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竞技宝官网app·数字音频的基本概念介绍

时间发布时间:2024-07-24 09:07:42 来源:竞技宝app下载官网 作者:竞技宝官网地址     

  模拟音频最重要的两个方面是幅度和频率。让我们讨论声波的基本特性,并探讨为什么不同的声音彼此不同。

  振幅:在音频中,振幅是指声音通过的介质(主要是空气)所经历的收缩和膨胀的强度。它以分贝 (dB) 为单位,我们将其视为音高的响度。振幅越高,声音越大。

  频率:频率是指介质在一秒钟内经历振动的次数。它以赫兹 (Hz) 为单位测量,也称为音高。低频声音比高频声音传播得更远。例如,鼓声的频率低于长笛的频率。

  人类可以听到 20 Hz 至 20,000 Hz 之间的频率。超过 20,000 赫兹的频率称为,低于 20 赫兹的频率称为次声,人类听不到。

  数字音频是通过互联网上的计算机系统记录、处理、存储和传输音频信号的现象。计算机只能理解已编码为二进制数的信号。但是任何音频内容本质上都是模拟的,我们的处理器无法解释。

  该过程需要不同的步骤。通常,模拟音频信号以连续正弦波的形式出现,而数字音频表示显示波形幅度的离散点。连续信号必须转换为离散信号,因为它们在一定时间间隔后提供有限且可计数的值供计算机使用。

  转换过程从模数转换 (ADC)开始。ADC的过程必须完成两个任务,即采样和量化。采样代表以固定时间间隔捕获的样本数(幅度值)。采样率是每秒采集的样本数,以赫兹 (Hz) 为单位。如果我们每秒记录 48000 个样本,则采样率为 48000 Hz 或 48 kHz。

  较小的采样间隔允许更高的采样率,从而导致更高的音频频率和更大的文件大小并最终获得更好质量的声音。因此,显然,对于无损数字化,采样率应该足够高。

  超过一半采样率的频率无法在数字样本中表示。根据 奈奎斯特定理,当采样率是最高音频频率的两倍以上时,可以从其数字样本中完美地重建连续时间信号。

  混叠:混叠是一种伪影或失真,当信号以低于信号中最高音频频率的两倍进行采样时发生。混叠通常会导致从样本重建的信号与原始连续信号之间的差异。它取决于信号的频率和采样率。例如,如果以 38 kHz 的采样率对信号进行采样,则任何高于 19 kHz 的频率分量都会产生混叠。

  抗混叠滤波器:通过使用低通滤波器或抗混叠滤波器可以避免混叠过程。这些滤波器在采样之前应用于输入信号,以限制信号的带宽。抗混叠滤波器去除奈奎斯特频率以上的分量,并允许从数字样本中重建信号,而不会产生任何额外的失真。

  位深度:简而言之,位深度是每个样本可用的位数。计算机只能理解并以二进制数字(即 1 或 0)存储信息。这些二进制数字称为位。较高的编号。位数确定已存储更多信息。因此,位深度越高,将捕获越多的数据以获得更精确的结果。

  动态范围:位深度也决定了信号的动态范围。当采样信号被量化到给定范围内的最接近值时,该范围内的这些值由位深度确定。这些动态范围以分贝 (dB) 表示。在数字音频中,24 位音频的最大动态范围为 144dB,而 16 位音频的最大动态范围为 96dB。

  采样率为 44.1 kHz 的 16 位数字音频的位深度被广泛用于消费类音频,而采样率为 48 kHz 的 24 位音频则用于内容录制、混合、存储和编辑的专业音频。

  它是在模数转换 (ADC) 期间将具有无限值的模拟音频信号从大型数据集中映射到具有有限和可计数值的较小数据集中的数字音频信号的过程。位深度在确定量化值的准确性和质量方面起着重要作用。如果音频信号使用 16 位,则表示的幅度值的最大数量为 2^16= 65,536 个值。

  它表明信号的幅度被划分为 65,536 个样本,所有样本的幅度将被分配一个来自一系列可能值的离散值。在此过程中,可能会出现可察觉的音频质量小幅损失,但人耳通常无法理解这一点。这种损失是由于输入值和量化值之间的差异造成的,被描述为量化误差。

  单声道(单声道)声音是所有声音组合并通过单个通道的系统。它在将信号转换为声音时仅使用一个通道。即使有多个扬声器并且声音来自不同的扬声器,它也会产生来自一个扬声器或单个源的声音效果。

  立体声(立体声)声音与单声道声音相反。它使用两个独立的通道(左和右),根据您发送信号的扬声器,产生来自不同方向的声音效果。它为听众提供了一种错觉的音频感觉,并为左右声道提供了统一的覆盖范围。

  环绕声通过使用多个通道为听众丰富了音频再现的保真度。它让观众体验来自三个或更多方向的声音。除了左、右和中音之外,还可以从前后听到环绕声,为听众提供从各个方向传来的声音的感觉。它广泛用于由 Dolby & DTS 设计的 5.1 和 7.1 声道的家庭影院等音频系统。

  数字音频将模拟信号转换成离散的(二进制)形式,它们可以在计算机系统上存储和操作。如今,数字音频系统无处不在,无论是电话、音乐系统、计算机、家庭音频系统、会议设备还是任何其他智能设备。它带来了许多超越使用模拟音乐系统录制和播放歌曲的传统优势。除了各种个性化功能外,数字音频还为用户提供高品质音频、可靠性、更多存储空间、无线连接、便携性和真正身临其境的体验。

