(原创)音频模拟数字转换解析，也谈对奈奎斯特采样定理的疑问

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 12:09 发表
henry余兄对采样定理可能有些误解。简单地说，用44.1k频率对20k正弦波的采样，产生类似包络的形状是正常的。如果没有包络，那是对22.05k的波形采样的结果，而且还是某个特定相位的情况。就是这个类似包络的形状，决定 ...

james兄，我们在讨论---“CD在两万周有严重失真”：



我绝对、绝对、绝对同意有包络是是必然、正常。
这个包络就是CD制式在2万周取样的正常、必然的失真---


你说的百分百、全对！！！

CD在2万周有严重失真！

这......也是LZ要证明的一点。



我没有误解，你没有误解，你我都对！！

哈哈哈！！！

jamesgjh

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"这个包络就是CD制式在2万周取样的正常、必然的失真---"

如果用模拟信号跟数字信号比失真是没有意义的，对吗？可比的应该是原模拟信号与DA后的信号，对吗？如果DA后可以恢复原20k正弦波的（没有包络的），这还是失真吗？

jamesgjh

“这个图里，CD的2万周直接显示，是强度有接近0dB，又有20dB的样本。
如果解码滤波后的波形是稳定强度（也当它全部是20dB吧）的2万周，那么DA转换就缺了“接近0dB”的部分 ，就是缺失了0dB这个部分 --- ”

我上面帖子举例中提到邻域运算，所谓邻域运算，就是相邻的几十个采样点共同参与运算，你的0db和20db的采样都在这些邻域点中，经过运算，就不是极端的0db或20db了。

湘潭恶少

原帖由 没有理由不欢 于 2010-10-12 17:41 发表


第一，说明24bit/96khz确实比16bit/44.1khz会有更小的失真，为更好的还原打下基础。
第二，24bit/96khz的数据量只增加了1.5X2.177=3倍多点，对在以摩尔定律发展中的集成芯片处理速度面前就是小菜一碟。
第三， ...

请问升频是怎么回事?记录在CD上的东西是用44.1千赫兹采样率的,已经丢失了细节,再改成192怎么改?例如,一个监测江水涨落的人每一小时记录一次水位,可是,后来的人要半小时记录一次的数据,怎么把原来的改过来?

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 13:23 发表
"这个包络就是CD制式在2万周取样的正常、必然的失真---"

如果用模拟信号跟数字信号比失真是没有意义的，对吗？可比的应该是原模拟信号与DA后的信号，对吗？如果DA后可以恢复原20k正弦波的（没有包络的），这还是失 ...

根模拟没有关系：它是与原信号比的失真率

henry余

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原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 13:30 发表
“这个图里，CD的2万周直接显示，是强度有接近0dB，又有20dB的样本。
如果解码滤波后的波形是稳定强度（也当它全部是20dB吧）的2万周，那么DA转换就缺了“接近0dB”的部分 ，就是缺失了0dB这个部分 --- ”

我上面 ...

在图里面，不涉及运算部分。。。

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 13:23 发表
"这个包络就是CD制式在2万周取样的正常、必然的失真---"

如果用模拟信号跟数字信号比失真是没有意义的，对吗？可比的应该是原模拟信号与DA后的信号，对吗？如果DA后可以恢复原20k正弦波的（没有包络的），这还是失 ...

呵呵，看漏了后半部......

DA后复原与CD记录的原信号比较：多了少了都是失真，这是失真的定义嘛

漏了说：这个话题是取样（采样）的讨论，不涉及DA部分，我不应该回应DA的问题的。

[ 本帖最后由 henry余 于 2010-10-13 14:25 编辑 ]

henry余

原帖由 yxiao 于 2010-10-13 12:23 发表
现实世界是现实世界，数学模型是数学模型。两回事，中间隔着一些小小的假设条件，咫尺若天涯。

奈氏定理成立的前提是：对于这样一种特殊的波形，它可以表示成为有限个正弦波的叠加。

而满足上面的条件的波形， ...

哦.......对了，我们都在兜兜转转，就在这个点沟通出问题。

昨天晚上就在想，我只就现实的证据说，100兄在理论里面说，中间有个大鸿沟：现实与理想的鸿沟。


就是沟通障碍。。。。

jamesgjh

原帖由 henry余 于 2010-10-13 13:46 发表


在图里面，不涉及运算部分。。。

怎么能不涉及运算部分？数字信号就是靠运算恢复原信号的。也就是说。你直观看到的数字信号跟恢复后的信号可能是不同的。

jamesgjh

原帖由 yxiao 于 2010-10-13 12:23 发表
现实世界是现实世界，数学模型是数学模型。两回事，中间隔着一些小小的假设条件，咫尺若天涯。

奈氏定理成立的前提是：对于这样一种特殊的波形，它可以表示成为有限个正弦波的叠加。

而满足上面的条件的波形， ...

