日韩精品电影一区亚洲,色噜噜色偷偷,插插插日日日

【音頻科普】PCM：取樣率位元率最常見的模擬轉(zhuǎn)換數(shù)碼編碼方式

2023.03.04 廣東

PCM：取樣率+ 位元率

最常見的模擬轉(zhuǎn)換數(shù)碼編碼方式

有用開DAP、DAC 等數(shù)碼音響器材的朋友，可能在規(guī)格表上面都會(huì)見過(guò)「PCM」這個(gè)字，「支持PCM 16bit/48kHz」、「最高PCM 24bit/384kHz」等等，代表了模擬音樂(lè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼信號(hào)的方法以及規(guī)格，也是最常用的數(shù)碼音訊編碼方式。WAV、FLAC、AIFF、ALAC以至MP3、WMV 等雖然是不同的音樂(lè)格式，不過(guò)實(shí)際上都采用了PCM 的編碼。

由CD 音質(zhì)的44.1kHz/48kHz 到Hi-Res 的96kHz - 768kHz

warwick Acoustics

PCM 的全稱是Pulse Code Modulation（脈沖編碼調(diào)變），通過(guò)將聲波（音樂(lè)、音訊）依相同的間距來(lái)取樣，然后以二進(jìn)制的方式記錄每次取樣的波幅，通過(guò)連續(xù)不斷的記錄將模擬聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)碼的形式「描繪」下來(lái)。當(dāng)中取樣的密度也就是取樣率（Sampling Rate），以每秒的次數(shù)Hz 作為單位，常見的CD 44.1kHz、數(shù)碼音樂(lè)48kHz、Hi-Res 音樂(lè)的96kHz 或者192kHz，甚至現(xiàn)時(shí)部分DAC 已經(jīng)支持高達(dá)768kHz 解碼。

這些數(shù)字分別代表了每秒取樣44,100 次、48,000 次、96,000 次、192,000 次以至768,000 次。即系最基本的44.1kHz 貌似已經(jīng)相當(dāng)是相當(dāng)頻密的取樣，不過(guò)由于普通人耳的聆聽范圍最高可以去到20kHz 的頻率，根據(jù)取樣定理（Nyquist theorem），需要的2 倍取樣率（eg 20kHz × 2 = 40kHz），即最少要40kHz 的取樣率才可以重現(xiàn)到20kHz 的音頻，所以44.1kHz、48kHz 也成為了無(wú)損音樂(lè)的最低取樣率了。

由于需要用數(shù)碼的方式來(lái)描述模擬的連續(xù)不斷音訊，所以理論上取樣率愈高，聲音的還原就準(zhǔn)確。

由CD 音質(zhì)的16bit 到Hi-Res 的24bit

warwick Acoustics

另一樣需要記錄的就是聲波的波幅/振幅，以bit-rate（位元率）表示。由于數(shù)碼化采用的是2 進(jìn)制記錄，所以1bit（一位數(shù)字）可以代表0 和1 兩級(jí)；2bit（兩位數(shù)字）就有00、01、10、11 共四級(jí)；CD 音樂(lè)的16bit 則是2 的16 次方、達(dá)到65,536 級(jí)，可以代表96dB 的動(dòng)態(tài)范圍和訊噪比，對(duì)比傳統(tǒng)磁帶和黑膠唱片大約60dB 已經(jīng)相當(dāng)高。

而1 分鐘16bit/44.1kHz 的音樂(lè)大約需要10MB 容量，普通一只650/700MB 容量的CD 實(shí)際可以儲(chǔ)存大約70 - 80 分鐘的音樂(lè)，所以選擇16bit 位元率除了音質(zhì)之外，也考慮到了CD 的容量限制。DVD-Audio 和Blu-ray 則可以支持24bit 音訊，近年Hi-Res 音樂(lè)也開始使用24bit 的更高位元率。理論上24bit 可以獲得144dB 的動(dòng)態(tài)范圍、聲音更細(xì)致、失真更少，雖然實(shí)際上應(yīng)用上并不會(huì)這么完美，聽感上與16bit 差距有時(shí)也不明顯，不過(guò)對(duì)于音樂(lè)制作卻提供了動(dòng)態(tài)和細(xì)節(jié)的額外緩沖空間，而部分中高階DAC 更加已經(jīng)支援高達(dá)32bit 位元率。