  ADI公司的SSM2603是低功耗、高质量立体声数字音频CODEC,用于便携式数字音频应用,具有一组立体声可编程增益放大器(PGA)线路输入和一个非立体声的麦克风输入。它具有两个24位模数转换器(ADC)通道和2个24位数模转换 器(DAC)通道。SSM2603可以作为一个主机或者是从动装置。它支持多个主时钟频率,包括用于USB设备的12MHz或者24MHz频率;标准的 256fS或者384fS基础速率,如12.288MHz和24.576MHz;以及很多常用的音频采样速率,如96kHz、88.2kHz、 48kHz、44.1kHz、32kHz、24kHz、22.05kHz、16kHz、12kHz、11.025kHz以及8kHz。S

  无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,在现实生活中得到了越来越广泛的应用。随着通信技术、嵌入式技术、传感器技术的发展,传感器正逐渐向智能化、微型化、无线网络化发展。目前,国内外主要研究无线传感器网络节点的低功耗硬件平台设计、路南算法和拓扑控制、网络协议、定位技术等。这个设计以检测光线强度的传感器为例,实现了一个无线传感器网络,根据传感器所检测的光线强弱来关闭或开启指示灯。这种传感器网络综合了嵌入式技术、传感器技术、短程无线通信技术,有着广泛的应用。该系统不需要对现场结构进行改动,不需要原先任何固定网络的支持,能够快速布置,方便调整,并且具有很好的可维护性和拓展性。 IEEE 802.15.4标准 IEEE 802.15

  任意波形发生器是目前电子测量仪器中发展最为快速的产品之一。它既可输出标准函数信号,也可以产生由用户定义的非标准函数波形(任意波形)信号,并且有丰富的模拟调制(AM,FM,PM)和数字调制(FSK,PSK)功能,能为不同的应用领域提供各种标准或非标准信号,尤其在水下声纳、通信、雷达导航、电子对抗等装备的研制、生产、维修中,是必不可少的信号发生器。基于数字频率合成技术,给出高速任意波形发生器的设计方案。 1 高速任意波形发生器的硬件设计 1.1 任意波形发生器的工作原理 目前任意波形发生器的产生有两种方案,一种方案是采用直接数字频率合成(DDS)技术产生任意波形,工作原理如图1所示。 一个标准

  合成技术的高速任意波形发生器的 /

  1 引 言 频率合成技术迄今已经历了三代:直接频率合成技术、锁相环频率合成技术、直接数字式频率合成技术。直接数字式频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,DDFS或DDS)是第三代频率合成技术的标志,他的主要特点是计算机参与频率合成,既可以用软件来实现,也可以用硬件来实现,或二者结合。直接数字式频率合成器的最大优点就是频率切换的速度极快(可达几微秒),并且频率、相位和幅度都可控,输出频率稳定度可达系统时钟的稳定度量级,易于集成化,更主要的是由于计算机参与频率合成,故可充分发挥软件的作用。虽然现有的专用DDFS芯片的功能也比较多,但控制方式却是固定的,因此不一定是我们所需要的。本文利用 8

  合成器的设计 /

  图一 图二 PWM应用非常广泛,但是不同的项目对输出的PWM又有特殊要求,为满足这些要求我们需要更多的实验来验证。接下来讲述图一显示波形的输出方法步骤(图二为异常波形)。 一、本实例所使用资源: 1、TIM4_CH3(对应管脚PB8)用于输出PWM波形 2、TIM3用于产生中断 3、MDK 软件仿真方法 二、执行过程: 1、初始化配置TIM4_CH3对应管脚的PWM输出功能(频率与占空比可变)。 2、初始化配置使用TIM3定时器中断功能,中断时间的配置需要根据PWM输出波形配置(定时器中断时间可变)。 3、在main()函数中调用TIM4与TIM3的初始化函数。 三、具体代码: int main(void) //主函数

  与占空比PWM输出的方法 /

  单芯片器件实现了全数字清晰度与高效率,同时降低组件数、系统成本与电路板尺寸 2006 年 10 月 26 日,北京讯 日前,德州仪器 (TI) 宣布推出两款新型 PurePath Digital 功率级器件。 TAS5261 是业界功率最高的单芯片数字放大器功率级器件,能够以 300W 以上的功率驱动 4 欧姆扬声器,而 TAS5162 则是双通道数字放大器功率级器件,每通道能以 200 W 功率驱动 6 欧姆扬声器,在 8 欧姆情况下驱动 125 W 的功率。两款器件可提高多种音频应用的效率与音质,其中包括此前由于功率限制而无法使用数字放大器的应用,如高端 DVD 接收机与中高端音频/视频接收机 (AVR

  CLK_HSIPrescalerConfig(CLK_PRESCALER_HSIDIV1);// 有些硬件会自动八分频 导致后面的计算出现错误 CLK_HSICmd(ENABLE); //打开内部的时钟函数 GPIO_Init(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST); //TIM2_PWM_Init(); /* * TIM2 Frequency = TIM2 counter clock/(ARR + 1) * 这里设置TIM2的计数频率为 24M/8/(2999+1)=1K 在这里计算频率 */ TIM2_TimeBaseIni

  题目 (1)测量脉冲信号频率fo,频率范围为10Hz~2MHz,测量误差的绝对值不大于0.1%。 (2)测量脉冲信号占空比D,测量范围为10%~90。


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