数字声频技术原理及应用 (2010 年度畅销榜NO.23587 )

声频技术从1877年美国爱迪生(Edison)发明圆筒留声机算起，已经经历了一百多年。在前一百年期间一直是以模拟声频技术(Analogue Audio Technique)为主的。1953年日本等国开始研制数字录音机，直到1977年日本市场上开始出售与 ---mmx型家用录像机配合的PCM(Pulse Code Moduhtion，脉冲编码调制)声频适配器(Adapter)，才实现了数字录音。可以认为，声频技术在经历整整一百个年头后，开始进入数字声频技术(Digi-td Audio Technique)的新阶段。目前数字延时混响器等声频处理设备、激光唱片(CD)、专业用PCM录音机、小型数字盒式磁带录音机(DAT)、微型唱片(MD)等以诱人的优良性能，正在不断取代模拟设备，加快了声频技术趋向数字化的进程。\r\n
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第一章 从模拟声频到数字声频 \r\n\r\n 第一节 声音与人耳听觉 \r\n\r\n 一. 声音和声波 \r\n\r\n 二. 人耳的听觉范围 \r\n\r\n 三. 声音三要素 \r\n\r\n 四. 噪声 \r\n\r\n 五. 声波的传播 \r\n\r\n 六. 人耳的几种效应 \r\n\r\n 第二节 模拟唱片技术 \r\n\r\n 一. 模拟唱片技术的发展过程 \r\n\r\n 二. 模拟唱片的录制 \r\n\r\n 三. 模拟唱片的重放 \r\n\r\n 第三节 模拟磁性录音技术 \r\n\r\n 一. 铁磁性材料的起始磁化曲线和磁滞回线 \r\n\r\n 二. 直流消音和直流偏磁录音 \r\n\r\n 三. 交流消磁与交流偏磁录音 \r\n\r\n 四. 磁带放音原理 \r\n\r\n 五. 磁头和磁带 \r\n\r\n 六. 磁带录音机 \r\n\r\n 第四节 声频技术及特性指标 \r\n\r\n 一. 声频技术 \r\n\r\n 二. 电平 \r\n\r\n 三. 声频设备特性指标 \r\n\r\n 第五节 数字声频技术的概念 \r\n\r\n 一. 模拟和数字 \r\n\r\n 二. 数字录音. 放音的系统图 \r\n\r\n 第二章 声频信号的数字化 \r\n\r\n 第一节 取样 \r\n\r\n 一. 取样定理 \r\n\r\n 二. 取样频率 \r\n\r\n 三. 混叠的防止 \r\n\r\n 四. 取样保持电路 \r\n\r\n 五. 取样产生的孔径效应(Aperture Effect) \r\n\r\n 第二节 量化 \r\n\r\n 一. 量化的概念 \r\n\r\n 二. 量化噪声 \r\n\r\n 三. 量化噪声的减低 \r\n\r\n 第三节 编码 \r\n\r\n 第四节 调制 \r\n\r\n 一. 调制的概念和种类 \r\n\r\n 二. 调制方式希望具有的条件 \r\n\r\n 三. 调制方式的特性参数 \r\n\r\n 第五节 A／D)变换器与D／A变换器 \r\n\r\n 一. A／D变换器 \r\n\r\n 二. D／A变换器 \r\n\r\n 三. 变换器的特性 \r\n\r\n 第三章 数字信号的检错. 纠错及模拟信号的恢复 \r\n\r\n 第一节 误码和交织 \r\n\r\n 一. 误码的种类和产生的原因 \r\n\r\n 二. 眼图(Eye Pattern) \r\n\r\n 三. 帧同步(Frame Synchronization) \r\n\r\n 四. 交织 \r\n\r\n 第二节 检错与纠错 \r\n\r\n 一. 奇偶校验 \r\n\r\n 二. 简单的交叉交织码 \r\n\r\n 三. 改进型交叉交织码 \r\n\r\n 四. 循环冗余校验码(CRCE) \r\n\r\n 五. 邻接码 \r\n\r\n 六. 里德-索罗门码 \r\n\r\n 七. 误码的隐蔽 \r\n\r\n 八. 码间距离与纠错能力 \r\n\r\n 第三节 模拟信号的恢复 \r\n\r\n 一. 