浅析数字音频抖动
Jitter知识
Jitter知识Charles AltmannChapter 1：什么是jitter1) 什么是jitter所谓jitter就是一种抖动。
具体如何解释呢？让我们来看一个例子。
假如你有个女友，你希望她每天晚上下班之后7点来找你，而有的时候她6:30到，有的时候是7:23，有的时候也许是下一天。
这种时间上的不稳定就是jitter。
如果你多观察这种时间上的不规律性，你会对jitter有更深一些的理解。
在你观察的这段期间内，女友最早和最晚到来的时间被称为“jitter全振幅”(peak to peak jitter amplitude)。
“jitter半振幅”(jitter-amplitude)就是你女友实际来的时间和7点之间的差值。
女友来的时间有早有晚，jitter半振幅也有正有负。
通过计算，你可以找出jitter半振幅的平均值，如果你能够计算出你女友最有可能在哪个时间来，你就可以发现女友来的时间是完全无规律的(随机jitter radeom jitter)还是和某些特定事情有关系(关联jitter correlated jitter)。
所谓关联jitter就是比如你知道你的女友周四要晚来，因为她要去看她的妈妈。
如果你能彻底明白这点，你就已经是一个correlated jitter的专家了。
2) 什么是时基抖动(Clock jitter)在数字音频中，我们要直接和数字信号的发送与传输打交道。
声音以二进制编码被储存在光盘或者DAT卡带中，在回放音乐的时候，这些010101的信号被送进DA转换器(Digital-Analog converter)并被还原为模拟波形信号；在录制数字音频的时候，一个参考时钟信号会和音频信息一起被送进AD转换器(Analog-Digital converter)，转换器把模拟信号转换为0101的数字信号并且记录下来。
数字信号总是和一个参考时钟信号一起传送并且记录，一些数字音频传输格式如S/PDIF和AES/EBU，它们在一个信号中同时传送数据和时钟。
混音及母带制作需要知道哪些音频抖动知识(上篇)
混音及母带制作需要知道哪些音频抖动知识（上篇）在混音和母带处理中，相信很多人觉得“抖动”难以理解，但在实际场合中，“抖动”却十分排派的上用场，现在，本文中将向你阐述何时、为何以及如何使用抖动。
在音乐制作的领域里，抖动是其中一个很难理解的术语，但却是工作在数字音频场合下不可缺失的要素，尤其你在涉及混音或母带制作时，也需要明白且学会使用抖动。
到底什么是抖动？就是一种低电平噪声，主要用来当数字音频文件转化为更低的比特深度时加入音频文件中。
这似乎看起来有点反常，但抖动噪音却能有效掩盖“量化失真”，“量化失真”在数字音频中容易导致噪声和瑕疵。
采样率和比特深度在正式介绍抖动之前，我们需要简单了解一些数字音频的基本概念。
音频是通过模拟/数字转化器（ADC）进行数字化的，或者说，当你使用音频接口录音时，从麦克风或DI出来的音频信号会被转化为一系列0和1的数字信号来替代你的模拟音频进入DAW中。
在这个过程中，ADC会以一个特定的速率和大小也称之为采样率和比特深度捕捉音频。
采样率大小会影响到在一秒钟内你的转换器能捕捉多少样本，并且对于频率响应有至关重要的作用。
根据Nyquist定理，你需要将采样率设置祈祷大于或等于音频最高频率的两倍，否则，会出现一种“混叠失真”顺坏声音。
为了捕捉最高频率达20KHz，这也是人耳听音最高的频率范围，最低的采样率一般设置为44.1KHz（CD标准采样率），但现在48KHz 或更高的采样率都比较普及。
采样率越高，重现频率范围的精确度越高。
比特深度（也可以称之为“字长”）指每一样本的大小，也就是它所包含的0和1的数量。
比特深度可以对音频幅值进行量化，动态范围也是如此。
比特深度越大，幅值量化时精确度越高。
当你在对比16bit和24bit的音频时，二者的区别是相当惊人的。
在动态范围方面，16bit 的幅值量化范围为65536，而24bit的范围为16777216。
1bit相当于6dB，所以在16bit中，动态范围为96dB,24bit为144dB。
441kHz的数字音频系统无法满足人耳的听音需要
数字音频音质剖析之一：数字音频探秘（上）许多年前，就有人开始议论关于16-bit，44.1 kHz的数字音频系统无法满足人耳的听音需要，无法真实地再现原有的声音。
从理论上来讲，这种数字音频格式可以为我们提供0 Hz到22.05 kHz的带宽和96 dB的动态范围。
（带宽即指频率带的范围。
通常，人类听觉的带宽为20到20,000 Hz。
动态范围则是指音频系统所能够提供的音量最大的声音与音量最小的声音之间差距。
要注意有些设备制造厂商在宣传中的措辞。
动态范围与信噪比不是一码事。
信噪比是指通常的工作电平或是名义上的工作电平与噪声电平之比。
这个指标通常都要小于动态范围的值。
）那么，我们为什么经常会听到说这种数字音频格式无法满足"金耳朵"的需要呢？他们这些人究竟感觉到了什么与众不同的东西呢？为了搞清楚这个问题，我们首先要回过头来温习一下数字音频的工作原理。
好，拿出你的二进制计算器，喝点儿富含咖啡因的饮料提提神儿，然后我们要回到数字音频学校中去了！—基础知识数字音频系统是通过将声波波形转换成一串数据来再现原始声音的。
实现这个步骤使用的设备是模/数转换器（A/D），它给声波拍下许多个"快照"（即进行采样），每一张快照都记录下了原始模拟声波的某一时刻的电压值，将一连串这样的快照连接起来，就形成了声波的振幅（即音量或是音量电平）。
每一秒钟所拍摄的快照数目就称为采样频率（或称采样率），采样频率的单位是Hz （赫兹，即每秒钟多少次）。
采样频率是决定频率响应方面最重要的因素，其他因素均没有它的影响大（其他的因素我们将在下面进行讨论）。
系统中量化精度的bit数目直接决定了采用多少个"台阶"来表示声波振幅的范围（即动态范围）。
每增加一个bit，表示声波振幅的台阶数就要翻一番，并且增加6 dB的动态范围。
