音频信号的数字化.ppt

4.采样脉冲宽度与孔径效应由于采样信号并非理想的冲击序列，而是有一定宽度的脉冲信号，所以会使恢复的模拟信号的高频特性产生失真，这种效应称为孔径效应。当采样脉冲宽度为采样周期的1/4时，孔径效应就可以忽略了。目前常用的音频采样频率有48kHz，44.1kHz，32kHz，96kHz，192kHz……音频信号的采样频率选取原则音频信号的最高频率防混叠低通滤波器的截止特性以录像机作为记录设备时，便于形成伪视频信号。5.采样频率量化：把幅度上连续变化的样本值离散化，变换为有限个样本值。量化量化级数M01量化位数（比特数）n02量化步长量化级数越大，量化位数越多，量化步长越小。03量化精度（Resolution）量化误差（量化噪声）量化误差即为采样值与量化值之间的差值。任一时刻的量化误差是可以从输入信号求出的。量化误差在信号中表现类似于噪声，也有很宽的频谱，所以也被称为量化噪声。量化位数越多，量化误差（失真）越小。均匀量化的量化误差的最大绝对值为△/2量化位数与最大量化信噪比之间的关系：S/N=6.02N+1.76dB每增加一个量化比特，信噪比提高6dB.编码最简单的编码方式是二进制编码，用n比特二进制码来表示已经量化了的样本值，每个二进制数对应一个量化电平。将量化后的数值用二进制码表示，这一过程称为编码。量化级数二进制等效数字脉冲编码波形00000100012001030011401005010160110701118100091001101010111011121100131101141110151111通过脉冲的“1”和“0”表现调制信号的大小，完成PCM的过程。2020采样：时间离散化012021量化：幅值离散化022022编码：数值二值化03总结PCM的三个步骤对数字音频来说，A/D转换器的性能对音质具有决定性的影响数字音频系统中常用的A/D转换器有逐次比较式级联积分式过采样式2.3A/D转换器逐次比较式A/D转换器逐次比较式A/D转换器级联积分式A/D转换器级联积分式A/D转换器级联积分式A/D转换器A/D转换器的主要技术指标转换时间：A/D转换器完成一次A/D转换所需的时间。在数字音频系统中，转换时间必须小于采样周期。转换速率是单位时间内的变化次数.分辨率：满量程电压与2n之比值，n为比特数。积分线性误差：输出数字量与模拟输入转换电压之间存在一定的非线性。在整个转换范围内，实际的输入输出特性偏离理想直线的最大误差。A/D转换器的主要技术指标差分线性误差均匀量化方式下，实际的A/D转换器，每一个量化台阶并不相同，有时输入模拟电压量变化不到一个△就会使输出产生1LSB的变化，有时则必须大于一个△才会使输出产生1LSB变化。差分线性误差是指：在整个变换范围内，A/D转换器实际的量化台阶和理想的量化台阶之间的最大差值。通常以LSB为单位表示（1LSB对应1△）绝对精度误差A/D转换器的实际转换电压和理想转换电压之间的差值。实际A/D转换器的零点可能会随着温度的变化而漂移，这样就会给绝对误差带来不确定性因素A/D转换器的主要技术指标偏移误差由放大器或比较器的输入偏移电压或电流引起的误差。单极性的偏移误差是实际的转换电压与理想的转换电压的差值双极性A/D转换器的偏移误差是实际的转换电压与负的满量程电压以1/2LSB处的理想转换电压之间的差值。一般可在A/D转换器外部加一个电位器进行调节，将偏移误差调至最小增益误差又称满量程误差，是指满量程输出数据代码所对应的实际输入转换电压与理想转换电压之间的差值。可通过外部电位器调节增益误差，通常在偏移误差调整后进行。2.4D/A转换器D/A转换器的作用是把输入的数字量转换成模拟量输出。权电阻式D/A转换器权电阻解码网络按不同的“权”值产生模拟量（当输入的数码为1时，晶体管导通，产生电流），运算放大器将各位数码产生的电流相加，然后变换成输出电压。R-2R梯形网络式D/A转换器只用到R、2R这样两个阻值用网络的等效阻值来实现2的倍数的加权*音频信号数字化后可以避免模拟信号容易受噪声和干扰的影响1可以扩大音频的动态范围2可以利用计算机进行数据处理3节省存储空间和成本4易于加密处理5可以不失真的远距离传输6可以与