编码机

PCM取样率位元率最常见的模拟转换数码

发布时间:2022/9/20 19:55:20   
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有用开DAP、DAC等数码音响器材的朋友,可能在规格表上面都会见过[PCM]这个字,[支持PCM16bit/48kHz]、[最高PCM24bit/kHz]等等,代表了模拟音乐信号转换成数码信号的方法以及规格,也是最常用的数码音讯编码方式。WAV、FLAC、AIFF、ALAC以至MP3、WMV等虽然是不同的音乐格式,不过实际上都采用了PCM的编码。由CD音质的44.1kHz/48kHz到Hi-Res的96kHz-kHzPCM的全称是PulseCodeModulation(脉冲编码调变),通过将声波(音乐、音讯)依相同的间距来取样,然后以二进制的方式记录每次取样的波幅,通过连续不断的记录将模拟声波信号转换成数码的形式[描绘]下来。当中取样的密度也就是取样率(SamplingRate),以每秒的次数Hz作为单位,常见的CD44.1kHz、数码音乐48kHz、Hi-Res音乐的96kHz或者kHz,甚至现在部分DAC已经支持高达kHz解码。这些数字分别代表了每秒取样44,次、48,次、96,次、,次以至,次。即是最基本的44.1kHz貌似已经相当是相当频密的取样,不过由于普通人耳的聆听范围最高可以去到20kHz的频率,根据取样定理(Nyquisttheorem),需要的2倍取样率(e.g.20kHz×2=40kHz),即最少要40kHz的取样率才可以重现到20kHz的音频,所以44.1kHz、48kHz也成为了无损音乐的最低取样率了。延伸阅读:?44.1kHzvs.48kHz:奇特取样率同摄录正式有关?两者音质有分别?

由于需要用数码的方式来描述模拟的连续不断音讯,所以理论上取样率越高,声音的还原就准确。

近年DAC晶片的规格愈出越高,甚至Hidiz这类迷你解码耳扩采用的AKEQ都已经支持32bit/kHz这类接近最高规格的PCM音讯解码。由CD音质的16bit到Hi-Res的24bit另一样需要记录的就是声波的波幅/振幅,以bit-rate(位元率)表示。由于数码化采用的是2进制记录,所以1bit(一位数字)可以代表0和1两级;2bit(两位数字)就有00、01、10、11共四级;CD音乐的16bit则是2的16次方、达到65,级,可以代表96dB的动态范围和讯噪比,对比传统磁带和黑胶唱片大约60dB已经相当高。而1分钟16bit/44.1kHz的音乐大约需要10MB容量,普通一只/MB容量的CD实际可以储存大约70-80分钟的音乐,所以选择16bit位元率除了音质之外,也考虑到了CD的容量限制。DVD-Audio和Blu-ray则可以支持24bit音讯,近年Hi-Res音乐也开始使用24bit的更高位元率。理论上24bit可以获得dB的动态范围、声音更细致、失真更少,虽然实际上应用上并不会这么完美,听感上与16bit差距有时也不明显,不过对于音乐制作却提供了动态和细节的额外缓冲空间,而部分中高端DAC更加已经支持高达32bit位元率。

近年无损音乐甚至Hi-Res音乐流媒体的兴起,平台宣传上也强调了kHz对比48kHz提高的细致度,还有24bit对比16bit提高的动态范围。

当然,高音质也换来音乐档案的高容量,以5:07的19MBCD音乐为例,如果采用24bit/96kHz规格就变成72MB,24bit/.8kHz更达到MB,传统CD只能装两首歌。



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