模拟和数字录音是如何工作的

托马斯·爱迪生他在1877年发明了第一台录音和回放声音的设备。他的方法使用了一种非常简单的机制来机械地存储模拟波。在爱迪生的原创留声机乐动体育网站5.0，一个膜片直接控制一根针，针在锡纸圆筒上刮出一个模拟信号:

你对着爱迪生的装置说话，同时旋转圆筒，针就会把你说的话“记录”在罐子上。乐动体育网站5.0也就是说，当膜乐动体育网站5.0片振动时，针也振动，这些振动会在锡上留下印记。为了回放声音，针在录音过程中划伤的凹槽上移动。在播放过程中，压在锡上的振动使针振动，导致膜片振动并播放声音。

对系统进行了改进埃米尔柏林1887年生产的留声机这也是一种使用针和隔膜的纯机械设备。留声机的主要改进是使用带有螺旋槽的扁平唱片，使唱片的大规模生产变得容易。现代留声机的工作原理与此相同，但由唱针读取的信号是电子放大的，而不是直接振动机械隔膜。

爱迪生留声机里的针在锡筒上刻划的是什么?这是一个模拟波代表你的声音产生的振动。例如，这张图显示了通过说“hello”这个词产生的模拟波:

这种波形是用电子方式而不是锡纸记录的，但原理是一样的。这张图所显示的，本质上是麦克风的隔膜(Y轴)随时间推移(X轴)．振动非常快，振膜的振动频率是每秒振荡1000次．这就是爱迪生发明的锡纸上的波纹。请注意，单词“hello”的波形相当复杂。纯音就是以一定频率振动的正弦波，就像这个500赫兹的波(500赫兹=每秒500次振动):

你可以看到，模拟波的存储和回放可以非常简单——在锡上刻划当然是一种直接而直接的方法。简单方法的问题在于忠诚不是很好。例如，当你使用爱迪生的留声机时，有很多刺耳的噪声与预期的信号一起存储，并且信号以几种不同的方式扭曲。乐动体育网站5.0此外，如果你反复播放留声机，最终它会磨损——当针经过沟槽时，它会轻微地改变沟槽(最终会擦去沟槽)。

在一个CD(以及任何其他数字录音技术)，目标是用非常乐动-软件高保真(原始信号与再现信号之间的相似性非常高)和完美的复制(无论你弹多少次，每次播放录音的声音都是一样的)。

为了实现这两个目标，数字记录将模拟波转换为数字流，并记录数字而不是波。这种转换是由一种叫做模拟-数字转换器(ADC)。为了播放音乐，数字流被转换回模拟波数模转换器(DAC)。DAC产生的模拟波为放大然后喂给演讲者发出声音。

DAC产生的模拟波每次都是一样的，只要数字没有损坏。乐动体育网站5.0如果模数转换器以高速率采样并产生精确的数字，DAC产生的模拟波也将非常类似于原始的模拟波。

如果你更了解模数转换过程，你就能理解为什么cd有如此高的保真度。假设你有一个声波，你想用ADC对它进行采样。乐动体育网站5.0下面是一个典型的波动(假设横轴上的每一个刻度代表千分之一秒):

当你用模数转换器对波进行采样时，你可以控制两个变量:

在下图中，我们假设采样率为1000 / s，精度为10:

绿色矩形代表样本。每千分之一秒，ADC查看波并选择0到9之间最接近的数字。选中的数字显示在图的底部。这些数字是原始波的数字表示。当DAC根据这些数字重新创建波时，您会得到如下图所示的蓝线:

你可以看到蓝线失去了很多原来在红线中发现的细节，这意味着再现波的保真度不是很好。乐动体育网站5.0这是抽样误差．可以通过提高采样率和精度来减少采样误差。在下图中，速率和精度都提高了2倍(20级，每秒2000个样本):

在下图中，速率和精度再次翻倍(每秒4000个样本，40个等级):

你可以看到，随着速率和精度的增加，保真度(原始波和DAC输出之间的相似性)提高了。在CD声音的情况下，保真度是一个重要的目标，因此采样率为每秒44,100个样本，级数为65,536。在这个水平上，DAC的输出与原始波形非常接近，声音基本上是“完美”的人类的耳朵．

关于CD的采样率和精度的一件事是它产生了大量的数据。在CD上，由ADC产生的数字存储为字节乐动体育网站5.0，它需要2个字节来表示65,536个等级。有两个声音流正在录制(一个立体声系统的每个扬声器)。一张CD最多可以存储74分钟的音乐，所以一张CD上必须存储的数字数据总量是:

44100个样本/(通道*秒)* 2个字节/样本* 2个通道* 74分钟* 60秒/分钟= 783,216,000字节

这是很多字节!在一块便宜的塑料片上存储这么多字节，它足够坚固，可以承受大多数人对CD的滥用，这不是一个小任务，尤其是考虑到第一张CD是在1980年问世的。读cd的工作原理完整的故事!

有关模拟/数字技术和相关主题的更多信息，请查看下一页的链接。乐动-软件

一些发烧友认为，数字录音在准确再现声音方面存在不足。他们使用一种充满术语的复杂语言来描述音频系统的功能或缺点。他们的大部分批评都是关于声音的频率．

人类可以听到20赫兹(Hz)到20千赫兹(kHz)的声音[来源:Hyperphysics］．声波的频率对应于我们对声音音调的感知。频率越高，我们听到的音调就越高。

发烧友在描述音频系统不同频率的音质时，会使用诸如完整的，温暖的而且艾里．饱满或温暖的声音来自一个能很好地再现低频的系统。轻快的声音是指再现的音乐给听众一种乐器处于宽敞环境中的印象，通常是指高频范围内的声音。

一些发烧友说，黑胶唱片在较低的频率下表现更好，这意味着它们能提供温暖的声音。他们认为，在这个范围内，光盘在再现声音方面没有那么精确。另一些人坚持认为，制作精良的数字文件和完好无损的黑胶唱片之间没有明显的区别。

发烧友可能会指出，听音乐时，音响系统才是最重要的因素，而不是你放进去的媒体。但是，假设你已经建立了一个非常强大的系统，可以处理模拟和数字格式，那么在购买新专辑时，你应该选择哪种格式呢?

这取决于记录方法。如果录音艺术家使用模拟格式来创建主录音，发烧友们会认为模拟副本的音乐是最好的。乐动体育网站5.0这是因为没有必要将声音从模拟转换为数字。副本应该是原始音轨的准确表现。

但如果艺术家使用数字录音，那么最好在网上购买专辑CD．为了将数字唱片压成黑胶唱片，音频工程师必须首先将音乐从数字信号转换回模拟声波。乐动体育网站5.0每当工程师必须将录音从一种格式转换为另一种格式时，质量就有可能受到影响。

最后，对音乐质量的看法多少有些主观。两个人站在同一个房间里听同样的音乐，对于录音的质量可能会有非常不同的看法。一个人可能会说音乐温暖而轻快，而另一个人可能会说它刺耳而平淡。无论监听器使用数字媒体还是模拟媒体，都可能发生这种情况。

所以底线是:哪个更好?经过大量的研究，并让自己听了几个小时的音乐，我们得出了一个答案。我们只能说这是平局了。