Für Audio verwendete Frequenz (Abtastrate, PCM, DSD usw.)
Bei dieser Gelegenheit möchte ich die im digitalen Audio verwendeten Frequenzen und ihre Bedeutung erläutern.
In letzter Zeit hat sich die hochauflösende Tonquelle erhöht, z. B. 192KHz Toka, 11,2MHz, da die Frequenz geschrieben wurde oder wird, welche Frequenz?
Ich möchte die für dieses Audio verwendete Frequenz am Beispiel des Combo384 erklären, das in dem in LV2.0 verwendeten USB-DAC installiert ist.
1. 1. Was ist die Abtastfrequenz?
Der Musikvertrieb wird heutzutage zum Mainstream, aber Audio wurde zuerst auf CDs digitalisiert, die immer noch auf dem Markt sind.
Oft hört man, dass die Abtastfrequenz einer CD 44,1 KHz beträgt. Da digitale Signale grundsätzlich 0 oder 1 sind, ist für die Wiedergabe bis zur 20-kHz-Grenze, die vom menschlichen Ohr hörbar ist, eine Auflösung von der doppelten Frequenz erforderlich. Darüber hinaus wurde die Frequenz unter Berücksichtigung des digitalen Signalverarbeitungsspielraums auf 44,1 kHz festgelegt. Da ein Musiksignal aus einer Reihe von Sinuswellen besteht, beträgt es 44,1 KHz, die bei einer maximalen Frequenz von 20 KHz schwanken können.
2. Was sind 16 Bit und 24 Bit?
Wie Sie vielleicht oft hören, werden CDs manchmal als 44.1KHz / 16bit beschrieben. Diese 16 Bit sind die Lautstärke des Tons. Da 16 Bit die Größe von 2 auf 16 ausdrücken können, gibt es 65536 verschiedene Größen.
Umgerechnet in dB ist 20LOG (65536), was ungefähr 96 dB entspricht. Der Dynamikumfang einer CD (der Unterschied zwischen leisen und lauten Tönen) beträgt 96 dB.
Bei DVD und Hi-Res können es 24 Bit sein, aber in diesem Fall sind es 16,77 Millionen Schritte von 144 dB.
3. 3. PCM-Format
Was ist also das eigentliche Signal? Im Fall des PCM-Formats ist der Standard namens I2S üblich, der bis zu 32 Bit Abtastrate unterstützen kann. Bei einer Stereo-CD haben die Daten eine Frequenz von 44,1 KHz mit 2 Kanälen (L, R) abwechselnd von 32 Bit (obwohl in Wirklichkeit 16 Bit verwendet werden).
Um dies digital zu verarbeiten, ist daher eine Verarbeitungskapazität von 44,1 kHz x 2 CH x 32 Bit = 2,8224 MHz erforderlich.
Schauen wir uns die Ausgabe von COMBO384 an.
Bild049
Dies ist ein Signal, das gelb heißt 2CH (L · R) sind LRCLK (oder FSCLK) geschaltet, der LR-Satz 44.1KHz wurde an jeden gesendet.
Die blaue Farbe unten wird durch die DATA-Leitung in 32 Bit unterteilt, und DATA L und R werden ausgegeben.
4. COMBO 384-Audio
Blick in die COMBO384 Bedienungsanleitung
Bild021
Das erste, was auffällt, ist der Punkt OSCILLATOR SG (Oszillation), der zwei Arten von Frequenzen auflistet.
Sie sind 24.5760MHz und 22.5792MHz.
COMBO384 ist mit diesen beiden als Referenzfrequenzen für Audio ausgestattet.
5. Hauptuhr
Die oben erwähnte Referenzfrequenz wird als Master Clock bezeichnet. Im Schaltplan wird es als MCLK geschrieben.
Werfen wir einen Blick auf die tatsächliche Wellenform.
Bild033
MCLK 22.5792 MHz
Bild031
MCLK 24,5760 MHz
[Vorsicht] Aufgrund der Frequenzbandbreite des Oszilloskops wird es als Trapez dargestellt, aber es handelt sich tatsächlich um eine Rechteckwelle.
Der Unterschied zwischen den beiden ist auf den Unterschied im Format der gespielten Musik zurückzuführen.
Von links ist 22.5792MHz, CD (44.1KHz beim Abspielen), rechts davon 24.5760MHz, DVD (48KHz) beim Abspielen.
Bei der digitalen Verarbeitung ist es leicht, diese Referenzfrequenz (Masterclock) auf 1/2, 1/4 usw. zu reduzieren, aber eine völlig andere Frequenz zu erzeugen ist problematisch. Die Reduzierung der Frequenz auf 1/2 auf diese Weise wird als Frequenzteilung bezeichnet.
Jetzt teilen wir uns auf.
22,5792 MHz / 32/2 = 352,8 kHz
22,5792 MHz / 2 = 11,2869 MHz / 32/2 = 176,3 kHz
22,5792 MHz / 4 = 5,6448 MHz / 32/2 = 88,2 kHz
22.5792MHz / 8 = 2.8224 MHz / 32/2 = 44,1 kHz
24,5760 MHz / 32/2 = 384 kHz
24,5760 MHz / 2 = 12,288 MHz / 32/2 = 192 KHz
24,5760MHz / 4 = 6,144 MHz / 32/2 = 96 KHz
24,5760MHz / 8 = 3,072 MHz / 32/2 = 48 KHz
Was ist damit. Ich denke, die Frequenzen, die ich gesehen habe, sind herausgekommen.
/ 32/2 ist für den 32-Bit-LR2-Kanal, der früher herauskam.
Auf der linken Seite können Sie sehen, dass die Frequenz von 44,1 kHz der CD stammt.
Die rechte Seite ist die 48-KHz-basierte Frequenz, die bei DVDs und Sendungen verwendet wird.
Obwohl sich die Methode von PCM unterscheidet, wird die Zahl links als DSD-Abtastrate angezeigt, sodass Sie sehen können, dass sie auf CD basiert.
DSD64 2,8224 MHz, DSD128 5,6448 MHz, DSD256 11,2896 MHz DSD512 22,5792 MHz
All dies basiert auf dieser Haupttaktfrequenz.