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什么是采样率和量化精度

作者:广州铭音电子科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-12-22 16:28:53

采样频率:普通CD是44.1KHz采样率,DVD是48KHz采样率,48KHz采样率略高于44.1KHz采样率,主观听感不会有明显差别。44.1KHz采样率会有多清楚?与听觉特性有关,人耳最高可听到20KHz频率,主观听感在11KHz以上开始有清晰的感觉,偶次顺耳,奇次刺耳,大多数人类听不到20KHz以上频率。要弄清楚奈奎斯特定理,两个固定采样点可代表最高固定波形采样频率,但不能代表一个不固定波形,所谓的44.1KHz采样率可还原22KHz音频频率存在误区。一个不固定变化的波形需要n个采样点还原,采样点越多,波形失真度越小。采样率,波形失真度及量化精度确定后,还原波形频率即可确定。44.1KHz采样率及16bit量化精度时,主观听感略有点清晰,但生硬,数码味强,波形还原在6KHz-11KHz,这就是CD音质了。48KHz采样还原仅略改善了点清晰度,最高波形还原低于12KHz,依然生硬,数码味强。88.2KHz,96KHz,192KHz采样还原清晰度逐渐提高。

动态范围:当量化精度16bit时,对应的十进制数就是0到65535,差值是65535分之一,量化的模拟量的动态范围可以差65535,也就是96.32分贝。人耳的无痛苦极限声压是90分贝,96分贝的动态范围在普通应用中足够使用,在电影院或家庭影院级播放爆炸及交响乐等需要更高动态范围储备。

量化精度:由于量化时,A/D低位1/2不确定性(量化误差+微分非线性误差),造成一位的量化误差,每一位可影响6分贝不确定性,再加上高频颤动影响6分贝,当量化精度16bit时,很难做到90分贝,所以要求略高的,要高于16bit量化,比如18bit量化可达到96分贝。A/D的微分非线性误差及量化误差是本身就有的,无法克服。当非线性误差,孔径误差,增益误差,静态误差为零时,18bit量化是可达到96分贝的,这就要求18bit量化A/D足够高级。当高于20bit量化已无意义。目前量化精度有:16bit,18bit,20bit,24bit。

还原精度:还原是通过D/A完成的。主要参数为非线性误差,零点漂移误差。最后位稳定性十分重要。需要指出的是,播放高位数采样,必须有相当级别的D/A转换,否则,将会额外增加噪音及失真。

AC97标准:是当今PC音频标准,分三个部分,音频处理由CPU代劳,驱动程序将不同格式音频转换为16位48K频率播放,芯片组通过AC_Link将音频数据传输到一个48脚芯片中,这个芯片主要有16位A/D,D/A组成,48K固定频率。这个标准的目的是以最低成本,使PC发出尽可能好的声音。制定标准者很聪明,48K取整是为以后兼容,略提高到16位+48K采样是为在源头支持具有一定音质的PC播放。早些年PC主板不重视音频这一块,近年一些中高档主板开始重视这一块,从芯片到电路及元件,都很讲究,音质有一定改善,比一般主板音质会好一点,因为主板环境问题及标准定位不高,仅能做普通听音。在不外加设备投入的情况下,感受来自标准制定者和主板生产厂家的努力,带来改善的音质,适合简单具有一定质量的音视频播放。


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