您这套玄妙的理论，恐无人能懂啊。[s:14] [s:14]

hifi3eyes

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 13:23 发表
"这个包络就是CD制式在2万周取样的正常、必然的失真---"

如果用模拟信号跟数字信号比失真是没有意义的，对吗？可比的应该是原模拟信号与DA后的信号，对吗？如果DA后可以恢复原20k正弦波的（没有包络的），这还是失 ...

赞同这里的对比方法。

楼主和HENRY余说的失真，在良好的CD还原系统里面是不存在的。最好不要在自己不熟悉的领域（数字信号处理和还原）固执地判定人家做法有问题。
事实是，这种可能会引起的问题，工程师们早就认识到（其实这么简单的问题轮不到一般玩HIFI的爱好者来“发明”或者“发现”）并采用了各种各样的补救和处理方法。
简单明白地说，目前的良好的CD机，是能还原到录音时模拟信号的含有的20kHz的正弦波成分，且能保证有足够正确的幅度（幅度误差根据具体每一款CD机不同而不同，从技术上说这就是技术良好的和技术不佳的CD机的差异了）。
也就是，原模拟信号是-20dB的20kHz信号，还原出来也是-20dB，原模拟信号是0dB，还原出来的也是0dB。这个幅度的准确性不受采样定理“不正确性”的影响。
当然，有些早期的技术不佳的设计除外，还有就是类似日本47lab公司那种无过取样无数字滤波处理的CD机，几乎不能良好地还原20kHz的正弦波，这里有个例子图：20kHz的正弦信号经过还原后都变成了20kHz方波了：


对于这个问题不想再讨论下去了，很痛苦。
有心的去看看台湾何志诚写的几篇关于过取样、插值、D/A的文章吧。

henry余

原帖由 ljw100 于 2010-10-13 12:14 发表
余兄，你是否想说明，44.1K的采样率，不足以记录下20k的正弦波？

采样定理只是告诉我们，如果以不低于信号最高频率2倍的频率来采样，那么采样所形成的离散化信号中含有原始信号的全部信息。

采样的结果得到是离 ...

100兄，我这个图显示的内容，是标准的显示，没有神秘的地方，而且绝对足够说明话题的重点。。




至于.....我的思路如何，咳咳，.....我觉得......不是这个话题讨论的重点，我也不管你思路如何，只看你说的内容嘛.......[s:21][s:21][s:21]。


如果真的说有所开罪，我觉得是开罪了我们说的主题，不是开罪我。

抓住话题与这个图解释，才对LZ提出的问题有意义。

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-13 13:56 发表


怎么能不涉及运算部分？数字信号就是靠运算恢复原信号的。也就是说。你直观看到的数字信号跟恢复后的信号可能是不同的。

james兄，我们在讨论取样，不是恢复：

图里的线是CD数码直接绘出，没有计算、没有解码、没有滤波、没有插值、没有过取样、没有任何处理、没有DA过程、没有恢复。

这里没有讨论恢复，在谈论取样

在谈论取样.........取样结果啊！

henry余

原帖由 湘潭恶少 于 2010-10-13 13:43 发表

请问升频是怎么回事?记录在CD上的东西是用44.1千赫兹采样率的,已经丢失了细节,再改成192怎么改?例如,一个监测江水涨落的人每一小时记录一次水位,可是,后来的人要半小时记录一次的数据,怎么把原来的改过来?

升频的原理大概等于：（原帖打错声频，咳咳．．．．）　

老板给工头30张红色毛主席，他说太少。


于是老板给他300张绿色毛主席，说是10倍张数啦，现在是300张，不再是30张啦，好好回家享受。。。。。

[ 本帖最后由 henry余 于 2010-10-13 17:10 编辑 ]

jamesgjh

原帖由 henry余 于 2010-10-13 14:11 发表
james兄，我们在讨论取样，不是恢复：
图里的线是CD数码直接绘出，没有计算、没有解码、没有滤波、没有插值、没有过取样、没有任何处理、没有DA过程、没有恢复。
这里没有讨论恢复，在谈论取样
在谈论取 ...

既然大家同意“失真”是指da后的模拟信号与原信号的比较，那么自然要涉及到数字信号的恢复。你说的取样仅仅是中间的一个环节，讨论这个时候的所谓“失真”是没有什么意义的。