(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

jamesgjh

原帖由 yxiao 于 2010-10-15 14:00 发表

再次拜托，你我井水不犯河水，别老有事没事象个跟皮虫似 ...

没人理你呀，我们在讨论问题，大人说话，小孩别插嘴。

yxiao

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原帖由 jamesgjh 于 2010-10-15 14:06 发表


没人理你呀，我们在讨论问题，大人说话，小孩别插嘴。

这次算我先“理你”的好吧？[s:18] [s:18] [s:14] [s:14]

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-15 11:48 发表


在前面的帖子里，您已经同意，您说的失真，是原信号与da后的模拟信号进行比较，怎么又用那个图来说事啦？这个图仅是采样这个中间结果哦，您拿模拟信号与数字信号比又有什么意义呢？您前后的发言矛盾大大嘀，您老 ...

这能在说一遍啦，呵呵......

原信号：等幅的正弦波20K
取样后记录在CD的数据绘图：有“包络”的20K坐标图。
（就是我登出来的这个坐标图）

这个图，没有DA的滤波、插值、平滑等的后处理，就是采样的结果。

采样结果在CD出现的包络，就是采样失真。就是楼主标题的话题。

采样出现失真，这个是唯一的结论。



r然后，你确认理解上面的概念，我们在说DA部分，现在不说，以免搞混，呵呵呵。

henry余

原帖由 ljw100 于 2010-10-15 12:06 发表
余兄还在深挖这个问题呀，呵呵。

到目前为止，还没见有数据表明（可能我不知道）有自然乐器可以发出10K频率的乐音，在传统音乐中，c5音就是最高乐音，只有钢琴才可以发出这个音，这个音的频率只有四千一百多赫兹， ...

100兄好！


对了，我也想知道你说的《不存在时间域中的什么“叠加”过程》是什么意思？




有关乐器的声频，最高可以到7-8K，这是管风琴的最高音符，不过似乎没有泛音：

看图钢琴键盘上面的红色横条就是Pipe Organ管风琴的范围。



如果钢丝摩擦鼓声，集中在10K以上，而且愈高愈强，可惜给取样砍掉接近20k的频率：





有一点肯定是对的：我们说20-2万，是统计的结果。
肯定有人听见2万，（我给一个40岁朋友做过盲听，证实她是听到的）但不多。
按照工业规格的做法，只照顾大群体，就是约定俗成的20-2万，但不应该接受为HiFi标准。现在AV系统做到30K、40K，除了噱头以外，还是有实际意义的。

columco

原帖由 henry余 于 2010-10-15 01:01 发表


OK, co兄说的技术深湛，再下一城，呵呵。。。。。

采样的图没有问题，谢谢对这个绘图程序的肯定。

采样结果正常，我也同意，很多网友也同意的。都没有问题。

采样后的叠加说法，我接受的，没有问题。。 ...

余兄， 我想了下， 我觉得你可能把调制后的波形和采样后的波形有点类比了。

调制通常使用的基波频率都比较高， 几十千到几百兆都可能。 当基波的频率是信号的几十，几百倍的时候， 调制后的波形在包络线上就很接近原始波形。（比较直观）

但是，采样用的基波往往是2倍多点于信号（这里多一点是为了信号隔离作用）， 而得出来的波形和原始波形有很大的偏差（什么相位呀， 震幅呀， 区别很大）。

因此， 你认为这就出现了失真，而调制的时候相对就失真少点。

而事实是， 注意， 采样得出的怪异波形并没有丢掉任何原始信号， 原始信号就藏在这些怪异的波形里面。 你用直觉思维去分辨这个怪异波形由什么波型叠加是很难， 但是在波形分析仪上很容易看到，它的原始信号就藏在里面。通过后期处理就可以恢复原始信号。

这些信号的问题， 总的来说， 很难直观的在时域上表示出来， 所以我们引入了频域的概念，你可以着重了解下这方面的东西。

另外， 如果你有兴趣的话， 也可以学习下Matlab， 它完全可以模拟全部采样，量化， 编码，等等全部过程，你就明白，采样定理本身是不会产生失真的。

henry余

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原帖由 columco 于 2010-10-15 19:34 发表


余兄， 我想了下， 我觉得你可能把调制后的波形和采样后的波形有点类比了。

调制通常使用的基波频率都比较高， 几十千到几百兆都可能。 当基波的频率是信号的几十，几百倍的时候， 调制后的波形在包络线上就很 ...

co兄，你好。谢谢你愿意想，本来这个问题不大影响听感（影响一点点），好像费要很大的劲去理解，又不能改变CD的现实，好像没有意义，好像.......


