电视信号数字化及演播室标准(pdf 70页)
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中国传媒大学
章文辉
三、声音信号数字化
AES(Audio Engineering Society) EBU(European Broadcasting Union) 开发的一个数字音频传输标准，即AES/EBU标准 传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议 （GY/T 158-2000) 传输介质采用电缆； 串行传输时先传输最低有效位； 加入字节时钟标志以表明每个样值的开始； 串行传输的数据流进行双相标志码编码；
0111 0111 0111 0111
1111 1111 1111 1111
1111 1111 1111 1111
1111 1110 1101 1100
7FFF
0000 1111 1111 1111 0000 1100 1100 1101 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0010 0010 0001 0000 1111 1110 1101
0FFF 0CCD
-20dBFS的 峰值 -20dBFS的 准峰值
+32767 +32766 +32765 +32764 +4095 +3277 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3
0dBFS
允许的最大正弦波峰值
数字峰值表显示的是准峰值 ,因此如 保证正弦波的峰值信号不过载,仪表 应保持不超过-3dBFS时为宜
GY/T 192标准规定一个16比特系统的最大电平的正 峰值为7FFF（十六进制），负峰值为8000（十六进 制）,记为0dBFS. 同时规定基准电平比系统最大电平低20dB 记为 -20dBFS. 根据计算可知，-20dBFS的电平编码为： 正向信号 0CCD 负向信号 F333
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音频信号幅度与编码的关系
-18.06 dBFS
EBU R 68-2000基准电平位置 -20dBFS SMPTERP155标准基准电平位置
数字峰值表显示的是准峰值 ,因此正 弦波基准电平的实际峰值还将高3dB
0000
正弦波幅度0值
1000 1000 1000 1000
0000 0000 0000 0000
0000 0000 0000 0000
三、声音信号数字化
行业标准GY/T156-2000《演播室数字音频参数》 取样频率：44.1kHz (50×294×3与电视信号记录有关); 48kHz; 32kHz。 量化比特数(n): 20、16、18、24 bit； 量化信噪比：
S max Nq
53 13/05/2013
= 1 . 76 + 6 n ( dB )
0011 0010 0001 0000
8000
-32765 -32766 -32767 -32768
正弦波负峰值位置
图6 16比特有效位编码的二进制、十六进制编码、量化级和相对满度电平的对应关系
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得到音频信号幅度与编码的关系
二进制编码 十六进制编码 量化级 相对满度电平 参考信号幅度
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54 13/05/2013
章文辉
AES/EBU数字音频信号形成
fs=48kHz
模拟音 频信号
（ 1） 16bitA/D 转换器
（ 2） 串行器
（ 3） AES/EBU 格式化器
（ 5） 双相标志 码编码
（ 4） 同步比特
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55 13/05/2013
章文辉
1、音频信号的取样和量化
二进制编码 十六进制编码 量化级 相对满度电平 参考信号幅度
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1111 1111 1111 1111
1111 1111 1111 1111
1111 1110 1101 1100
7FFF
0000 1111 1111 1111 0000 1100 1100 1101 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0010 0010 0001 0000 1111 1110 1101
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音频信号编码
GB/T 158-2000规定：
音频样值字表示数字音频取样的幅度，用线性2 的 补码表示，正数对应于模拟/数字转换器输入端的 正模拟电平。
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音频信号编码
以16比特为例说明。 用16个比特来表示的有正负极性的音频信号 第1个比特用来表示音频信号的正负极性 另外15个比特用来表达实际电平值 16比特的系统，就是用16个2进制编码来表示音频
0FFF 0CCD
-20dBFS的 峰值 -20dBFS的 准峰值
+3276Leabharlann Baidu +32766 +32765 +32764 +4095 +3277 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3
0dBFS
允许的最大正弦波峰值
信号每个量化等级的电平幅度。 16比特的系统，可以表达的最大正向音频编码为 0111 1111 1111 1111，用16进制数为7FFF 16比特的系统，可以表达的最大负向音频编码为 1000 0000 0000 0000，用16进制数为8000
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GY/T 192-2003 《数字音频设备的满度电平》 对数字音频最大电平的定义
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二进制补码
二进制补码：平时我们接触到的计算机编码实际
上都是2进制补码表示法 0和正数的补码：同原码 [+0]补码= 000； [+1]补码= 001； [+2]补码= 010 ； [+3]补码 = 011 负数的补码： （1）写出与该负数相对应的正数的补码 （2）按位求反 （3）末位加1
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数字音频编码原理简述