窗口电路 \r\n\r\n 二. 解调低通滤波器 \r\n\r\n 第四章 数字滤波器与1比特D／A变换器 \r\n\r\n 第一节 数字滤波器 \r\n\r\n 一. 'Z-1'的意义 \r\n\r\n 二. Z变换 \r\n\r\n 三. 卷积 \r\n\r\n 四. 数字滤波器频率特性的求法 \r\n\r\n 五. 两种数字滤波器 \r\n\r\n 第二节 1比特D／A变换器 \r\n\r\n 一. 过取样方式 \r\n\r\n 二. 多比特方式的原理性缺点 \r\n\r\n 三. 无线性失真的1比特方式 \r\n\r\n 四. 比特流方式1比特D／A变换器 \r\n\r\n 五. 噪声整形 \r\n\r\n 六. 2次噪声整形 \r\n\r\n 七. 多级噪声整形的基本形式 \r\n\r\n 八. 2级3次噪声整形 \r\n\r\n 九. ∑△调制器 \r\n\r\n 十. 不同微分次数的电路 \r\n\r\n 十一. 量化器可以是任意比特 \r\n\r\n 第五章 高效率编码 \r\n\r\n 第一节 高效率编码的可能性 \r\n\r\n 一. 信号的信息量和传输容量 \r\n\r\n 二. 声频信号的信息量 \r\n\r\n 第二节 各种高效率编码 \r\n\r\n 一. 瞬时压扩与准瞬时压扩 \r\n\r\n 二. 预测编码 \r\n\r\n 三. 熵编码 \r\n\r\n 四. 自适应PCM(APCM) \r\n\r\n 五. 自适应差分PCM(ADPCM) \r\n\r\n 六. AM与自适应△M \r\n\r\n 第三节 利用人耳听觉特性的高效率编码 \r\n\r\n 第六章 PCM磁带录音机 \r\n\r\n 第一节 两种PCM磁带录音机 \r\n\r\n 第二节 旋转磁头PCM磁带录音机 \r\n\r\n 一. 非专业用PCM处理器 \r\n\r\n 二. 专业用PCM处理器 \r\n\r\n 第三节 固定磁头PCM磁带录音机 \r\n\r\n 一. 1／4英寸两声道数字录音机 \r\n\r\n 二. 多声道数字录音机 \r\n\r\n 三. 数字磁带录音机使用时的注意事项 \r\n\r\n 四. 薄膜磁头 \r\n\r\n 第四节 时间码在磁带录音机中的应用 \r\n\r\n 一. 时间码简介 \r\n\r\n 二. 时间码的记录 \r\n\r\n 三. 同步联锁 \r\n\r\n 四. 时间码在电子编辑中的应用 \r\n\r\n 第七章 小型盒式数字磁带录音机(DAT) \r\n\r\n 第一节 R--DAT的规格 \r\n\r\n 一. R--DAT的参数 \r\n\r\n 二. R--DAT的磁迹格式 \r\n\r\n 第二节 DAT的磁带盒和走带机构 \r\n\r\n 一. DAT磁带盒 \r\n\r\n 二. 预录带 \r\n\r\n 三. DAT磁带 \r\n\r\n 四. DAT的走带机构 \r\n\r\n 第三节 DAT记录和重放中的几点措施 \r\n\r\n 一. 间断记录与数据的时间压缩 \r\n\r\n 二. 8／10变换 \r\n\r\n 三. 无消磁头的直接重写 \r\n\r\n 四. 采用隔行扫描方式记录 \r\n\r\n 五. 自动循迹(ATF) \r\n\r\n 第四节 DAT的伺服系统和子码 \r\n\r\n 一. DAT的伺服系统 \r\n\r\n 二. DAT的子码 \r\n\r\n 三. DAT录放系统的组成 \r\n\r\n 四. 专业用DAT \r\n\r\n 第五节 串行复制管理系统(SCMS) \r\n\r\n 一. 什么是SCMS? \r\n\r\n 二. R--DAT磁迹中主ID的ID6 \r\n\r\n 三. 数字输出接口 \r\n\r\n 四. SCMS的处理过程 \r\n\r\n 第六节 S--DAT \r\n\r\n 一. 主要参数 \r\n\r\n 二. 磁迹位形 \r\n\r\n 三. 磁带盒 \r\n\r\n 四. 