既然要谈，呵呵，谈个规范的、科学的对答吧：

采样得出的怪异波形并没有丢掉任何原始信号

呵呵，不对呀：它丢掉了很多原信号的幅度，有些变成0 幅度，这个部分失真是百分百。
还有两个正相相邻，这是相位失真。它又丢掉了正常相位关系。电子工程里，叫相位失真。

你用“怪异”来形容这个波形。
原来的波形没有”怪异“，这里出现怪异，在电子工程学叫失真。

我之前说的“调制”，等于你后面说的“包络”，不是采样的工序，是采样的结果、缺陷。





而得出来的波形和原始波形有很大的偏差（什么相位呀， 震幅呀， 区别很大）。

因此， 你认为这就出现了失真，而调制的时候相对就失真少点。


“区别很大”，在电子工程来说就是失真。还有，你说的“调制”上面说过：没有的事。





后期处理与取样是分开的先后两个部分，不能混为一谈。

现在，这个论题是说“取样失真”。（就是你形容的”怪异“。）


我不能理解CD数码绘图又会隐藏什么其他波形，很奇怪的概念，很奇怪啊。。。。隐藏在CD的什么地方，CD机如何可以找到？

在讨论取样啊，co兄，不是讨论后期处理啊（后期处理是补救）




频域的概念与取样失真，有直接关系么？图上已经绘出不稳定的波幅，你准备用频域来解释？再引进论题没有的概念？



采样定理本身是不会产生失真的

这个肯定是对的，尤其是经过yxiao兄的说明，定理本身是不会产生失真。对呀，很对，对得很，我明白的！

产生失真的是CD采样，对呀，很对。

产生失真的是CD采样不能做到定理需要的条件，所以产生失真（怪异的波形），对呀，对得很。



至于学习Matlab，我看不出与"CD 采样失真“有何关系，它说的是定理，这里说的是”CD采样失真“。


定理与现实，有距离啊......有距离，希望你也能分辨这个距离。


希望你也能分辨：”取样失真“与”后处理“的先后关系。


希望你能明白这里的”怪异波形“等于“幅度失真、相位失真”。有现成的专业词语，无须另外找代替品。

[ 本帖最后由 henry余 于 2010-10-15 21:12 编辑 ]

columco

原帖由 henry余 于 2010-10-15 21:10 发表



2316419


co兄，你好。谢谢你愿意想，本来这个问题不大影响听感（影响一点点），好像费要很大的劲去理解，又不能改变CD的现实，好像没有意义，好像.......


既然要谈，呵呵，谈个规范的、科学的对答吧 ...

余兄， 我真的不知道要和你说什么好了。。。跟你说了多少遍了，你去讨论采样后波形的包络（就是你手工黄色描出来那条）和原信号的区别，一点意义都没有！！！！

我觉得你可能还没有明白傅立叶的多阶信号叠加的原理，所以一直认为这个包络波形就是一种失真，事实它真的不是， 再它后面隐藏着原来的正确的信号波形！！只不过没有这么直观而已。如果世界上的事都这么直观简单， 那么我们也不需要数学工具了。。。

再给你举个例子吧，如果说原信号是美女， 高倍采样就相当于给美女穿了件紧身衣，你能从外面看到体型。而2倍采样就相当于给美女穿了件不透明的雨衣， 你从外面看到只是臃肿的雨衣， 其实脱了都一个样。

好了， 这帖子我该说的也说了，你不明白的话希望你用这个钻研精神去加强理论，推荐看#信号与系统# 这本教材， 你要的答案都在里面。

Arce

原帖由 columco 于 2010-10-16 08:52 发表
再给你举个例子吧，如果说原信号是美女， 高倍采样就相当于给美女穿了件紧身衣，你能从外面看到体型。而2倍采样就相当于给美女穿了件不透明的雨衣， 你从外面看到只是臃肿的雨衣， 其实脱了都一个样

DAC芯片后面的LPF电路就是专门用来脱美女身上那件雨衣的

henry余

原帖由 columco 于 2010-10-16 08:52 发表


余兄， 我真的不知道要和你说什么好了。。。跟你说了多少遍了，你去讨论采样后波形的包络（就是你手工黄色描出来那条）和原信号的区别，一点意义都没有！！！！



我觉得你可能还没有明白傅立叶的多阶信号叠加的 ...