二进制编码最基本原理 用3个比特（3个2进制数）来表达10进制数的[0]至[7] [0]= 000 [1]= 001 [2]= 010 [3]= 011 [4]= 100 [5]= 101 [6]= 110 [7]= 111 3个比特只能表达到7，大于７就要用4个比特才够了
章文辉
三、声音信号数字化
AES(Audio Engineering Society) EBU(European Broadcasting Union) 开发的一个数字音频传输标准，即AES/EBU标准 传输和接收数字音频信号的数字设备接口协议 （GY/T 158-2000) 传输介质采用电缆； 串行传输时先传输最低有效位； 加入字节时钟标志以表明每个样值的开始； 串行传输的数据流进行双相标志码编码；
0111 0111 0111 0111
1111 1111 1111 1111
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0000 1111 1111 1111 0000 1100 1100 1101 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0010 0010 0001 0000 1111 1110 1101
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-20dBFS的 峰值 -20dBFS的 准峰值
+32767 +32766 +32765 +32764 +4095 +3277 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3
0dBFS
允许的最大正弦波峰值
数字峰值表显示的是准峰值 ,因此如 保证正弦波的峰值信号不过载,仪表 应保持不超过-3dBFS时为宜
GY/T 192标准规定一个16比特系统的最大电平的正 峰值为7FFF（十六进制），负峰值为8000（十六进 制）,记为0dBFS. 同时规定基准电平比系统最大电平低20dB 记为 -20dBFS. 根据计算可知，-20dBFS的电平编码为： 正向信号 0CCD 负向信号 F333
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音频信号幅度与编码的关系
-18.06 dBFS
EBU R 68-2000基准电平位置 -20dBFS SMPTERP155标准基准电平位置
数字峰值表显示的是准峰值 ,因此正 弦波基准电平的实际峰值还将高3dB
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正弦波幅度0值
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三、声音信号数字化
行业标准GY/T156-2000《演播室数字音频参数》 取样频率：44.1kHz (50×294×3与电视信号记录有关); 48kHz; 32kHz。 量化比特数(n): 20、16、18、24 bit； 量化信噪比：
S max Nq
53 13/05/2013
= 1 . 76 + 6 n ( dB )
0011 0010 0001 0000
8000
-32765 -32766 -32767 -32768
正弦波负峰值位置
图6 16比特有效位编码的二进制、十六进制编码、量化级和相对满度电平的对应关系
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得到音频信号幅度与编码的关系
二进制编码 十六进制编码 量化级 相对满度电平 参考信号幅度
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AES/EBU数字音频信号形成
fs=48kHz
模拟音 频信号
（ 1） 16bitA/D 转换器
（ 2） 串行器
（ 3） AES/EBU 格式化器
（ 5） 双相标志 码编码
（ 4） 同步比特
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1、音频信号的取样和量化
二进制编码 十六进制编码 量化级 相对满度电平 参考信号幅度
0111 0111 0111 0111
1111 1111 1111 1111
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音频信号编码
GB/T 158-2000规定：
音频样值字表示数字音频取样的幅度，用线性2 的 补码表示，正数对应于模拟/数字转换器输入端的 正模拟电平。
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音频信号编码
以16比特为例说明。 用16个比特来表示的有正负极性的音频信号 第1个比特用来表示音频信号的正负极性 另外15个比特用来表达实际电平值 16比特的系统，就是用16个2进制编码来表示音频
0FFF 0CCD
-20dBFS的 峰值 -20dBFS的 准峰值
+3276Leabharlann Baidu +32766 +32765 +32764 +4095 +3277 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3
0dBFS
允许的最大正弦波峰值
信号每个量化等级的电平幅度。 16比特的系统，可以表达的最大正向音频编码为 0111 1111 1111 1111，用16进制数为7FFF 16比特的系统，可以表达的最大负向音频编码为 1000 0000 0000 0000，用16进制数为8000
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GY/T 192-2003 《数字音频设备的满度电平》 对数字音频最大电平的定义
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二进制补码
二进制补码：平时我们接触到的计算机编码实际
上都是2进制补码表示法 0和正数的补码：同原码 [+0]补码= 000； [+1]补码= 001； [+2]补码= 010 ； [+3]补码 = 011 负数的补码： （1）写出与该负数相对应的正数的补码 （2）按位求反 （3）末位加1
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数字音频编码原理简述
二进制编码最基本原理 用3个比特（3个2进制数）来表达10进制数的[0]至[7] [0]= 000 [1]= 001 [2]= 010 [3]= 011 [4]= 100 [5]= 101 [6]= 110 [7]= 111 3个比特只能表达到7，大于７就要用4个比特才够了