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把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換，它主要包括:

采樣:在時(shí)間軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化;

量化:在幅度軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化;

編碼:按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

脈沖編碼調(diào)制PCM(Pulse Code Modulation)是一種模數(shù)轉(zhuǎn)換的最基本編碼方法，CD-DA就是采用的這種編碼方式。

采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)。奈奎斯特(Harry Nyquist)

如果對(duì)某一模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，則采樣后可還原的最高信號(hào)頻率只有采樣頻率的一半，或者說(shuō)只要采樣頻率高于輸入信號(hào)最高頻率的兩倍，就能從采樣信號(hào)系列重構(gòu)原始信號(hào)。

根據(jù)該采樣理論，CD激光唱盤(pán)采樣頻率為44KHz，可記錄的最高音頻為22KHz，這樣的音質(zhì)與原始聲音相差無(wú)幾，也就是我們常說(shuō)的超級(jí)高保真音質(zhì)(Super High Fidelity-HiFi)。

采樣的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率分別為:44.1KHz，22.05KHz和11.025KHz。

量化位是對(duì)模擬音頻信號(hào)的幅度軸進(jìn)行數(shù)字化，它決定了模擬信號(hào)數(shù)字化以后的動(dòng)態(tài)范圍。由于計(jì)算機(jī)按字節(jié)運(yùn)算，一般的量化位數(shù)為8位和16位。量化位越高，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍越大，數(shù)字化后的音頻信號(hào)就越可能接近原始信號(hào)，但所需要的存貯空間也越大。

量化位 等份 動(dòng)態(tài)范圍(dB) 應(yīng)用 8 256 48-50 數(shù)字 16 65536 96-100 CD-DA 聲道數(shù) 有單聲道和雙聲道之分。雙聲道又稱為立體聲，在硬件中要占兩條線路，音質(zhì)、音色好，但立體聲數(shù)字化后所占空間比單聲道多一倍。

編碼的作用一是采用一定的格式來(lái)記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，二是采用一定的算法來(lái)壓縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

壓縮編碼的基本指標(biāo)之一就是壓縮比:壓縮比通常小于1。壓縮算法包括有損壓縮和無(wú)損壓縮;有損壓縮指解壓后數(shù)據(jù)不能復(fù)原，要丟失一部分信息。壓縮比越小，丟掉的信息越多、信號(hào)還原后失真越大。根據(jù)不同的應(yīng)用，可以選用不同的壓縮編碼算法，如PCM，ADPC，MP3，RA等等。

數(shù)據(jù)率為每秒bit數(shù)，它與信息在計(jì)算機(jī)中的實(shí)時(shí)傳輸有直接關(guān)系，而其總數(shù)據(jù)量又與計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間有直接關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)率是計(jì)算機(jī)處理時(shí)要掌握的基本技術(shù)參數(shù)，未經(jīng)壓縮的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)率可按下式計(jì)算:

數(shù)據(jù)率=采樣頻率(Hz)×量化位數(shù)(bit)×聲道數(shù)(bit/s)

用數(shù)字音頻產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一般以WAVE的文件格式存貯，以".WAV"作為文件擴(kuò)展名。WAV文件由三部分組成:文件頭，標(biāo)明是WAVE文件、文件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的總字節(jié);數(shù)字化參數(shù)如采樣率、聲道數(shù)、編碼算法等等;最后是實(shí)際波形數(shù)據(jù)。WAVE格式是一種Windows下通用的數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)，用Windows自帶的媒體播放器可以播放WAV文件。MP3的應(yīng)用雖然很看好，但目前還需專門(mén)的播放軟件，其中較成熟的為RealPlayer。

為了存儲(chǔ)數(shù)字化了的音樂(lè)，就只能盡量開(kāi)發(fā)高容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)。在70年代末，終于開(kāi)發(fā)出了利用激光讀寫(xiě)的光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)。因?yàn)檫@種光盤(pán)比起密紋唱片，無(wú)論在體積和重量上都要小得多，輕得多，所以稱它為CD(CompactDisk)。意思為輕便的碟片。而一張CD的容量大約為650MB，也就只能存儲(chǔ)61.4分鐘音樂(lè)。

純粹音樂(lè)CD通常也稱為CD-DA。DA就是數(shù)字音頻(Digital Audio)的縮寫(xiě)。它的技術(shù)指標(biāo)是由一本所謂的"紅皮書(shū)"所定義。這本紅皮書(shū)是菲立普公司和索尼公司在1980年公布的。以后，在1987年，又由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定為IEC908標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)可以比較精確地計(jì)算一張CD所能存儲(chǔ)的音樂(lè)時(shí)間。實(shí)際上在CD碟片中是以扇區(qū)為單位的，每個(gè)扇區(qū)中所包含的字節(jié)數(shù)為2352個(gè)字節(jié)。總共有345k個(gè)扇區(qū)。因此總的字節(jié)數(shù)為345kx2352=811440kB?？梢源娣?6.92分鐘的立體聲音樂(lè)。還有一種方法來(lái)計(jì)算播放的時(shí)間，CD在播放時(shí)，其播放的速度為每秒鐘75個(gè)扇區(qū)。一張CD有345k個(gè)扇區(qū)，因而可以播放的時(shí)間為345k/75=4600秒=76分40秒。兩種方法計(jì)算的結(jié)果是一樣的。

因?yàn)橐纛l信號(hào)數(shù)字化以后需要很大的存儲(chǔ)容量來(lái)存放，所以很早就有人開(kāi)始研究音頻信號(hào)的壓縮問(wèn)題。音頻信號(hào)的壓縮不同于計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制信號(hào)的壓縮，在計(jì)算機(jī)中，二進(jìn)制信號(hào)的壓縮必須是無(wú)損的，也就是說(shuō)，信號(hào)經(jīng)過(guò)壓縮和解壓縮以后，必須和原來(lái)的信號(hào)一樣，不能有一個(gè)比特的錯(cuò)誤。這種壓縮稱為無(wú)損壓縮。但是音頻信號(hào)的壓縮就不一樣，它的壓縮可以是有損的只要壓縮以后的聲音和原來(lái)的聲音聽(tīng)上去和原來(lái)的聲音一樣就可以了。因?yàn)槿说亩鋵?duì)某些失真并不靈敏，所以，壓縮時(shí)的潛力就比較大，也就是壓縮的比例可以很大。音頻信號(hào)在采用各種標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)損壓縮時(shí)，其壓縮比頂多可以達(dá)到1.4倍。但在采用有損壓縮時(shí)其壓縮比就可以很高。下面是幾種標(biāo)準(zhǔn)的壓縮方法的性能。按質(zhì)量由高往低排列。

需要注意的是，其中的Mbyte不是正好1兆比特，而是1024x1024=1048576Byte。必須指出，這些壓縮都是以犧牲音質(zhì)作為代價(jià)的，尤其是最后兩種方法，靠降低采樣率和降低分辨率來(lái)取得的。這對(duì)音質(zhì)的損失太大，所以這些方法并不可取。