余兄， 我真的不知道要和你说什么好了。。。跟你说了多少遍了，你去讨论采样后波形的包络（就是你手工黄色描出来那条）和原信号的区别，一点意义都没有！！！！

对不起co兄，我不能相信没有意义，你不能出具理由的“定论”，没有说服力，哈哈。。



我觉得你可能还没有明白傅立叶的多阶信号叠加的原理，所以一直认为这个包络波形就是一种失真，事实它真的不是， 再它后面隐藏着原来的正确的信号波形！！只不过没有这么直观而已。如果世界上的事都这么直观简单， 那么我们也不需要数学工具了。。。

这里是说取样结果，就是这个图形。奇怪，傅立叶在什么地方说到这个ＣＤ取样结果？或者你引用一下。

你的说法，没有实质的内容。。。。。只能说是傅利叶理论的迷信，真对不起，不能接受。

你也不能说明“隐藏”在那里。。。。。哎。。。。



再给你举个例子吧，如果说原信号是美女， 高倍采样就相当于给美女穿了件紧身衣，你能从外面看到体型。而2倍采样就相当于给美女穿了件不透明的雨衣， 你从外面看到只是臃肿的雨衣， 其实脱了都一个样。

你的比喻，与CD取样结果怎么可以连在一起，不明白，请说明。


信号与系统
你能否说明“信号与系统”与这个CD取样结果的关系，在这里论一论。

奇怪，不断的把问题指向不同的方向。

请说具体的理由吧。

抓住这个说理由吧：取样结果出来的“奇怪波形”。

东拉西扯，不能说明　

henry余

原帖由 Arce 于 2010-10-16 09:58 发表

DAC芯片后面的LPF电路就是专门用来脱美女身上那件雨衣的

Arce兄，谢谢你回应.......

不过暂时，我们还是在说“取样结果的”部分。

我非常希望看看取样结果在后面的DAC 的LPF电路，如何”脱美女身上那件雨衣“，虽然这是”取样结果“之后的补救办法。


先谢谢你！！请说！！

Arce

原帖由 henry余 于 2010-10-17 23:16 发表


Arce兄，谢谢你回应.......

不过暂时，我们还是在说“取样结果的”部分。

我非常希望看看取样结果在后面的DAC 的LPF电路，如何”脱美女身上那件雨衣“，虽然这是”取样结果“之后的补救办法。


先谢谢 ...

“取样结果的”部分是数字音频的中间部分，是未完工的半成品，没有哪个CD机会把这个半成品当做最后结果输出的。“取样结果的”部分必须要经过LPF，LPF不是补救办法，而是数字音频的一部分。你单独看半成品，当然会得出失真很大的结论。

jamesgjh

原帖由 henry余 于 2010-10-15 16:13 发表
原信号：等幅的正弦波20K
取样后记录在CD的数据绘图：有“包络”的20K坐标图。
（就是我登出来的这个坐标图）
这个图，没有DA的滤波、插值、平滑等的后处理，就是采样的结果。
采样结果在CD出现的包络，就是采样失真。就是楼主标题的话题。
采样出现失真，这个是唯一的结论。

请问您所说的“采样失真”，哪个是原信号？哪个是失真的信号？您凭什么说哪个带包络的数字信号是失真的呢？

我继续追问这个问题，原因是我不明白您说的理论，可能真的是我不明白您的意思。

henry余

原帖由 jamesgjh 于 2010-10-18 10:18 发表


请问您所说的“采样失真”，哪个是原信号？哪个是失真的信号？您凭什么说哪个带包络的数字信号是失真的呢？

我继续追问这个问题，原因是我不明白您说的理论，可能真的是我不明白您的意思。

终于有人问实质的问题，证明james兄有看、有思考这个图 [s:20]:victory:

我真的感激零涕，真的，因为有感冒。。。。

1。这个是测试CD里面的信号

2。CD里面有7个轨是频率测试：20，50，100，1000， 10K， 15K， 20K（Hz）

3。其他频率都没有“包络”，只有15K一点，但是 20K 有明显的、严重的“包络”  --- 信号幅度是20dB到0dB



一般的说法，叫做测试信号一定是稳定的，这是常识、规定的稳定测试条件，本来就是无需怀疑的。

（题外话：44.1K 取样，是不可能有稳定幅度或强度的数码输出。）

jamesgjh

原帖由 henry余 于 2010-10-18 10:43 发表

一般的说法，叫做测试信号一定是稳定的，这是常识、规定的稳定测试条件，本来就是无需怀疑的。

好像您还是没回答我的问题。我也被您搞的无语了。算了吧，我也不问了。您赢了。[s:8]

jamesgjh

原帖由 columco 于 2010-10-16 08:52 发表


余兄， 我真的不知道要和你说什么好了。。。跟你说了多少遍了，你去讨论采样后波形的包络（就是你手工黄色描出来那条）和原信号的区别，一点意义都没有！！！！

我觉得你可能还没有明白傅立叶的多阶信号叠加的 ...

跟您有同感。[s:21] [s:21]