由此可以计算出，一个1-bit的数字音频系统可以为我们提供两个台阶，即6 dB的动态范围。
dac测试方法
dac测试方法DAC（Digital-to-Analog Converter，数字到模拟转换器）是一种电子设备，将数字信号转换为模拟信号。
在音频设备中，DAC负责将数字音频信号转换为模拟音频信号，以便于扬声器或耳机等模拟设备进行播放。
进行DAC测试的目的是确保DAC的性能和准确度，以保证音频信号的高质量转换。
以下是一些常见的DAC测试方法：1. 信噪比测试：信噪比是衡量DAC性能的重要指标之一。
测试过程中，将输入一个固定的音频信号，然后测量输出信号中的噪声水平。
较高的信噪比表示DAC能够更准确地转换数字信号并减少噪声。
2. 频率响应测试：频率响应测量评估DAC在不同频率下的输出准确度。
测试中，输入一系列频率的音频信号，然后测量输出的幅度和相位。
通过比较输入和输出信号之间的差异，可以确定DAC在不同频率下的性能。
3. 线性度测试：线性度测试用于评估DAC的线性转换能力。
在测试中，输入一个连续的音频信号，然后测量输出信号的失真水平。
较低的失真表示DAC能够更准确地转换输入信号。
4. 动态范围测试：动态范围测试用于衡量DAC的动态范围，即DAC 能够处理的最大和最小信号的幅度差异。
测试中，输入一个具有不同幅度的音频信号，然后测量输出信号的幅度范围。
较大的动态范围表示DAC能够处理更广泛的信号幅度。
5. 抖动测试：抖动是指由于时钟不稳定性而引起的时序误差。
抖动测试用于评估DAC的抖动性能。
测试中，输入一个稳定的音频信号，并测量输出信号的时序误差。
较低的抖动表示DAC能够更准确地转换输入信号。
以上是一些常见的DAC测试方法，通过对DAC进行全面的测试和评估，可以确保音频设备提供高质量的模拟音频输出。
这些测试方法可以帮助制造商和工程师在开发和生产过程中，确保DAC的性能和准确度达到预期水平。
数字音频原理
数字音频原理
数字音频原理是指将连续的声音信号转换为离散的数字信号的过程。
在数字音频中，声音信号首先通过采样的方式将其从连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
采样是指以一定的时间间隔对连续的信号进行离散化处理，获取信号在不同时间点上的采样值。
采样的频率决定了数字音频信号的质量，也称为采样率。
采样率越高，表示对连续信号的采样精度越高，能够更好地还原原始声音的细节。
常见的采样率有44.1kHz、48kHz等。
接下来的步骤是量化，它将每个采样值映射到最接近的离散级别。
量化级别的选择决定了数字音频信号的动态范围。
常见的量化级别有16位、24位等，位数越高，表示对声音的精细度
越高。
量化后的数字信号将通过编码方式进行压缩和存储。
常见的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、压缩编码等。
PCM是将采
样和量化得到的数字信号直接存储，占用空间大，但音质更好。
而压缩编码则是通过对音频信号进行压缩，减小文件的大小，但会牺牲一定的声音质量。
在播放数字音频时，需要将数字信号转换回模拟信号。
这一过程称为数模转换。
数模转换器将数字信号恢复为连续的模拟信号，并经过滤波和放大等处理后，输出到扬声器或耳机中。
总结来说，数字音频原理涉及到采样、量化、编码和数模转换
等过程，通过这些步骤将声音信号转换为数字信号，并在播放时恢复为模拟信号，从而实现数字音频的存储与传输。
混音教程——跟Waves了解音频抖动（Dither）
混音教程——跟Waves了解音频抖动（Dither）在混音和母带处理方面，抖动（Dither）这个话题较少被深入探讨，但它实际又很有用处。
Waves下面这篇文章就帮助各位来了解一下抖动。
抖动是音乐制作词典中最不被理解的词汇之一，但它又是数字音频处理中一个必不可少的因素。
如果你从事混音或母带制作，就真的应该好好研究它一番。
那么，什么是抖动呢？它其实是一种低电平形式的噪音，在渲染向更低的位深时，被刻意添加到数字音频文件中。
抖动的概念可能听似“反直觉”，但却是一个很有效的处理方式。
抖动噪音实际上掩盖了所谓的“量化失真”，后者会导致数字音频出现噪声和不自然感。
在进入到具体细节之前，我们先快速回顾一些有关数字音频的基本概念，会有助于理解这次的话题。
采样率和位深度当音频通过数模转换器（ADC）被数字化处理时——也就是当录音通过音频接口发送给DAW时，来自话筒或DI盒的模拟音频信号将被转换为一系列的1和0，音频被表现为数字形式。
为此，ADC设备获取音频快照（也称为“样本”）时要通过特定的速率和大小——也就是采样率（Sample Rate）和位深度（Bit Depth，或称比特深度）。
采样率控制着转换器在一秒钟内捕捉到并进行数字化处理的音频采样数量，它在频率响应方面至关重要。
基于奈奎斯特定理（Nyquist Theorem）的一般规则，你的采样率必须大于或等于音频最高频率的两倍。
否则，被称为“混叠”（Aliasing）的失真就会损坏声音。
为了获得到高至20kHz的频率——人类听觉的频率上限，通常使用的最低采样率是44.1kHz（CD介质的速率）。
但是现在，48kHz或更高的频率也很常用。
采样率越高，重现频率范围的精度就越高。
位深度（也称可之为“字长”）是指每个样本的大小，即它所包含的0和1的数量。
它量化了振幅的精确程度，因此动态范围（可捕获到的最大响度和底噪之间的差距）得以在数字化时得到体现。
位深越高，对振幅的描述就越精确。
miso波形高电平抖动
miso波形高电平抖动在电子领域中，miso波形高电平抖动是一个重要的概念。
这种抖动现象通常出现在数字信号的传输过程中，特别是在通信系统和数据传输系统中。
本文将介绍miso波形高电平抖动的原因、影响以及可能的解决方案。
