对下，在理 论上当一个讯号源通过数字的领域中是没有增加额外的失真 和噪音的。但很不幸，在处理一个讯号进出数字的领域时却 实质上加入了额外的失真及噪音到原来的讯号上！这现象在 一般电子术语上是能充分地描述这情况的。在模拟转变为数 字的介面上。模拟的讯号必须更换至数字单元，这转换的精 确性全掌握在转换过程中采取了多少的步幅的数量(取样比 率)和所采用的改变电压标准的比特数量(bits)。然而，一个转 换器在96kHz的取样比率及24比特的为取样编码，是比一个 转换器在44/48kHz的取样比率和16/20比特的取样编码更为 精确。尽管 96kHz，24 比特的相关制式转换器功能卓越，但 那取样比率只能制造出近似实际波型(加上额外的失真)，而 描述波形标准的数字缺乏精确度而最终的结果变