数字声频和数字视频答案

数字声频和数字视频答案

1．采用二进制数字系统来表示机器内部器件的物理状态是最简单、最可靠的。反过来说计算机只能识别二进制，及各种数据信息，汉字、图形、图象等在计算机处理中均使用二进制进来处理的。

2．1000000000，1011，11111110，10000000.01，110.001，1000000000000

3． 01001101 11001101

反码 10110010 00110010

补码10110011 00110011 4．八进制：13.3，577，1605，1754000，121，255；

十六进制： B.3， 17F， 385， FB00， 51， AD

5． 0010 1111 1011 1110

2 F B E

如例所示对16位的M进制数字可以象图示的那样化成十六进制，把它折成4位数字一段，再逐一化成十六进制数字。

6．（1）模拟信息由连续值组成，这些值随时随刻都是在系统上下限之间的某个位置。

（2）数字信息则是离散的，在两个值之间不能取其它值。

（3）由二进制数字组成的数字信号比模拟信号在对付噪声和干扰万面具有突出的优势。

（4）数字信号的时基可在一定范围内校正，这是数字信号优于模拟信号的另一优点。

7.

8．当以适当的时间间隔对模拟声频信号的幅度采得样值，就可得到在时间轴上不连续的脉冲序列，每个脉冲的高度反映了采得样值时刻的信号振幅大小。

下面画图说明，例如：电压与时间的关系

上图中，采样间隔时间为T，采得样值如图中标示。（要求标准准确）

9．采样器是一种具有记录、音调置换处理以及从RAM中直接重放数字化音频的设备，常可在系统中装入大量样本，然后及时地在任意点上访问它们，通常是多音重放。可以在好几个八度范围内向上或向下地对样本进行音调置换。大多数采样器包括多方面的编辑功能，它允许声音像在合成器中那样地进行电子修正。

10．采样频率通常选 32kHZ、44IkHz和 48kHz

确定采样频率的主要因素有：（l）声频信号的最高频率；（2）采样定理；（3）硬件的实现。

11．量化是指模拟信号采样值的幅度以一定单位进行度量，并以其整数倍的数值来表示

的过程。

例如在第 1题图中，若量化级Δ=1伏，则时刻 0、T 、2T 、3T …7T 对应的均匀量化值

为2，3，4，4，4，3，2，2…量化后用图表示如下：（要求量化图示准确）

12．量化信噪比是指量化信号功率与量化噪声功率的比值。量化动态范围是指最大输入

信号时的量化信噪比。

13．在量化过程中，由于是用有限个量化单位的整数值来替代每一采样时刻的幅度值，

因而不可能完全精确地替代原模拟信号，使量化值与原始值之间有了差别，这种差别称量化

误差，量化误差对人耳的听觉来讲如同一种噪声，因此又称为量化噪声。

14．若量化噪声功率谱密度为0r 。采样频率为s f ，量化级为Δ，则有如下关系：

12/2/20∆=s xf r =常数

说明：人增加，则、降低，即采样频率越高，量化噪声分布频带越宽，功率谱密度越小，

落入某频段的量化噪声功率也越小。

15．高频颤动对普通的转换器实施线性化的作用（有效地将每一个量化间隔均匀化），

同时它可将量化失真转化为一种随机都有的类似随机噪声的信号（即白噪声）。

首先，白噪声在低电平的情况下不象失真让人讨厌，其次它允许信号平缓地衰减至无声；

再即使在信号的电平降至系统的本底噪声之下的时候，通常也可将信号重新恢复。

16．模拟信号经过时间上采样和幅度上量化形成了离散信号，再按照预先规定的方法把

量化了的采样值表示为二进制代码，这一过程称为编码。常用的二进制码有：自然二进制码、

偏移二进制码、2的补码和1的补码等。

17．数码传送的速率称为数码率，它是指单位时间内传送或记录的二进制数据。

例如： CD 唱片是用44.1kHz 采样和 16比特量化位数来把信号数字化的，这就是说，1

秒中内采样值有44100个，把各个采样点的采样值振幅移到时间轴上，并用在时间轴，上相

继出现的6位“0”和“ 1”的组合来编码，这样对于一个通路来讲，其码率为 16bit × 44．1

×1000＝0.7056×6

10bit/s 。

18．D/A 变换器是将输入的数字信号变换成模拟电压或电流信号的装置。梯形电阻或DAC

的原理图如下所示：

从 R 到 2R 构成的电阻网络来看，总电流2I ，从左到右每经过一个节点就要被一分为二，这样使得从高位到低位流入，模拟开头的电流分别为0I 、2/0I 、4/0I …求和点之处电流为： )2

1413212(102-⨯++⨯+⨯+=e LSB SB SB MSB I I 19．在转换器中，它通过比特的状态转变为电流源的开和关，并通过这些电流源的每一个输出来构成所需的脉冲振幅。通过重建滤波器将采样点连接起来形成一个平滑的波形。 20，在D/A 转换的情况下，插入的采样必须处在奈奎斯特速率采样中间，以使转换可以在较高的采样速率下进行。是通过PCM 数据的采样率转换来实现的，这些样本随后以较高的速率转化到模拟状态，再次避免使用陡峭的模拟滤波器。

21．A/D 变换器是将输入信号变成数字信号的装置。逐次比较型ADC 是由DAC 、比较器、锁存器、移位寄存器等部分构成，如下图所示：

22．（1）模拟信号的采样，即对声音波形的振幅在规定的间隔上及时进行测量或采样。

（2）对采样后的高敬信号进行量化，即将采样的振幅转换成一些阶梯状态变化的值。

（3）高频颤动、过采样以及噪声整形的使用。

23．在川D 转换的情况下，插入的采样必须处在奈奎斯特速率采样中间，以使转换可以在较高的采样速率下进行。是通过PCM 数据的采样率转换来实现的，这些样本随后以较高的速率转化到模拟状态，再次避免使用陡峭的模拟滤波器。

24．（1）采样率的选择决定了最大有效声频带宽。

（2）量化分辨率决定数字声频系统的信噪比或动态范围。

25．（1）能提高量化信噪比；（2）降低对模拟低通滤波器的设计要求。

26．在采样技术中，常常使用数字滤波器来提高采样频率，由于数字滤波器的工作性能，诸如移位、乘系数。相加等运算必然会引起计算过程中的舍入误差，这种误差的影响被称为“再量化噪声”。

27．对音频信号进行数字编码时，如果高于1／2采样频率的成份进入转换过程，这些成份将转换成可听的频率成份，与音频信号相混叠，产生混叠噪声。为了消除混叠所带的影 响，在模数转换之前必须设置一个低通滤波器，使高于1／2采样频率成份不能进入转换过 程。