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音响系统中的常见音源

发布的年份:2017-09-02 手机阅读数:1463次
顾名思义  ,音源就是声音的源头  ,没有音源  ,用音响系统还原声音也就 无从谈起 。 音源有两层含义  ,一是指记录声音的载体  ,只有先把声音记 录在某种载体上  ,才谈得上用音响设备把载体上的声音还原出来  ,这些 载体是音响系统中声音的来源  ,所以叫音源 。   
常见的音源载体有CD(小 型激光唱片)、盒式磁带、LP(密纹唱片)等  ,现在又出现了DVD-1( 音频DVD)、SACD(超级音频CD)等更先进的新型载体 。 上述载体中  , 磁带是可以反复录放的  ,也就是说  ,使用者可以更改磁带上的内容  ,而其他载体的讯息由工厂一次性灌制在里面  ,无法再改变 。   
当然  ,随着电 脑的日益普及  ,最早为电脑工业设计的CD-R/CD-RW光盘逐渐进入音响 领域  ,用CD-R/CD-RW就可以自己录制讯息  ,不像CD只有工厂出来的录 音成品 。    
音源的另一层含义  ,是指播放音源载体的设备 。 上述CD、盒式磁带、LP 唱片等时源载体记录着声音讯息  ,但必须通过相应的设备才能把讯息读 出来  ,进而以电信号的形式传输给音响系统中的其他设备 。 播放CD片的 设备叫CD机  ,是目前主流的高性能音源设备之一;录放盒式磁带的设备叫卡座  ,当然  ,以前流行的收录机也能录放磁带  ,收录机可以看成扩展了功能的卡座??增加了收音、功放部分  ,还自带扬声器  ,不过收录机磁带录放部分的性能通常远不及卡座  ,所以b体育网登录入口现在只谈卡座 。   
当然  , 由于受到CD的冲击  ,卡座和磁带的影响力已远不如从前了;播放LP唱片 的设备叫LP唱机 。 LP唱片和唱机曾经是音响系统中性能最好、保真度最高的音源  ,但同样因CD的冲击而走向衰落 。 今天  ,只有少数高级LP唱机 作为昔日经典继续存活下来  ,也只有少数对模拟时代满怀留恋的发烧友还在继续使用LP  ,在绝大多数音响爱好者和普通消费者家里  ,LP已经消失了 。 不过  ,高级LP系统的声音并不一定逊色于当今先进的数码音响  , 有些资深发烧友甚至认为  ,顶级LP的声音质感和音乐味是CD无法企及的  。 对LP可以用一句话来概括;夕阳无限好  ,只是近黄昏 。     
什么叫模拟音源  ,什么又叫数码音源?模拟音源和数码音源的主要区别在哪里?    
时间上连续、而且幅度随时间连续变化的讯号称为模拟讯号(例如声波就是模拟讯号  ,音响系统中传输的电流、电压讯号也是模拟讯号)  ,记录和处理模拟讯号的音源就是模拟音源  ,例如磁带/卡座、LP/LP唱机; 时间上不连续、幅度只有0和1两种变化的讯号称为数字讯号  ,记录和处理数字讯号的音源叫做数码音源  ,例如CD/CD机、DVD-A/DVD-A播放机 、SACD/SACD播放机等 。  模拟音源记录和处理的讯号是声音(准确地说应该是从声音转换而来的电讯号)的本来面目  ,可以直接用传统的放大器放大  ,处理起来方便直接 。   
数码音源记录、处理的都是0和1排列组合形成的抽象二进制数据流  ,非常不直观 。 声波是模拟的  ,不能直接为数码音源使用  ,必然通过转换设备转为数字讯号  ,才能记录在数码音源载体上 。 播放时  ,数码音源设备读出的数据不能直接由传统的放大器放大  ,必须先转换为模拟讯号才行 。 可见  ,数码音源讯号处理过程要复杂得多 。 但数码音源优点很突出:信噪比和动态范围远胜模拟音源  ,讯号经多次复制和多个传输环节后质量不下降  ,这一点模拟音源无论如何也办不到 。  为何数码音源能有这么出色的性能呢?关键在于数字讯号中只有0、1两 种状态  ,无论外界干扰有多强  ,只要不影响到对0、1这种两种逻辑状态的褒别  ,最后都可以通过整形电路将干扰去除  ,100%的复原原始讯号 。  而模拟讯号的讯息就直接承载在幅度变化上  ,如果受到一点外界干扰  , 幅度就可能变化  ,讯息也就失真了  ,这种讯息的损伤是永久性的  ,无法再修复 。   
CD的规格如何?    