一、miso波形高电平抖动的原因miso波形高电平抖动的原因主要可以归结为以下几点：1. 时钟抖动：时钟信号是数字系统中非常重要的基准信号之一，而时钟抖动指的是时钟信号在传输过程中出现的微小波动。
当时钟信号的抖动幅度超过了系统的容忍范围时，就会导致miso波形的高电平抖动。
2. 噪声干扰：噪声是电子系统中不可避免的存在，而噪声干扰会对信号的传输产生一定的影响。
当噪声的幅度较大或者频谱与信号频率重叠时，就会引起miso波形的高电平抖动。
3. 传输线路问题：传输线路的质量和长度对信号传输有着重要的影响。
传输线路的电阻、电感、电容等参数都会对信号的传输特性产生影响。
当传输线路存在问题时，比如电阻不匹配或者存在反射等，就会导致miso波形的高电平抖动。
二、miso波形高电平抖动的影响miso波形高电平抖动会对系统的性能产生一定的影响，主要表现在以下几个方面：1. 误码率增加：miso波形的高电平抖动会导致信号的峰值和谷值发生变化，从而增加了信号的波动范围。
这样一来，接收端在信号采样和判决时就容易出现错误，从而导致误码率的增加。
2. 系统容量下降：miso波形高电平抖动会导致信号的功率谱发生变化，从而影响信号的频谱分布。
当信号的频谱分布发生变化时，系统的带宽利用率会下降，从而导致系统的容量下降。
3. 时钟同步问题：miso波形高电平抖动会对时钟信号产生一定的影响，从而影响系统的时钟同步性能。
当时钟信号受到抖动的影响时，接收端的时钟恢复可能会出现偏差，从而影响系统的时钟同步精度。
三、解决miso波形高电平抖动的方法针对miso波形高电平抖动问题，可以采取以下几种解决方法：1. 时钟抖动抑制：可以通过采用更稳定的时钟源，或者增加时钟抖动抑制电路来减小时钟抖动的影响。
针对音频抖动调制QIM隐写的盲检测
q 均为整数） （p，
和 d1i 都是 (- Δ/2 Δ/2) 区间上的随机数， 且两者符合关系：
ìd0 + Δ if d0 < 0 i ï i 2 d1 i = í Δ ïd0i - otherwise 2 î 则 |d0i - d1i| = Δ/2 。
由此可见， 如果经过 DM-QIM 隐写， 两系数之差的绝对值 为 Δ 2 的整数倍。 下面证明这种特征在简单 QIM 隐写中也是存在的： 假设每一段的第 j 个位置都隐写了信息， 那么根据式 （1） ， 第 r 段的第 j 个选定的 DCT 系数与第 t 段的第 j 个选定的 DCT 系数之差就为：
基金项目： 国家高技术研究发展计划 （863） （the National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No.4241312） 。 作者简介： 孙建芳 （1983—） ， 男， 硕士研究生， 主要研究领域为信息隐藏； 汤光明 （1963—） ， 女， 教授， 主要研究领域为信息安全。 收稿日期： 2009-07-23 修回日期： 2009-10-09
力。为了便于分析隐写前后音频载体的特征， 下面以 DCT 域 上的 DM-QIM 算法为例进行详细描述： 设宿主音频为 HA ={a1 a 2 a L} ， 待嵌信息比特序列为
M ={m1 m 2 m n} Î{0 1}n ， 量化步长为 Δ ， 段长为 FL ， 隐写
| sr j - st j | = | ( p ´ Δ - d0 j) - (q ´ Δ - d0 j) | = | ( p - q) ´ Δ | 或 | sr j - st j | = | ( p ´ Δ - d1 j) - (q ´ Δ - d1 j) | = | ( p - q) ´ Δ | 或
数字音频处理技术在音乐创作中的应用案例分析
数字音频处理技术在音乐创作中的应用案例分析随着科技的飞速发展，数字音频处理技术已经在音乐创作领域发挥了越来越重要的作用。
它不仅提高了音乐制作的效率和质量，还为创作者带来了更多的可能性。
本文将分析数字音频处理技术在音乐创作中的具体应用案例。
首先，数字音频处理技术在音乐录制和混音中发挥了巨大作用。
传统的录音室需要大量的设备，而数字音频处理技术的出现改变了这一局面。
现在，只需要一台计算机和一些专业的音频接口，就可以完成高质量的录音和混音工作。
例如，著名音乐制作人未来与他的团队在录制《Mask Off》这首歌曲时，利用了数字音频处理技术。
他们使用了音频编解码器对声音进行了处理，使得歌曲的音色更加饱满，同时利用虚拟乐器和效果器优化了音乐的表现力。
其次，数字音频处理技术还在音乐制作中提供了许多创造性的工具和效果。
例如，自动音高校正是一种常见的数字音频处理技术，在音乐制作过程中被广泛应用。
当歌手的演唱存在音准问题时，自动音高校正可以自动检测并修正音高，使得音乐更加精确和音准。
摇滚乐团Imagine Dragons在他们的歌曲《Radioactive》中就使用了自动音高校正技术。
他们采用了数字算法对主唱的声音进行处理，让歌曲的主旋律音高更加准确，同时保留了原创音乐的风格。
此外，数字音频处理技术还提供了各种音效处理工具，例如混响、压缩、失真、合唱等。
这些工具可以改变声音的空间感、动态范围和谐波内容，从而使得音乐更具魅力和创新性。
另一个数字音频处理技术在音乐创作中的应用案例是虚拟乐器和合成器。
传统乐器的录制和演奏要求高超的技巧和专业的设备。
然而，通过数字音频处理技术，音乐人可以使用虚拟乐器和合成器来模拟各种乐器的声音，从而在不具备实物乐器的情况下创作出丰富多样的音乐作品。
著名制片人Marshmello在他的歌曲《Alone》中运用了虚拟乐器和合成器，创造出了独特的电子音乐风格。
这种数字音频处理技术的应用不仅节省了成本，还为音乐制作带来了更多的创造性和表达性。
DX-600型大功率中波发射机合成器备份方案与实施
控制系统主要由Ｔ ｕ Ｃ Ｕ Ｃ 、 Ｃ 控制单元、
Ｔ Ｕ ＯＣ 式 （Ｂ ￣Ｐ ２ Ｐ Ｉｎ Ｂ 并机， 在主备合成器切换时， 触摸屏、 Ｃ ￣ Ｃ Ｕ电源小盒等组成。因
