pcm 取樣率轉換 廣播百科 取樣率

2021-10-10 20:31:32 字數 2510 閱讀 9565

第 459 期

取樣率,也稱為取樣速度或者取樣頻率,定義了每秒從連續訊號中提取並組成離散訊號的取樣個數,它用赫茲(hz)來表示。取樣頻率的倒數是取樣週期或者叫作取樣時間,它是取樣之間的時間間隔。通俗的講取樣頻率是指計算機每秒鐘採集多少個訊號樣本。

連續訊號在時間(或空間)上以某種方式變化著,而取樣過程則是在時間(或空間)上,以t為單位間隔來測量連續訊號的值。t稱為取樣間隔。在實際中,如果訊號是時間的函式,通常他們的取樣間隔都很小,一般在毫秒、微秒的量級。取樣過程產生一系列的數字,稱為樣本。樣本代表了原來的訊號。每乙個樣本都對應著測量這一樣本的特定時間點,而取樣間隔的倒數,1/t即為取樣頻率,其單位為樣本/秒,即赫茲(hertz)。

取樣頻率只能用於週期性取樣的取樣器,對於非週期性取樣的取樣器沒有規則限制。取樣頻率的常用的表示符號是fs。

為什麼要取樣模擬的連續訊號要變成數碼訊號,要通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬訊號轉換為數字編碼。由於聲音是一種能量波,因此也有頻率和振幅的特徵,頻率對應於時間軸線,振幅對應於電平軸線。波是無限光滑的,弦線可以看成由無數點組成,由於儲存空間是相對有限的,數字編碼過程中,必須對弦線的點進行取樣。取樣過程,就是抽取連續訊號在離散時間瞬時值的序列過程,有時也稱為離散化過程。很顯然,在一秒中內抽取的點越多,獲取得頻率資訊更豐富,對於原訊號的還原程度越好。

奈奎斯特取樣定律取樣後,得到的是離散的點,用這些離散的點來代替連續的線就勢必會產生誤差,那麼這個誤差是不是在容許的範圍內,根據取樣得到離散的點能不能還原出連續的訊號?奈奎斯特取樣定理解釋了取樣率和所測訊號頻率之間的關係。闡述了取樣率fs必須大於原訊號最高頻率分量的兩倍,該頻率通常被稱為奈奎斯特頻率fn。

取樣率過低會造成波形重構不準確。取樣資料中就會出現虛假的低頻成分,這種現象便稱為混疊,如上圖。 因此,為了無失真地恢復原波形訊號,取樣率fs必須大於被測訊號感興趣最高頻率分量的兩倍。通常希望取樣率大於訊號頻率約五倍,才可能無失真地恢復原波形訊號。 

針對音訊訊號,音訊數位化就是將模擬的(連續的)聲音波形數位化(離散化),以便利用數字計算機進行處理的過程,主要引數包括取樣頻率(sample rate)和取樣數字/取樣精度(quantizing,也稱量化級)兩個方面,這二者決定了數位化音訊的質量。根據這種取樣方法,取樣頻率是能夠再現聲音頻率的一倍。人耳聽覺的頻率上限在20khz左右,為了保證聲音不失真,取樣頻率應在40khz左右。經常使用的取樣頻率有11.025khz、22.05khz和44.1khz等。取樣頻率越高,聲音失真越小、音訊資料量越大。

音訊取樣

音訊取樣率是指錄音裝置在一秒鐘內對聲音頻號的取樣次數,取樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。在當今的主流採集卡上,取樣頻率一般共分為11025hz、22050hz、24000hz、44100hz、48000hz五個等級,11025hz能達到am調幅廣播的聲音品質,而22050hz和24000hz能達到fm調頻廣播的聲音品質,44100hz則是理論上的cd音質界限,48000hz則更加精確一些。

在數字音訊領域,常用的取樣率有:

8,000 hz ——**

11,025 hz——am調幅廣播

22,050 hz和24,000 hz——fm調頻廣播

44,100 hz——音訊 cd, ***

47,250 hz——商用 pcm 錄音機

48,000 hz——minidv、數碼電視、***、dat、電影和專業音訊

50,000 hz——商用數字錄音機所用取樣率

96,000 或者 192,000 hz——***-audio、一些 lpcm *** 音軌、bd-rom(藍光碟)音軌、和 hd-*** (高畫質晰度 ***)音軌

2.8224 mhz——direct stream digital 的 1 位 sigma-delta modulation 過程

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