CD的规格是索尼和飞利浦公司联手制定的 。 声音讯号采用44.1KHz的频率采磋  ,每个采样点进行16bit量化  ,然后以LPCM(线性脉冲编码调制)方式编码成数字讯号  ,数字讯号用模压的办法保存在特制的盘片上  , 做成CD片 。 CD片的片基一般用塑料制作  ,其中一个表面为模压的讯号层   ,讯号层上有一个个压出来的抗点  ,这些坑点就代表了0、1两种讯息 。  讯号层之外再镀上一层极薄的铝膜(也有镀金的)  ,用于读取讯号时加 强激光反射 。 CD片有两种尺寸  ,最常见的一种直径为12cm  ,数据容量6 50MB  ,大约存储74分钟音乐;另一种称为Mini CD  ,直径8cm  ,数据容 量大约185MB  ,能存储20分钟左右的音乐 。    
取样、取样率、量化、量化精度等术语的含义是什么?    
取样也叫采样  ,是把连续的模拟量用一个个离散的点来表示 。 显然  ,取样点需要足够密集  ,才能很好地表达原始模拟讯号的特征 。 每秒钟取样的次数叫取样率  ,CD的取样率为44.1KHz  ,表示每秒钟取样44100次 。 所谓量化  ,通俗地说  ,就是度量采样后离散讯号幅度的过程  ,当然  ,度量结果用二进制数来表示 。 量化精度是就是度量时分极的多少  ,好比一把尺子上刻划分的多少  ,显然  ,分级越多度量结果便越精确 。 CD的量化精度为16bit(16位二进制数)  ,换算为十进制  ,分级数等于65536 。  也就是说  ,以CD的标准  ,可以分辨出1/65536级的幅度变化 。 问题来了  ,如果讯号的幅度变化比1/65536级还小呢?答案很简单:量不出结果  , 就象用精细到1mm的尺子去量一根头发的直径一样 。 量不出结果就没有数据  ,将来还原成模拟讯号时就会形成背景噪声  ,专业术语叫量化噪声 。 量化噪声量数码音源信噪比提高的主要限制  ,对于CD规格  ,假设最强讯号为一个单位  ,噪声大小就是1/65536个单位  ,因此信噪比为65536  ,即96dB 。     
CD规格定为16bit/44.1KHz有什么根据?为什么不是其他的数字呢?    
先说44.1KHz取样率的来由  ,这是根据著名的“乃奎斯特取样定理”得出的结果 。 “乃奎斯特取样定理”说:在模拟讯号数字化的过程中  ,如果保证取样频率大于模拟讯号最高频率2倍  ,就能100%精确地再还原出 原始的模拟讯息 。 音频的最高频率为20KHz  ,所以取样率至少应该大于40KHz  ,为了留一点安全系数  ,再考虑到工程上的习惯  ,CD标准许最终选择了44.1KHz这个数值 。  16bit又怎么来的呢?在量化精度一问的解答中已经说过  ,量化精度和最终的信噪比有着直接的联系  ,当初制定标准时  ,一个主要的出发点就是要获得尽量高的信噪比 。 飞利浦的工程师倾向于14bit  ,他们认为14bit已经能获得84dB信噪比  ,比起模拟音源60dB左右的最高值已经有了质的提高 。 但崇尚规格至上的索尼工程师认为14bit无论如何也不够   ,坚持16bit的提议  ,最后索尼的提议获得通过 。 为什么不用更高的量化精度?比如20bit、24bit?因为更高的量化精度意味着更大的数据量  ,CD的存储容量已经不够了 。  
 16bit/44.1KHz、24bit/192KHz这些数字有什么含义?  