－ ， ｊ ｑ－ Ｐ ＩＯ Ｂ 应处于正常工作状态下 ） 取消 控制系统备份是在主用设备出现故障Ｂ Ｂ ￣Ｐ ２ ， 所以对不影响备份系统正常工作的 了单机开关ＫＯ Ｋ ０ Ｉ、 ２ 及并机模式切换开关 使用， 不再接入， 以减 Ｋ １ Ｋ １ ｎ１ １、 ２ ， －匹配网络 的调整组件也被取 控制线均采取断开处理，
传输中 引起字时钟抖动。 当然定期检查电 备的屏蔽， 布线， 电源等方面是非常重要 播电视总台． ［曹志刚， ４ ］ 钱亚生． 现代通信原理． 清华 缆外观， 防止因各种外界原因引起的电缆 的。
外皮老化或损坏 ， 避免因电缆绝缘度降低
抖动有的是设备本身固有的， 有的是 大学出版社．
在我们所维护的数字音频传输系统中， 不可少的步骤。 也
曾有因改变了匹配网络的模式而使音频传
还有的是需要我们在建设初期的施工布 线中加以注意的， 只要在各个环节上处理
输效果提高的 实例存在。
４结束语
字抖动存在于我们数字音频传输链
得当， 它将不再会对我们造成困 扰。・
参 考文 献 ：
时间停播的原因， 基本上都与合成器有关
一
定程度上， 也减少了 故障环节， 同时， 在
首先， 二并合成器备份从保障安全播 备份制作的选材上， 我们均选用性能优良
也是我们在维护工作中必 我们采用一定的技术手段可加以控制的， 择合适的匹 配网 络是减少 抖动的重 要因素 引入噪声干扰 ， 。
生产 的全固态数字调幅中波发射机 ， 是 解决这个问题。 由三部独立的Ｐ ．０ 发射机并机合成而 Ｂ２ ０ 成， Ｘ６ ０ Ｄ 一０ 中波发射机系统组成框图如 图１ 所示。 该发射机总体设计先进， 维护方 便， 因可以实现Ｎ１ 二并） 一（ 方式播出， 使播
数字音频
一．数字音频的概念数字音频是一种利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、压缩或播放的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术、多媒体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。
（数字音频是指使用脉冲编码调变、数字信号来录音。
其中包含了数字模拟转换器(DAC)、模拟数字转换器(ADC)、贮存以及传输。
实际上，是因为相对于静电模拟的离散时间及离散程度的模拟方式才被称作"数字"。
这个现代化的系统以微妙且有效的的方式，来达到低失真的存储、补偿及传输。
)数字音频的主要应用领域是音乐后期制作和录音。
计算机数据的存储是以0、1的形式存取的，那么数字音频就是首先将音频文件转化，接着再将这些电平信号转化成二进制数据保存，播放的时候就把这些数据转换为模拟的电平信号再送到喇叭播出，数字声音和一般磁带、广播、电视中的声音就存储播放方式而言有着本质区别。
相比而言，它具有存储方便、存储成本低廉、存储和传输的过程中没有声音的失真、编辑和处理非常方便等特点。
二．数字音频的形式数字音频的形式很多，常用的主要有三种方式：波形音频、MIDI音频和CD音频。
三.数字音频的格式数字音频文件的格式有很多种，其来源、功能、特点、适用的领域各不相同。
常用的音频文件格式有WAV、MP3、RA、WMA、MIDI和CD等。
在音频处理中，还会遇到一些其他的音频文件格式，例如CMF文件、MOD文件、AIF文件等，但在多媒体设计中最常用的格式是MP3和WAV格式。
四.音频编辑常见的音频编辑软件有SoundEdit、SoundDesign、MasterTracks、Audio Trax、Alchenvy、WaveEdit、MIDISoft Studio及Cool Edit等。
Cool Edit Pro作为早期Cool Edit的升级版本，是一款集前期录音、后期编辑为一体的多轨道数字音频编辑软件。
从出现之日起，Cool Edit Pro便以其简单易行的操作，倍受人们好评。
数字音频效果处理技术研究
数字音频效果处理技术研究第一章绪论数字音频处理技术是指利用数字信号处理技术对音频信号进行处理的过程。
数字音频经过一系列处理后，可以实现各种音效的添加，从而使音频更加逼真、具有空间感和趣味性。
目前，数字音频的应用已经得到广泛的普及，涵盖了音乐制作、电视广播、电影后期制作、游戏设计、虚拟现实等领域。
为此，数字音频效果处理技术也愈发重要，成为学术界和工业界的研究热点。
第二章数字音频效果处理技术数字音频效果处理技术包括时间域处理、频域处理、非线性处理和混响处理等多种处理方法。
其中，时间域处理指对音频波形的时间轴进行操作；频域处理指对音频信号的频率轴进行操作；非线性处理指对音频信号进行非线性操作以达到音效效果的目的；混响处理指对原始音频进行混响处理以增加声音的空间感。
（一）时间域处理时间域处理的基础是音频波形，其主要包括压缩和扩展、时间反转、听觉穿透、平滑、淡入淡出等处理方法。
其中，压缩和扩展是对音频波形进行加速或减速操作；时间反转是将音频波形进行倒放操作；听觉穿透是利用音频波形相互遮挡的特点来突出一个特定的频率段；平滑是对音频波形进行处理，使其更加柔和；淡入淡出是对音频信号的音量进行平滑过渡，以使得声音过渡更加平滑自然。
（二）频域处理频域处理是指对声音信号的频谱进行操作，其中最常见的处理方法是均衡器和滤波器。
均衡器根据声波的波形分布，调整声音信号在频率上的相对幅度，以达到音乐表现上的效果。
滤波器则是按照滤波器类型，对信号在特定频率段进行过滤，并将信号的频率范围调整到所需的频率范围内。
（三）非线性处理非线性处理是针对特定的目标音效进行的，例如镭射枪声、火警报警器声等。
其处理方式通常采用非线性滤波、动态压缩等。
非线性滤波是利用非线性元件对信号进行处理以改变其频率响应，增强或压缩频谱中的某些部分。
动态压缩器则是对信号进行动态压缩，使得信噪比得到提高，音效更加清晰明显。
（四）混响处理混响处理的目的是让录音听起来更加自然、真实，常见的混响处理方法包括门限、增益、混响器、预延迟等。
音频振动的原理
