第五章:数字音频

7所示。数模转换器(dac):最后一步

样品可以存储在各种各样的路上电脑硬盘,闪存的MP3播放器或手机,坑在被激光光盘,或者他们可以生成实时的通过计算机或数字仪器如取样器,或通过在线音乐流服务。无论如何存储或创建方法,数字样本必须转换为模拟电压值被放大和复制声音从扬声器。这样的壮举是所需的电路数模转换器或DAC见下面的动画(新闻玩图标视图动画,停止检查,可以扩展到全屏幕)。为了简单起见,我们有图4比特DAC,而一个专业音频接口可以很容易地处理24位到32位的样本。CD播放器将有16位DAC对应的位深度样本。

示例缓冲区:几乎所有dac有一个缓冲区来存储大量的样本期间避免耗尽的风险数据生产(即所谓的声音缓冲暗流它可以生成一个错误消息或故障音频)。缓冲区的大小,通常是2的幂,罢工之间的平衡保持DAC提供数据和创建延迟,推迟生产特别棘手当匹配的实时音频说从表演者用预先录制的材料从寒鸦。的延迟可以计算缓冲区的大小除以样本率(延迟毫秒=缓冲区大小/采样率* 1000)。512个样本的典型缓冲创建一个延迟的~ 11为44.1 k女士,然而4096年样本缓冲区创建一个~ 93毫秒的延迟,可以引人注目。一些法提供的选项直接监测实时记录与跟踪,绕过了大型缓冲,减少延迟。

钟:每个样品都是“时钟”DAC的样品登记在通过clock-controlled采样率门。如果样品是定时的DAC他们采样率,那么原来的频率将被复制到奈奎斯特频率。如果样品是时钟速度的两倍,那么频率将翻倍。在你的音频软件或硬件,你可以选择一个内部和外部时钟。外部时钟同步音频时经常使用另一个设备,或在一个高端工作室或电影混合阶段(声音被同步的图像),可能有一个主时钟所有数字设备。常见的工作室事故是播放一个音频文件,记录在48 k为44.1 k,这降低了整个球场约一步。

在早期数字音频,时钟速度不一定稳定和DAC输出可能遭受同样的哇和颤振距不稳定磁带机。还有的问题门污水,因为所有的二进制数字样品没有到达样品同时注册——解决方案是等到他们都到位,然后用数码快照创建输出(抽样样本,)。

开关:' 1 '在一个寄存器将加一个电压的总和样本比例的二进制值通过关闭开关(或另一种类型的门)和完成为其特定的电子电路连接值。在我们假设的上图,如果我们有一个样本,其价值是小数91001 mV(二进制),盖茨或开关二进制“8”和“1”的地方都关门了,和价值的9 mvolts送出DAC,直到下一个示例是时钟寄存器。输出值的过程,直到下一个类似于打卡上班取样保持的在合成模块。你应该有16或24物理交换机的寻常开启和关闭每通道的音频,以每秒44100次的dac现在非常紧凑,采用微观电子开关集成电路芯片,小到足以让你的电子表哔哔声。

总结电压:分支电路本身镜子的binary-weighted值样本,4位或32位,通过电阻器的梯子需要从一个电源电压,减少它的指数2每个地方的登记。在4比特DAC的案例中,我们最终得到的路径的mV, 4号,2号和1号。如果所有的开关关闭1111年的样本,然后输出金额15 mV。如果他们都是开放与0000年的样本,然后我们得到0 mV。4比特DAC给我们16个离散输出值,而一个24位DAC给我们2²⁴或+ 1600万值。

平滑滤波器:因为DAC的输出创建一个梯级的波(如采样率图之前的模块),而不是平滑模拟,平滑(低通滤波器)滤波器调谐的不连续采样率的行为,以减少这些步骤以及他们可以产生不必要的频率。虽然DAC操作高于奈奎斯特频率的两倍,在高分辨率的音频,梯级波引起的剧烈波动高谐波频率可以别名到音频范围,因此需要平滑滤波器。更连续摆脱最终的输出是一个模拟电压,可以连接到一个放大链(搅拌机、音箱、扬声器等)。