信号的记录 \r\n\r\n 第七节 ADAT简介 \r\n\r\n 第八章 NT型和DCC数字盒式磁带录音机 \r\n\r\n 第一节 微型数字盒式磁带录音机(NT型机) \r\n\r\n 一. NT型机的特点和规格 \r\n\r\n 二. NT型机的非装带和非循迹方式 \r\n\r\n 第二节 DCC盒式数字磁带录音机 \r\n\r\n 一. DCC的特点 \r\n\r\n 二. DCC盒式磁带 \r\n\r\n 三. DCC录音机的磁头 \r\n\r\n 四. DCC的文字显示功能 \r\n\r\n 第三节 DCC的信号处理方式PASC \r\n\r\n 一. PASC编码器的工作过程 \r\n\r\n 二. PASC解码器的工作过程 \r\n\r\n 三. 关于信号多次通过PASC会不会失落的问题 \r\n\r\n 第四节 DCC录音机 \r\n\r\n 第九章 激光唱片与唱机 \r\n\r\n 第一节 激光唱片 \r\n\r\n 一. 激光唱片的录制 \r\n\r\n 二. 激光唱片信息的形成 \r\n\r\n 三. 有关激光唱片的几个问题 \r\n\r\n 第二节 激光唱机 \r\n\r\n 一. 激光唱片信号的拾取 \r\n\r\n 二. 透镜的数值孔径(NA) \r\n\r\n 三. 信号处理电路 \r\n\r\n 四. 激光拾取器 \r\n\r\n 五. 聚焦及循迹控制 \r\n\r\n 六. 激光拾取器移动机构 \r\n\r\n 七. 激光唱机的种类 \r\n\r\n 第三节 CD家族的规格书 \r\n\r\n 一. 红皮书(RedBook) \r\n\r\n 二. 黄皮书(YellowBook) \r\n\r\n 三. 绿皮书(GreenBook) \r\n\r\n 四. 白皮书(WhiteBook) \r\n\r\n 五. 橙皮书(OrangeBook) \r\n\r\n 第十章 可录光盘 \r\n\r\n 第一节 可录一次的光盘--CD--R \r\n\r\n 一. CD--R的种类 \r\n\r\n 二. 构造 \r\n\r\n 三. CD--R的记录 \r\n\r\n 四. CD--R与CD的异同 \r\n\r\n 五. CD---R的规格和一种CD--R的部分技术指标 \r\n\r\n 第二节 可改写光盘 \r\n\r\n 一. 磁光盘 \r\n\r\n 二. 相变型可改写光盘 \r\n\r\n 第三节 微型唱片(MD) \r\n\r\n 一. MD的规格 \r\n\r\n 二. MD的构造 \r\n\r\n 三. MD的录音原理 \r\n\r\n 四. 激光拾取器 \r\n\r\n 五. 调制及纠错 \r\n\r\n 六. 压缩编码方式 \r\n\r\n 七. 防震存储器 \r\n\r\n 八. MD唱机 \r\n\r\n 九. 自适应变换听觉编码(ATRAC) \r\n\r\n 第十一章 数字通用光盘(DVD) \r\n\r\n 第一节 视频信号的记录 \r\n\r\n 一. 电视图像信号的形成 \r\n\r\n 二. 模拟活动图像信号的记录 \r\n\r\n 三. 电视图像信号的数字化 \r\n\r\n 第二节 从高密度多媒体CD到DVD \r\n\r\n 一. MMCD的构造 \r\n\r\n 二. MMCD的制作过程 \r\n\r\n 三. MMCD的应用 \r\n\r\n 四. 两种高密度光盘的统一 \r\n\r\n 五. 提高密度的措施 \r\n\r\n 六. EFMplus方式 \r\n\r\n 第三节 DVD系统的概况 \r\n\r\n 一. DVD--Video的特点 \r\n\r\n 二. DVD光盘的构造 \r\n\r\n 第四节 DVD与CD两用光拾取器 \r\n\r\n 一. 双焦点物镜方式 \r\n\r\n 二. 液晶光阀方式 \r\n\r\n 三. 五角棱镜方式 \r\n\r\n 四. 切换物镜方式 \r\n\r\n 五. 在物镜上开有环形沟的方式 \r\n\r\n 第五节 DVD--RAM容量的提高 \r\n\r\n 一. DVD--RAM磁光盘容量的提高 \r\n\r\n 二. 