数字音频系统汇编
59页1、数字音频系统 恒诚FAE王帅 V1.1 综述 1,Audio(音频) 2,MIC(麦,Microphone,麦克风) 3,ADC(模拟数字转换器) 4,DSP(数字信号处理器) 5,Codec(编解码器)=Coder(编码器)+ Decoder(解码器) 6,DAC (数字模拟转换器) 7,Power Amplifier(功放,功率放大器) 8,Speaker(Loudspeaker扬声器、喇叭) 9,Headphone(Earphone;Earpiece;Headset,耳机) 10,I2S总线 11,SPDIF索尼飞利浦数字接口 12,DSD直接比特流数字编码 13, Hi-Fi和Hi-End 综述 1,Audio音频 1,Audio音频 1,Audio音频 1,Audio音频 1,Audio音频 声音是一种压力波、机械波。声音作为波的 一种,频率和振幅就成了描述波的重要属性 ,发声体振动频率与我们通常所说的音高对 应,即音调(高音低音),而发声体振动的 振幅影响声音的大小,即响度(音量、声强 )。声音可以被分解为不同频率不同强度正 弦波的叠加,不同的发声体由于材料、结构 不同,这
2、种不同的叠加就产生不同的波形, 发出声音的音色(音品)也就不同。 音调,响度,音色是声音的三个主要特征。 1,Audio音频 人耳所能听到的声音频率是从20Hz20KHZ。 高于这个范围的波动称为超声波,低于这一 范围的称为次声波。频率越高音调越高。 振幅的绝对大小是没有意义的,因为它可以 用放大器放大,相对大小影响响度。振幅的 相对大小越大响度越大。 音色,在中国的辞典里称作“音品”或“音 质”,即某种人声(如男高音、女高音)或 某种乐器特有的声音种类。我们主要就是通 过音色来区分不同的发声体。 2,MIC(麦,Microphone,麦克风 ) 麦(克风),又称话筒、传声器,是声电 转换的换能器,通过声波作用到电声元件 上产生电压,再转为电能,是一种拾音装 置。 目前常见的有动圈传声器、电容传声器、 驻极体(电容)传声器、硅微麦克风(硅 麦)。 2,MIC(麦,Microphone,麦克风 ) 动圈传声器的特点是结构简 单,价格低廉,也比较坚固 ,因而有较长的寿命,因此 它被广泛地应用到了各种大 众录音场合。但是它也有灵 敏度低、频率响应不够宽等 缺点,(最佳状态为40Hz 16kH
3、z),所以很难用动圈 麦克风多用来录制一些频率 宽、动态大、泛音成分多的 声源,如管弦乐队合奏。 2,MIC(麦,Microphone,麦克风 ) 电容传声器相对动圈式 传声器,电容传声器的 灵敏度要高很多,频响 也够宽,可以满足绝大 多数专业录音的要求, 而它的缺点也十分明显 ,就是对环境噪声过于 敏感,振膜脆弱,寿命 短,不是很适合室外录 音。 2,MIC(麦,Microphone,麦克风 ) 驻极体(电容)传声器体 积小巧,成本低廉,在电 话、手机等设备中广泛使 用。 硅麦与传统驻极体麦克风 “声电” 转换的工作方 式一样,只是制作工艺不 同。硅麦基于CMOS MEMS 技术,体积更小(如图大 小是4*4*1mm)。其一致 性将比驻极体电容器麦克 风的一致性好4倍以上。 2,MIC(麦,Microphone,麦克风 ) 工作原理: 外力引起振膜 的机械振动 膜片和背极(驻极体 )间距的改变引起容 值的变化 容值的变化导致 交变电压的变化 经过FET场效 应管信号放大 MIC输出信 号到ADC 3,ADC(模拟数字转换器) 把模拟信号变成数字信号主要经过三个步骤:采 样、量化、编码
4、。 ADC,Analog-to-Digital Converter的缩写,指模/数转 换器或者模拟/数字转换器,是指将连续变量的模拟 信号转换为离散的数字信号的器件。ADC的重要参数 有:采样率、采样精度、信噪比。 F_S,采样率(sampling rate)或采样频率(sampling frequency、 frequency of sampling ),也称为采样速 度,定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号 的采样个数,单位用赫兹(Hz)来表示。采样率越 高越能完整地保留原始信号中的信息。采样率的倒 数就是隔多长时间采样一个点。 3,ADC(模拟数字转换器) 采样定理又称奈奎斯特定理,在进行模拟/数字信 号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频率 的2倍时,采样之后的数字信号就可以完整地保留 了原始信号中的信息。换句话说,要使实信号采样 后能够不失真还原,采样频率必须大于信号最高频 率的两倍。CD的标准采样率是44.1KHz。 3,ADC(模拟数字转换器) 采样精度( Sampling Accuracy )、解析度( Resolution )决定了记录声音的动态范围( 6dB
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