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(多图) 高性能音频解决方案

来源:电子产品世界/Wolfson Microelectronics plc 行销副总裁 Julian Hayes?? 2007年05月25日 ?? 收藏0

  ?第三种类型光盘(它被看作是DVD Video规范的扩展)可以存储电影和音乐视频,但它也含有一个“音频导航文件”,该文件可使得视频内容的任何授权音频部分在专用DVD-Audio播放机上回放。可在纯音频播放机上回放的授权音频部分的格式可以是PCM音频、Dolby Digital、DTS和MPEG音频。

 

3种类型的DVD音乐光盘和3种类型的DVD播放机的详细建议

  数字音频的最常见数据格式是脉冲编码调制(PCM)。CD使用以44.1kHz采样频率录制的16位PCM数据,DVD-Audio盘也使用PCM数据格式,因此用来处理DVD-Audio数据的技术与CD是一样的。典型的系统架构如下图所示。注意:在sigma-delta DAC之前,有一个数字滤波器用来处理过采样和防止图像抖动。

  Alec H. Reeves在1937年发明了脉冲编码调制(PCM),当时他在法国国际电话和电报公司工作。PCM在1962年首次用于电话传输,

当时集成电路的发展使得这样的应用已具备实际意义。狭窄的4kHz声音频段采用8kHz频率进行采样,每个脉冲采用一个数字值进行编码,然后把这些数字值当作一个线性系列相似脉冲进行分时传输,每个脉冲采用及时从声波上的特定点上采样到的幅度进行编码。

 

脉冲编码调制

  在过去的15年里,ADC和DAC系统的性能一直在稳定地增长。下面的音频DAC表简要列出了今天最先进的DAC和1986年最先进的DAC之间的性能比较。现在,将广泛的数字滤波技术集成进今天的DAC转换器中不仅在技术上是可行的,而且也非常经济。如Wolfson Microelectronics公司的DAC器件WM8740具有完全支持最新DVD-Audio标准、CD和其它使用PCM格式数据的数字音频系统的架构。

 

数字音频系统的架构

  DVD-Audio提供了空前的高质量音频回放潜力,不过,DVD-Audio并不是唯一的高质量音频标准。Sony和Philips也已经合作开发了一个称为Direct Stream Digital (DSD)的竞争标准。1999年在日本公布的Super Audio CD (SACD?)与PCM格式CD和针对数字音频的DVD标准不兼容。

  DVD-Audio格式采用了线性PCM编码方法,与目前CD格式采用的一样,但最高采样频率提高到192 kHz,动态范围也增加到24位。作为对比,DSD格式采用了一个称为直接数字流(DSD)的编码技术,其最高采样频率为2.8224 MHz。DVD-Audio盘和Super Audio CD盘能够承载高达6个声道的环绕声信息。Super Audio CD系统还包括一个称为Direct Stream Transfer的无损编码方法,它可以将光盘上的数据减少一半,它使得单个高密度层就可以同时容纳一个多声道和两声道程序。在回放时,数据的恢复理论上不损害数据完整性。DVD-Audio也有一个称作Meridian Lossless Packing (MPL?)的无损压缩方案,它执行一个类似的数据压缩处理。

 

无损压缩方案

  DSD的关键优势是理论上更简单的信号链。位流直接记录到光盘介质上,这可消除实现昂贵的数字滤波器的必要性。不过,对于准备采用DSD的音乐业界来说,它们必须购买新的设备。现有的混音台、录音控制台和数字录音机现在都不支持PCM。

  一个不可避免的问题是,哪个系统能提供产生最高质量音频的潜力。不幸的是,今天还无法对此进行精确的评估,因为没有允许我们做出正确判断的素材。但完全可以说,这两个系统都可提供性能远超CD的潜力。我们将会看到另一场VHS对BETA的大战吗?在VHS对BETA的大战中,性能差的系统由于得到来自软件和零售行业的更好支持而变得更加流行。或者DVD-Audio和DSD将会共存?幸运的是,对工程师来说,一个播放机支持两种标准从技术上而言是可能的。

  消费者可能发现,他们在决定这两种新的下一代超级音频标准的未来时处于一个非同寻常的位置。很可能最成功的格式将是那个最能抓住消费者听觉的格式,而不是技术上最优秀的那个格式。

  与此同时,市场上好像对最新的互联网音频小玩意有很旺的需求,不过,没有人在大声呼唤这些超高性能的音频标准,除了那些准备付更多的钱购买一台Hi-Fi系统、一辆豪华汽车、以及想证明CD与DVD-Audio或DSD定性区别的音乐发烧友。

  因此你还烦恼啥?我相信有很多人问过如何发现新世界或到肯尼迪航天中心登月等类似的问题。他们怎么可能预见到超级能量的出现或适合于航天领域的硅芯片技术的加速度发展?


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音频? 声音质量? 音频格式?

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