音频振动的原理音频振动也称为声波振动，是一种机械波，是由物体的振动产生的。
其原理主要涉及声源的振动、介质的传导和人耳的听觉等方面。
以下将详细介绍音频振动的原理。
声源振动是产生声波的基础。
声波的产生是由物体的振动引起的，物体振动产生的能量通过介质传播，最终到达人耳。
声源振动的最基本要素是物体的自由度，即物体在空间中能够自由移动的程度。
例如，弦乐器中的琴弦、齿轮传动中的齿轮、发动机中的活塞等都是声源振动的典型例子。
介质是声音传播的媒介。
声波是通过介质传递的，常见的介质包括空气、水、固体等。
介质的物理性质对声波的传播速度和声音的传播距离有重要影响。
例如，声波在固体中传播的速度比在空气中传播的速度更快，因此，在固体中传播的声音会更清晰、更响亮。
当物体振动时，其周围的空气分子也会受到振动的影响，从而形成声波。
当物体向外扩张时，产生激波（压缩波），而当物体向内收缩时，产生负激波（稀疏波）。
激波和负激波交替传播，形成声波。
声波的传播速度取决于介质的性质，一般情况下，声波在空气中的传播速度约为343米/秒。
声波传播过程中，振动引起了介质分子的局部变化，进而引起介质的压强和密度的变化，形成了声波的波动过程。
音频振动的频率指的是单位时间内振动周期的次数，通常用赫兹（Hz）表示。
频率越高，音调越高；频率越低，音调越低。
人类可听到的频率范围一般为20Hz-20kHz。
人耳的听觉是感知声波的机制。
人耳具有感知声音的功能，通过听觉系统将声波转化为电信号，传送到大脑进行分析和解释。
人耳的听觉系统由外耳、中耳、内耳和听觉神经等组成。
外耳和耳道负责接收声波，中耳中的鼓膜振动并传导声波给内耳，内耳中的耳蜗将声波转化为电信号，通过听觉神经传输到大脑后，我们才能感知到声音。
总结起来，音频振动的原理是由声源振动产生声波，声波通过介质传导，最后被人耳感知。
声波的频率和振幅决定了声音的音调和音量。
通过了解音频振动的原理，我们可以更好地理解声音的产生和传播机制，为声音的应用提供科学依据。
详解抖动与相位噪音
详解抖动与相位噪音近年来，随着图像传输的普及，在骨干网络通信量的日益增加，以及高速大容量通信已经取得了很高的进步。
在这种情况下高速通信基础设施的高频率和稳定的输出的基准信号的需求十分强烈。
抖动（Jitter）是评估输出信号波形稳定性的指标之一。
英语的“Jitter”有神经过敏、紧张不安或激动的意思。
在表现高频石英振荡器的稳定度时，指传送数字信号时波形中产生的时间偏差和晃动。
本次说明有关抖动和相位噪音的基础知识。
抖动，通信设备的重要指标我们在使用示波器观察数字信号的波形的时候，有时可以发现本应以单一周期振荡的波形亮线很宽。
这种波形拉宽就是抖动。
图1 表示在一个周期单位中出现了几种周期的信号波形的情况。
理想波形以单一周期反复出现，但实际波形的一部分周期变短（红色）或变长（蓝色）。
抖动因读取电子信号元器件的极微小的不稳定或信号传输途中的不良影响等原因而产生。
抖动过大将造成相邻信号之间相互干扰，在传送影像和音乐信号时将导致影像质量和音质的劣化。
如上所述，抖动表示数字信号在时域上的晃动，但抖动的种类不限于一种。
抖动随时间而精微变化，对时间的变化模式也有多种多样，因此难以用一个参数来评价抖动。
抖动的分类·周期抖动（峰峰值）：表示一周期中的偏差幅度（最大和最小之差）的抖动·标准差：表示偏差程度的标准偏差·随机抖动：自然产生的无法预测的抖动·确定性抖动：因电路、电磁感应或外界环境等因素而引起的抖动·累加抖动（长期抖动）：时钟各周期的连续偏差。
做一个测试测试仪：为Wavecrest公司制造的“DTS-2075”测试仪测试条件：基本无噪音的电源、探针测试点为输出端、输出电阻设定为50ohm图2的横轴表示一个周期（皮秒），这次测试用直方图表示了50000次随机抽选的周期离差。
这是SG-8002CA 125MHz PCB的数据。
最理想的是在125MHz的一周期出现一个波峰，但由于各种因素致使特性出现变化。
铁路数字语音记录仪幅频特性抖动和系统底噪的测试方法研究
2019年8月（总第394期）·25·第47卷V ol.47第8期No.8铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL检验与认证INSPECTION AND CERTIFICATION图1全通道频率响应测试连接示意收稿日期：2018-11-02基金项目：国家自然科学基金（U1534208）作者简介：乔静怡，工程师；董成文，高级工程师；姚珍富，高级工程师；张强，工程师；李苏雯，助理研究员0引言铁路数字式语音记录仪用于铁路运输行车作业及调度指挥工作中通话的实时记录、调听、显示、检索等方面。
为保证铁路数字式语音记录仪的可靠性，应在设计、实现、工程应用等阶段严格测试，达到TB/T 3025—2016《铁路数字式语音记录仪》的技术要求。
根据音频自动增益控制原理和数字音频采样公式，分析2kHz 频率的幅频特性技术指标的测试方法，并提出优化测试方法建议。
根据ADC 采样电路的信噪比公式，分析系统底噪测试方法，提出更合理的测试方法。
1幅频特性抖动问题分析与解决1.1幅频特性抖动问题分析频响在电子学上用来描述同一台仪器对于不同频率信号处理能力的差异。
对于铁路数字式语音记录仪设备，全通道频率响应是在录音电路输入端输入频率为300Hz~3400Hz 正弦信号，在放音电路输出端测量，各频率输出信号电平与1020Hz 的比较，电平差应在-3dB ~+2dB 范围内。
全通道频率响应电平差测试连接示意如图1所示。
铁路数字语音记录仪幅频特性抖动和系统底噪的测试方法研究乔静怡，董成文，姚珍富，张强，李苏雯（中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所，北京100081）摘要：铁路数字语音记录仪是一种可实时记录、调听、显示铁路行车调度工作中通话的重要电子设备，具有电子化、无机械磨损、功能全面等特点，近年来得到广泛应用。
