以唱片波形說(shuō)明數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的邏輯
2020-10-30 14:11:08閱讀量:249
在任何的數(shù)字音頻系統(tǒng)中,模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)化器都是其中的重要組成部分,但通常情況下,它們都得不到應(yīng)有的關(guān)注。在您的聲卡將音頻傳輸?shù)侥腄AW時(shí),您可以能不會(huì)去想是模數(shù)轉(zhuǎn)化器或者是數(shù)模轉(zhuǎn)化器驅(qū)動(dòng)的您的監(jiān)聽音箱;并且當(dāng)您在演奏數(shù)字合成器時(shí),是數(shù)模轉(zhuǎn)化器將您的音頻傳輸給音箱的這點(diǎn)可能也沒有得到過(guò)您的過(guò)多關(guān)注。
但轉(zhuǎn)換器其實(shí)真的非常重要——將筆記本電腦直接發(fā)出的聲音與通過(guò)數(shù)字端口(如USB)連接了優(yōu)質(zhì)的外置轉(zhuǎn)換器的筆記本電腦所發(fā)出的聲音進(jìn)行比較,會(huì)聽到非常明顯的區(qū)別,連接了外置轉(zhuǎn)換器的聲音聽起來(lái)肯定會(huì)好很多。
想要弄明白模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器,我們就需要先了解一些基本的音頻基礎(chǔ)知識(shí)。聲音由氣壓的變化組成,有像海浪一樣的波峰和波谷,與我們耳朵的聽覺機(jī)制相互作用。我們的耳朵會(huì)將接收到的聲波信息傳遞到大腦,大腦則負(fù)責(zé)處理這些信息。從惱人的狗吠聲到交響樂團(tuán)的演奏聲等等所有的聲音,實(shí)質(zhì)上都是形狀和高度各異的波。通常情況下,聲音越復(fù)雜,波的形狀就越復(fù)雜。從視覺上看,在振幅(水平)與時(shí)間的關(guān)系圖中,音頻看起來(lái)像一條彎曲的線,我們稱之為波形(如圖所示)。
圖:這張圖顯示的是一支管弦樂隊(duì)演奏的貝多芬交響曲在被麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成不同的電壓后所產(chǎn)生的氣壓變化。注意,這是一個(gè)非常短的音頻片段,通過(guò)放大可以更清楚地顯示波形的形狀。
在黑膠唱片上刻下波形的輪廓就形成了唱片的律動(dòng),當(dāng)我們播放這張唱片時(shí),唱針會(huì)跟隨這個(gè)波形進(jìn)行播放,這會(huì)使唱機(jī)匣產(chǎn)生電壓變化,產(chǎn)生類似于聲音的原始波形,最終驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于揚(yáng)聲器音盆會(huì)跟隨波形運(yùn)動(dòng),所以它能復(fù)制最初壓入黑膠唱片的波形。因?yàn)樯鲜龅拿總€(gè)階段都會(huì)傳輸一個(gè)模擬輸入信號(hào)的信號(hào)——因此便有了“模擬音頻”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。
不幸的是,跟樂隊(duì)成員一樣,模擬音頻也有局限性。例如,黑膠唱片的爆裂聲、滴答聲、扭曲的聲音和表面噪聲會(huì)作為不受歡迎的音頻“瑕疵”被添加到原始聲音中。錄音磁帶會(huì)添加音染,磁帶上的灰塵會(huì)導(dǎo)致砰砰聲和滴答聲,磁帶錄音會(huì)有嘶嘶聲,等等。因此,盡管揚(yáng)聲器輸出的信號(hào)與原始錄制的信號(hào)相似,但由于模擬錄制、處理和回放中固有的錯(cuò)誤,也不太可能和原始聲音一模一樣。
耶!數(shù)字音頻確實(shí)存在!
但轉(zhuǎn)換器其實(shí)真的非常重要——將筆記本電腦直接發(fā)出的聲音與通過(guò)數(shù)字端口(如USB)連接了優(yōu)質(zhì)的外置轉(zhuǎn)換器的筆記本電腦所發(fā)出的聲音進(jìn)行比較,會(huì)聽到非常明顯的區(qū)別,連接了外置轉(zhuǎn)換器的聲音聽起來(lái)肯定會(huì)好很多。
想要弄明白模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器,我們就需要先了解一些基本的音頻基礎(chǔ)知識(shí)。聲音由氣壓的變化組成,有像海浪一樣的波峰和波谷,與我們耳朵的聽覺機(jī)制相互作用。我們的耳朵會(huì)將接收到的聲波信息傳遞到大腦,大腦則負(fù)責(zé)處理這些信息。從惱人的狗吠聲到交響樂團(tuán)的演奏聲等等所有的聲音,實(shí)質(zhì)上都是形狀和高度各異的波。通常情況下,聲音越復(fù)雜,波的形狀就越復(fù)雜。從視覺上看,在振幅(水平)與時(shí)間的關(guān)系圖中,音頻看起來(lái)像一條彎曲的線,我們稱之為波形(如圖所示)。
圖:這張圖顯示的是一支管弦樂隊(duì)演奏的貝多芬交響曲在被麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成不同的電壓后所產(chǎn)生的氣壓變化。注意,這是一個(gè)非常短的音頻片段,通過(guò)放大可以更清楚地顯示波形的形狀。
在黑膠唱片上刻下波形的輪廓就形成了唱片的律動(dòng),當(dāng)我們播放這張唱片時(shí),唱針會(huì)跟隨這個(gè)波形進(jìn)行播放,這會(huì)使唱機(jī)匣產(chǎn)生電壓變化,產(chǎn)生類似于聲音的原始波形,最終驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于揚(yáng)聲器音盆會(huì)跟隨波形運(yùn)動(dòng),所以它能復(fù)制最初壓入黑膠唱片的波形。因?yàn)樯鲜龅拿總€(gè)階段都會(huì)傳輸一個(gè)模擬輸入信號(hào)的信號(hào)——因此便有了“模擬音頻”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。
不幸的是,跟樂隊(duì)成員一樣,模擬音頻也有局限性。例如,黑膠唱片的爆裂聲、滴答聲、扭曲的聲音和表面噪聲會(huì)作為不受歡迎的音頻“瑕疵”被添加到原始聲音中。錄音磁帶會(huì)添加音染,磁帶上的灰塵會(huì)導(dǎo)致砰砰聲和滴答聲,磁帶錄音會(huì)有嘶嘶聲,等等。因此,盡管揚(yáng)聲器輸出的信號(hào)與原始錄制的信號(hào)相似,但由于模擬錄制、處理和回放中固有的錯(cuò)誤,也不太可能和原始聲音一模一樣。
耶!數(shù)字音頻確實(shí)存在!
數(shù)字音頻通過(guò)將音頻轉(zhuǎn)換為一串?dāng)?shù)字從錄制和播放過(guò)程中刪除了許多變量,之后通過(guò)音頻鏈傳遞這些數(shù)字(我們稍后會(huì)為大家解釋為什么這會(huì)改善聲音質(zhì)量)。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器會(huì)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字。
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型號(hào)
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AMS1117-3.3/線性穩(wěn)壓器(LDO) | 0.1237 | |
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LM358DR2G/運(yùn)算放大器 | 0.345 | |
CJ431/電壓基準(zhǔn)芯片 | 0.1157 | |
LM393DR2G/比較器 | 0.3143 | |
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REF3012AIDBZR/電壓基準(zhǔn)芯片 | 0.9316 | |
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