两组数字分别是CD和VD-A的规格  ,斜线前的数字表示最化精度  ,斜线后 的数字表示取样率  ,详见量化精度和取样率的解答 。   
A/D转换、D/A转换是什么意思? ADC、DAC又是什么意思?   
A/D转换=模拟/数字转换  ,意思是模拟讯号转换为数字讯号;D/A转换= 数字/模拟转换  ,意思是数字讯号转换为模拟讯号:ADC=模拟/数字转换 器  ,DAC=数字/模拟转换器 。  
什么是超取样?超取样有何作用?  
超取样是CD机中采用的一种技术  ,用于提高放音质量 。 CD片上的数据讯号被读出后  ,通过DSP电路的插值处理  ,将44.1KHz的标准取样率提升一倍到数倍  ,这就是超取样 。 为什么要超取样呢?这涉及到D/A转换之后的噪声滤除问题 。 数码讯号经过D/A转换之后  ,会在音频频带以外的高端产生一个镜象频带  ,这是一种噪声  ,必须用低通滤波器滤除  ,否则经过非线性器件后会折回到音频频带内  ,对放音效果产生很大的破坏 。  该镜像噪声频带的位置和取样频率有关  ,频率越高  ,镜像频带就离音频 频带越远 。 对于标准取样频率来说  ,必须用衰减十分陡峭的滤波器才能 滤掉靠近音频频带的镜像噪声 。 但衰减陡峭的滤波器很通俗读物设计  ,相位失真很大  ,难免会影响到音频频带的高端部分  ,使音质下降  ,这就是早期的CD机数码味比较重的重要原因 。 如果采用超取样  ,就可以把镜 像噪声推到远离音频频带的位置  ,这时只需要衰减平缓的低通滤波器就行了  ,设计难度大大降低  ,相位特性得以改善  ,使放音质量获得显著的改善 。   
什么是HDCD? 
高解析度CD  ,是美国太平洋微音公司在现有CD格式的基础上推出的一种“增强型CD”  ,它利用CD格式中富余的存储容量来记录扩展讯息  ,使声音的解析度提高到20bit的解析度  ,机器需要具备HDCD解码线路 。  
什么是MD?  
Mini Disc(迷你磁光盘)的缩写  ,索尼公司开发的一种数码音乐媒介   ,象磁带一样可以反复录放  ,但因为采用数码工作方式  ,没有磁带复制后音质下降的问题 。 MD的音质稍逊于CD  ,这是因为MD使用了ATRAC(适应性转换编码)有损压缩编码方式  ,而CD的PCM讯号是不压缩的  ,没有损失 。 MD目前在随身听上获得了比较成功的运用 。   
什么是DVD-A和SACD?DVD-A、SACD跟CD机有何区别?  
DVD-A称为音频DVD  ,是DVD家庭的一个分支  ,它的物理规格和普通视频DVD相同  ,单面单层的数据容量约为4.7GB  ,但DVD-A只存储声音或声音加静止画面  ,不存储活动视频影像 。 DVD-A的数据格式采用了跟CD相同的LPCM线性脉冲编码调制方式  ,但取样率和量化精度都比CD高得多 。 当存储多声道音乐时  ,DVD-A的取样率为96KHz  ,存储双声道音乐时取样率高达192KHz  ,重放的频宽最高可达96KHz 。 量化精度在各种情况下均为24bit  ,因而拥有144dB的超高动态范围(每一比特对应6dB动态) 。  SACD称为超级音频CD  ,是索尼公司开发的新型高质量数码音乐格式  ,其 性能与DVD-A相当  ,远胜传统CD但SACD的数据格式不同于DVD-A  ,是索尼公司开发的DSD直接数据流格式 。    
DVD-A、SACD跟现在的CD机兼容吗? 我现在的CD片会不会被淘汰?  
DVD-A片无法在CD机上播放  ,但SACD片可以  ,因为SACD是双层结构  ,高密度的DSD讯号层在里面  ,表面还有一层内容完全相同的普通CD讯号层   ,可以被CD机读取 。 现在面市的DVD-A、SACD播计算机几乎都可以播放CD  ,即使将来CD逐渐被DVD-A和SACD取代了  ,现在投在CD上的心血也不会白费 。   
 
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