为保证对铁路数字语音记录仪检测结果的可靠性，研究铁路数字语音记录仪的检测技术，分析铁路数字语音记录仪数字音频自动增益控制原理和ADC 采样芯片产生的信噪比公式，探讨2kHz 频率幅频特性和系统底噪的测试方法，并对测试方法提出优化建议。
浅析数字音频抖动
3 频域抖动频谱
52 现代电视技术
2007.8
System Technology
中心技术
衡量。抖动频率是指抖动波形相移的速率。像其他的噪声或 干扰信号一样，抖动调制信号可能是单一、有规律的正弦波 信号、合成的波形、或是完全随机的信号。
三 抖动的 分析
4
1. 时域模型
在时域中，将
采样抖动视为引入
幅度误差。任何非
数字接口上的抖动源有设备本身产生的固有抖动，也有
位为 kHz：
由于传输电路或者传输电缆引起的数据传输抖动。传输电缆
阻抗的不一致性可能引起高频损耗，使得数字信号脉冲的跳
变时间变长，各脉冲的持续时间相应拖长，从而使相邻脉冲
四 抖动的分类
产生重叠，这将导致脉冲跳变的模糊，引起码间干扰。
图 6 说明受电缆损耗影响的 AES3 波形。灰线代表
调制产物三者间的一种关系。 如果信号在采样时间内发生采样误差，其影响是对信号
进行调制。此过程用数学解释为公式（1）。输出信号是输入 信号在时间上的变化，此变化即为抖动。
（1） 考虑为频率 的正弦抖动与峰峰幅值 J 的乘积。
（
（2）
输入信号为正弦波。 上述公式相结合并重新安排为：
（3）
（4）
抖动幅度（其典型值小于 10 ns）通常比信号幅度（其典 型值大于 40000ns）要小得多。小抖动调制电平的乘积非常 小，在这种情况下，我们可作如下的近似：
DC 信号都会随时
1KHz声音的采样抖动（蓝线是ห้องสมุดไป่ตู้号；浅蓝线是抖动 引入的误差，刻度放大 1000 倍）
间而变化，因此错 误采样时间必然产
生错误幅值。如图 4
所示，幅度误差与音频信号的变化率、坡度成比例，对于高
数字音频基础知识
数字音频专业知识
Ra格式——流动的旋律 RealAudio主要适用于在网络上的在线音乐欣赏，现在大 多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以 典型的回放并非最好的音质。 有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的 Real文件。
数字音频专业知识
APE格式 一种新兴的无损音频编码，可以提供50-70%的压缩比， APE的文件大小大概为CD的一半，APE可以节约大量的资源。 APE可以做到真正的无损，而不是听起来无损，压缩比也 要比类似的无损格式要好。 特点：音质非常好。 适用于：最高品质的音乐欣赏及收藏
数字音频专业知识
3.5 音频压缩 音频压缩属于数据压缩的一种，是减小数字音频信号文件 大小（数据比率）的过程。 一般数据的压缩方法对于音频数据 不利，很少能将源文件压缩到87%以下。音频压缩算法：无 损压缩算法和有损压缩算法 无损压缩是对未压缩音频进行没有任何信息/ 质量损失的 压缩机制。 有损压缩是尽可能多得从原文件删除没有多大影响的数据， 有目的地制成比原文件小多的但音质却基本一样。 一般来说， 无损压缩比率在源文件的50–60% 左右，而有损压缩可以达 到原文件的5–20% 。
数字音频专业知识
在对模拟音频进行采样时，取样频率越高，音质越有保证； 若取样频率不够高，声音就会产生低频失真。那么怎样才能避 免低频失真呢？ 著名的采样定理（Nyquist 定理）中给出有明确的答案： 要想不产生低频失真，采样频率至少应为所要录制的音频的最 高频率的2 倍。例如，电话话音的信号频率约为3.4 kHz ， 采样频率就应该≥6.8 kHz ，考虑到信号的衰减等因素，一般 取为8kHz 。
数字音频专业知识
数字音频专业知识
人们日常生活听到的各种声音信息是典型的连续信号，它 不仅在时间上连续，而且在幅度上也连续，我们称之为模拟音 频。在数字音频技术产生之前，我们只能用磁带或胶木唱片来 存储模拟音频，随着技术的发展，声音信号逐渐过渡到了数字 化存储阶段，可以用计算机等设备将它们存储起来。
数字音频信号的分析与处理
坦，在分频点处最多不能超过3dB的偏差； 用频谱分析的方法验证设计好的分频器； 对选用的两种类型的滤波器效果进行对比
画出滤波器的零极点图，根据极点分布情况验证滤波器 性能以及确定设计的滤波器的稳定性
精选课件
7
宁可瑞滤波器
精选课件
13
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
[B, A]=cheby1(N, Rp, wso, ‘ftype’)
[B, A]=ellip(N, Rp, wpo, ‘ftype’)
计算滤波器幅频特性的matlab函数
[magH,w]=freqz(B,A);
以db为单位画幅频特性图形的matlab函数
semilogx(f,magH,'-.r');
根据分频点要求初始化参数（截止频率、滤波器阶数N） 调用MATLAB函数设计滤波器（如[B,A] = butter(N,wc)）
评估滤波器性能（[magH,w]=freqz(B,A)）
精选课件
9
设计要点1
数字滤波器设计的matlab函数
[B, A]=butter(N, wc, ‘ftype’)
除了通过观察的方法确定N，你能通过编程的方法得到符 合指标要求的N吗？
精选课件
11
设计要点3
不同的滤波器设计方法得到的合成幅度特性 会有所不同，对比以下两项指标，评估不同 方法所设计的滤波器的性能
相同阶数N时，合成幅度特性的差异 相同合成幅度特性（分频点处的偏差相同）时，
阶数N的差异 你能根据以上两项指标确定哪种滤波器的性能
H(z)H1(z)H2(z)BA11((zz))
音频信号的数字化
(2). 影响数字音频质量的技术参数