相变型DVD--RAM光盘容量的提高 \r\n\r\n 第六节 MPEG高效率声频编码 \r\n\r\n 一. MPEG(活动图像专家组)声频标准的组成 \r\n\r\n 二. MPEG--1声频算法 \r\n\r\n 三. MPEG--2声频标准 \r\n\r\n 四. 对MPEG声频标准的音质主观评价 \r\n\r\n 第七节 杜比AC--3声频编码 \r\n\r\n 一. 概况 \r\n\r\n 二. 应用 \r\n\r\n 三. 发展 \r\n\r\n 第八节 DVD--Audio \r\n\r\n 一. 两种高密度CD简介 \r\n\r\n 二. 两种高密度CD的特点 \r\n\r\n 三. 对版权采取的保护措施 \r\n\r\n 第十二章 数字声频工作站 \r\n\r\n 第一节 数字声频工作站的概念及其组成 \r\n\r\n 一. 数字声频工作站的概念 \r\n\r\n 二. 主机 \r\n\r\n 三. 数字声频处理器 \r\n\r\n 四. 声频接口 \r\n\r\n 五. 磁盘存储器 \r\n\r\n 第二节 声频工作站的功能 \r\n\r\n 一. 录制DAW \r\n\r\n 二. 节目单编制DAW \r\n\r\n 三. 播出DAW \r\n\r\n 第三节 声频工作站系统 \r\n\r\n 一. 分布式声频工作站系统 \r\n\r\n 二. 集中式声频工作站系统 \r\n\r\n 第十三章 数字声频广播 \r\n\r\n 第一节 模拟调幅. 调频广播简介 \r\n\r\n 一. 调幅和调幅广播 \r\n\r\n 二. 调频和调频广播 \r\n\r\n 三. 调相 \r\n\r\n 第二节 数字调频广播 \r\n\r\n 第三节 数字调幅广播 \r\n\r\n 一. DMW系统 \r\n\r\n 二. 天波2000系统 \r\n\r\n 三. 系统B \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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声频技术从1877年美国爱迪生(Edison)发明圆筒留声机算起, 已经经历了一百多年. 在前一百年期间一直是以模拟声频技术(Analogue Audio Technique)为主的. 1953年日本等国开始研制数字录音机, 直到1977年日本市场上开始出售与 ---mmx型家用录像机配合的PCM(Pulse Code Moduhtion, 脉冲编码调制)声频适配器(Adapter), 才实现了数字录音. 可以认为, 声频技术在经历整整一百个年头后, 开始进入数字声频技术(Digi-td Audio Technique)的新阶段. 目前数字延时混响器等声频处理设备. 激光唱片(CD). 专业用PCM录音机. 小型数字盒式磁带录音机(DAT). 微型唱片(MD)等以诱人的优良性能, 正在不断取代模拟设备, 加快了声频技术趋向数字化的进程.

最近数字声音广播已在许多国家开播, 我国广东省佛山市. 广州市和中山市也已试播. 高清晰度宽屏幕环绕声数字电视也已在一些国家开始试播. 可录一次的光盘和可消可录光盘的记录密度不断提高, 已可在直径12cm的盘面上记录十几兆波特的信息. 最有希望的半导体快闪存储器的容量也在快速提高, 这种无转动器件的存储器受到人们青睐. 一个崭新的数字声频的美好前景即将展现在我们面前.

为了使广大无线电爱好者和发烧友等能了解数字声频技术的基本原理及其应用, 根据作者多年从事这方面教学的心得和作者近几年来在一些期刊上发表的文章编写成此书. 为了便于读者阅读, 本书对模拟声频也作了一些叙述, 这不仅有助于读者了解模拟和数字声频技术两者的联系, 也有助于两者的对比. 另外, 本书尽量避免使用较高深的数学, 即使对数字滤波器. 1比特数/模(D／A)变换器部分也是如此.

希望本书能对推广数字声频技术知识起到一定作用. 由于作者水平有限, 编写时间仓促, 难免会有不恰当甚至错误之处, 希望广大读者批评指正.

参加本书编写的还有张学恩. 盖宝华. 刘景秀等.

编 者

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