1.1.5 数字音频

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，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方式，来达到低失真的存储、补偿及传输。

计算机数据是以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传到喇叭播出，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的区别。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。

采样率：简单来说就是通过波形采样的方法记录1秒钟长度的声音，需要多少个数据。44kHz采样率的声音就是要使用44000个数据来描述1秒钟的声音波形。原则上采样率越高，声音的质量越好。

压缩率：通常指音乐文件压缩前和压缩后大小的比值，用来简单描述数字声音的压缩效率。

比特率：是另一种数字音乐压缩效率的参考性指标，表示记录音频数据每秒钟所需要的平均比特值（波特值是计算机中最小的数据单位，指一个0或者1的数值），通常我们使用Kbps（通俗地讲就是每秒钟1024个比特）作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2Kbps（也就是记录1秒钟的CD音乐，需要1411.2×1024比特的数据），近乎于CD音质的MP3数字音乐需要的比特率大约是112Kbps～128Kbps。

量化级：简单来说就是描述声音波形的数据是多少位的二进制数据，通常用bit作为单位，如16bit、24bit。16bit量化级记录声音的数据是用16位的二进制数，因此，量化级也是数字声音质量的重要指标。我们形容数字声音的质量，通常就描述为24bit（量化级）、48KHz采样，例如，标准CD音乐的质量就是16bit、44.1KHz采样。

数字音频的出现是基于能够有效地录音、制作、量产。现在音乐广泛地在网络及网络商店流传都依赖数字音频及其编码方式，音频以文件的方式流传而非实体，这样一来大幅节省了生产的成本。

在模拟信号的系统中，声音在空气中传递的声波通过转换器，例如麦克风转存成电流信号的电波。而重现声音则是相反的过程，通过放大器将电子信号转成物理声波，再借由扩音器播放。经过转存、编码、复制，以及放大或许会丧失声音的真实度，但仍然能够保持与其基音、声音特色相似的波形。模拟信号容易受到噪声及变形的影响，相关器材电路所产生的电流更是无法避免的。在信号较为纯净的录音中，整个过程仍然存有许多噪声及失真。当音频数字化后，失真及噪声只在数字和模拟转换之间产生。

数字音频从模拟信号中采样并转换，转换成二进制的信号，并以二进制式的电子、磁力或光学信号存储，而非连续性的时间、连续的电子或机电信号。这些信号还会更进一步被编码，以便修正存储或传输时产生的错误，然而在数字化的过程中，这个为了校正错误的编码步骤并非严谨的一部分。在广播或者所录制的数字系统中，以这个频道编码的处理方式来避免数字信号的流失是必要的一环。在信号出现错误时，离散的二进制信号中允许编码器播出重建后的模拟信号。频道编码的其中一例就是CD所使用的8：14调变。