对模拟音频信号进行采样量化编码后，得 到数字音频。数字音频的质量取决于采样频率、 量化位数和声道数三个因素。 1). 采样频率 采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。 在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采 用三种：11.025KHz(语音效果)、22.05KHz(音 乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱 盘的采样频率即为44.1KHz。
当D/A转换器从图4-2得到的数值中重构原来 信号时，得到图4-3中蓝色(直线段)线段所 示的波形。从图中可以看出，蓝色线与原 波形(红色线)相比，其波形的细节部分丢失 了很多。这意味着重构后的信号波形有较 大的失真。
• 左图为采样率2000Hz，量化等级为20的采样量化过程 • 右图为采样率4000Hz，量化等级为40的采样量化过程 • • 当采样率和量化等级提高一倍，从图中可以看出，当 用D/A转换器重构原来信号时（图中的轮廓线），信号的失真 明显减少，信号质量得到了提高。
• • • • • • • • • •
•
• • • • •
CD格式——天籁之音 CD音轨文件的后缀名为：cda 标准CD格式是44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化位数，近似无损的。 CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。 WAV格式——无损的音乐 WAV为微软公司开发的一种声音文件格式。 标准格式化的WAV文件和CD格式一样，也是44.1K的取样频率，16位量化位 数，声音文件质量和CD相差无几！ 特点：音质非常好，被大量软件所支持。 MP3格式——流行的风尚 全称Moving Picture Experts Group Audio Layer III），是当今较流行的一种 数字音频编码和有损压缩格式。 是ISO标准MPEG1和MPEG2第三层(Layer 3)，采样率16-48kHz，编码速率 8K-1.5Mbps。 特点：音质好，压缩比比较高，被大量软件和硬件支持，应用广泛。 MIDI——作曲家的最爱 MIDI（Musical Instrument Digital Interface）乐器数字接口 。 MIDI数据不是数字的音频波形，而是音乐代码或称电子乐谱。 MIDI文件每存1分钟的音乐只用大约5～10KB。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的，但是由抖动造成的定时误差最终还是会在输出模拟信 中的其他因素诸如射频/电磁干扰，震动，电源干扰等同样可
号中产生噪声和失真。所幸的是，这种失真只是回放问题， 引发抖动，例如，如果数据接收处理和时钟部分的电源退耦
数据本身是没有问题的，因此只要保持定时的一致性（即 不良，音频的数据内容就可能会干扰时钟，形成前文所述的
同步）就能解决此问题。系统一般都会使用 PLL（锁相环 “与音乐信号相关的抖动”。所以音频设备的屏蔽，布线，电
路）来完成此功能。PLL 具有减小抖动的功能，可以实现 源等方面是非常重要的。时钟电路的电源必须高度稳定，噪
振荡器与参考信号之间的去耦合，使信号在精确稳定的时 音很小，速度快，尽量不与其他器件混用，才能生成抖动尽
其抖动的时域波形，或通过 FFT 分析，得到抖动频谱。
时域抖动波形如图 2 所示。幅度是指对时间改变量的一种测量，用时间单
位来表述，如纳秒，或者用单位间隔（UI）来表述。UI 是专
门用于数字信号的时间单位，一个UI是数字信号状态变化的
最小单位间隔，
等同于一个比特
的传送长度。帧
（5） 和
由公式（4）~（6）得到：
（6）
（7）
输出信号是由输入信号及在输入信号频谱的两侧距离为 抖动频率整数倍的位置上加入的边带成分构成。边带幅度与 抖动幅度和信号频率的乘积相关。
图 5 说明了对一个真实信号的抖动影响。输入信号为 10kHz，抖动调制信 号为 3kHz。在距离 输入信号 3kHz 的两 侧处出现其他的两 个频率分量，即是抖 动调制的上、下边 带。（在图中，在接近 5 调制抖动边带 于 10kHz 分量的频 谱处还有“裙边”效应。这是由于系统中还存在一些类似噪 声的低频抖动）。
率为 48kHz 的
AES3信号，每个
子帧有32bits，每
帧就有64bits，经 双相位标志编码
2 时域抖动波形
后，通道内每帧
有128bits。这样，
1UI ＝ 1/（128 ×
48000）＝163ns。
FFT 分析抖
动频谱如图 3 所
示。在频域中，通
常用抖动频率来
3 频域抖动频谱
52 现代电视技术
从这一点可以得出结论，抖动应不高于峰值244ps，但是
这个限定是相当任意的。抖动电平只与误差的可听度有点儿
关系，而可听度与误差的频谱有关。
2. 频域模型 频域模型中将抖动视为调制过程，并按频率分量进行分
析。它以数学方式表明抖动频谱分量，信号频谱分量与抖动
调制产物三者间的一种关系。 如果信号在采样时间内发生采样误差，其影响是对信号
成分。
号中传递，解码器必须从数据中恢复出时钟。由于在传输过
在 D/A 转换时，如果 D/A 转换定时和 A/D 转换定时不 程中，不同数据的延迟有所不同，造成了相当大的抖动。解
一致，即使 D/A 转换器具有高精度时钟定时，也会造成转 码器可以直接使用接收芯片从数据中恢复出时钟，但是达不
换器在错误的时刻转换正确的样值。尽管输出数据是正确 到很好的效果。所以有必要进行精确的时钟恢复。传输电路
坐标点与理想时钟的
零坐标点在时间上有
所改变。换言之，抖动
是数字接口信号的相
位调制。图1是抖动的
AES3 波形。
当抖动非常小
1 抖动的 AES3 波形
时，脉冲跳变点在时
天津广播电视电影集团 金莉萍
间轴上向前或向后移动很短的距离；抖动增大时，跳变点在 时间轴上移动的距离变长。
二 抖动的测量
抖动的测量一般使用真实时钟信号抖动的时间来衡量，
通常是将抖动分量从时钟或数字接口信号中提取出来，作为
一个信号客观地来分析。在众多的抖动特性分析方法中，考
察其频谱并鉴别其有益的频率分量是行之有效的方法之一。
采用数字信号处理（DSP）技术，通过计算基于输入信号平
均值的时钟定时大致确定理想时钟参考，基于理想时钟参考
能够非常精确地捕捉信号及其抖动，再通过 DSP 分析信号及
A/D转换器采样定时的抖动对采样过程产生的影响很像 声就会引起更多的抖动。
FM 调制，输入信号相当于载波，而抖动相当于调制信号。抖
传输过程和传输链路中的其他因素同样可以引发抖动。
动会减小输入信号的电平幅度，在频谱图上看到的是在输入 数码音频编码格式没有使用单独的时钟通道来传递时钟信号，
信号频谱的两侧距离为抖动频率整数倍的位置上加入的边带 而是使用了自同步的双相位标志编码。时钟信号混在数据信
2007.8
System Technology
中心技术
衡量。抖动频率是指抖动波形相移的速率。像其他的噪声或 干扰信号一样，抖动调制信号可能是单一、有规律的正弦波 信号、合成的波形、或是完全随机的信号。
三 抖动的 分析
4
1. 时域模型
在时域中，将
采样抖动视为引入
幅度误差。任何非
DC 信号都会随时
1KHz声音的采样抖动（蓝线是信号；浅蓝线是抖动 引入的误差，刻度放大 1000 倍）
可通过使用 FFT 分析，将其分解为正弦分量，然后再应用上 发生在数字信号从一个设备传送到另一个设备的时候。数据
述公式来计算。
传送和接收中的抖动、电缆上的线路损耗、噪声及其他干扰
为方便起见，公式被修改为双边带的电平之和，以给出 信号都能引起接口信号的抖动和衰变。
总的误差，且使用均方根抖动电平 Jn，单位为 ns，频率 fi，单
信号与每个单边的比值（单位为 dB）为：
（8） 由此可见，音频信号的频率越高，抖动越大，则失真越
53 Advanced Television Engineering 2007/8
中
心
技
术
大，这就是抖动总会首先影响高频音质的原因。
2. 接口抖动
另外，上述分析是针对正弦抖动分量的。更复杂的波形
接口抖动是指数字信号系统之间传输数据时出现的抖动，
有很强的抵抗能力。但是当振荡器不稳定、电缆损耗或噪声
很大时，就会在时域中影响数字信号，产生抖动。
什么是抖动？
抖动是一个事件在时间上的改变。
例如，一个标称的、有规律的时钟信号上的抖动，就是
真实时钟的实际脉冲跳变时间点和理想的完全有规律的时钟
信号的脉冲跳变时间点之间的改变。
与标称参考信号不同，在抖动数据流里，许多脉冲的零
加，接收机对信号的解码开始出现错误，接着导致解码失败
对于这种计算的目的，我们仅限于所有设备的抖动传递
——偶尔哑音或有时失锁。在接收机开始产生错误之前的最 功能拐点频率以下的抖动，因此抖动衰减不可能出现。抖动
大抖动电平被称作设备的抖动容限。
传递功能是对抖动频率而言的抖动增益的测量。对于同步于
正如 PLL（锁相环路）特性所示，时钟恢复电路的 PLL 外部源的设备，外部源上的抖动可以通过该设备并输出。输
转换过程中产生的定时错误。采样抖动通常和采样时钟有关。 采样抖动可以影响音频信号的音质，增加噪声和失真。
6 受电缆损耗影响的 AES3 波形
下降时间延长，导致了 脉冲跳变的模糊。
在进行A/D转换时，如果信号被带有误差的采样时钟采样，那
信号上的噪声能改变脉冲跳变的时间点。信号对于噪声
么 A/D 转换器将在错误时刻采集到错误的样值。即使这些样 的敏感度取决于跳变速度，而跳变速度又取决于电缆损耗。
现了“病态”信号的情况下，所有抖动就会不恰当地结合在
一起。
1. 抖动容限
带有时钟恢复的设备链路系统就有着类似的特性，一个
AES3 数字音频接收机对接口信号进行解码，信号的抖 “病态”信号在每一级都有相同的影响。如表 1 所示，仅在几
动和需要解码的脉冲长度相比要小得多。随着抖动电平的增 级之后就会有大量的抖动累积。
分析抖动影响的方法可用于估算可接受的抖动电平。如
果将它应用于最坏情况的信号，简单地计算出抖动电平，它
等于量化时间间隔的幅度误差。例如，16bits 系统中最坏情
况，满刻度 20kHz 正弦波的最大坡度为：
2 ×Π× F × A=4.1LSB/ns
其中：
F=20kHz，声音频率
A=215=32768LSB，声音幅度（峰值）。
中 心 技 术
摘要
数字音频抖动可能是数字信号传输中最大的问题，它能 够导致音频失真。本文主要分析了抖动在时域和频域中产生 的影响；讨论了影响数字音频的重要抖动—采样抖动和接口 抖动；分析了抖动的主要特性—抖动容限和抖动累积；最后 简单地讨论了时钟恢复中抖动的消除问题。
关键词
抖动 采样抖动 接口抖动 抖动容限 抖动累积
着抖动频率的降低，接收机能够跟随变化而做出反应。这就 抖动峰值，这是 PLL 反馈回路的相位特性所导致的结果。
根据抖动出现在数字信号系统链路中的位置，主要可分
AES3理想波形，兰线代
为采样抖动和接口抖动，这也是影响数字音频信号的两个重
表受电缆损耗影响的波
要抖动。
形。图中被放大部分说
明脉冲跳变时间点被从
1. 采样抖动
理想的零坐标点移走，
采样抖动是指 A/D 转换器在采样过程中或 D/A 转换器在
从而使脉冲上升时间和
钟的定时误差和时钟振荡器的相位噪声特性有关，石英振荡 跳变中，任何干扰噪声都不会产生太多抖动，因为电压偏移
器固有低相位噪声，通常只有 10ps 的均方误差。因此，整个 将引起一个很小的时间偏移。也就是说，在电缆损耗小的情
系统的定时必须使用石英振荡器作为参考源。
况下，噪声不会引起信号太多的抖动。而电缆损耗变大时，噪
基上重新定时。
可能小的时钟信号。
54 现代电视技术
2007.8
System Technology
中心技术
五 抖动的特性
引入的抖动，在每一级上还会有一些抖动增益或衰减。 这个过程被称作抖动累积。累积结果会随各个设备抖