我唱卡拉OK用燒錄機燒成CD片,把這張CD放到DVD播放機,播放機接擴大機,擴大機接喇叭,請問是如何讓CD上的訊號在喇叭上發聲的?

我自己查了一下原理,CD上格式是記錄數位訊號,以0,1,0,1方式記錄,播放機讀取這些數字再藉由播放機內部的轉換器轉成類比型式的模擬電壓信號。

這個類比音訊信號再透過訊號線傳送到擴大機,擴大機的主要功能是將音訊信號增強,使其具有足夠的功率來驅動喇叭,喇叭中的線圈和振膜使得電能轉換為聲能,形成聲波。當聲波在空氣中傳播時,就變成從喇叭中發出的聲音。

我不懂的是,一條歌曲聲音有高有低,在CD片上用0101這種編碼方式來記錄,之後在喇叭這邊是如何把這些訊號解碼成我們正常的音樂呢?
Carol.lee wrote:
我唱卡拉OK用燒錄機...(恕刪)


機器裡面有一外星人 會將01訊號轉成音頻


您已經很清楚地描述了CD上的數位訊號如何經過播放機、擴大機和喇叭的轉換,最終變成聲音。我來為您解釋一下,CD上的數位訊號是如何表示不同的音高和音量的。
CD上的數位訊號是以二進位制的0和1來儲存的,每一個0或1稱為一個位元(bit)。一個位元只能表示兩種狀態,例如開或關,高或低,正或負等。要表示更多的資訊,就需要用到多個位元的組合,例如8個位元稱為一個位元組(byte),可以表示256種不同的狀態,從00000000到11111111。
在CD上,每一秒的音訊信號會被採樣(sampling)44100次,也就是說,每一秒的音訊信號會被分成44100個小段,每一個小段都會被轉換成一個數位值,表示該段音訊信號的振幅(amplitude)。振幅是指音訊信號的強度,也就是音量的大小。在CD上,每一個數位值是由16個位元組表示的,也就是說,每一個數位值可以表示65536種不同的振幅,從0000000000000000到1111111111111111。
這樣,CD上的數位訊號就可以表示出音訊信號的音量變化,越大的數位值表示越大的振幅,也就是越大的音量。但是,這還不足以表示出音訊信號的音高變化,音高是指音訊信號的頻率(frequency),也就是聲波的振動次數。頻率越高,表示聲波振動得越快,也就是音高越高。要表示出音高的變化,就需要用到數位訊號的波形(waveform)。
波形是指數位訊號隨時間的變化圖形,可以用一個座標系來表示,橫軸是時間,縱軸是數位值。波形的形狀可以反映出音訊信號的頻率和振幅,例如,一個正弦波(sine wave)的波形是一個規則的曲線,它的頻率是指一個完整的波形在時間上的週期,它的振幅是指波形的最高點和最低點之間的距離。一個正弦波的波形可以用一個數學公式來表示,如下:
y=Asin(2πft+ϕ)
其中,y是數位值,A是振幅,f是頻率,t是時間,ϕ是相位(phase)。相位是指波形的起始位置,也就是波形在時間軸上的偏移量。不同的相位會影響波形的對稱性,但不會影響波形的頻率和振幅。
在CD上,一個正弦波的波形可以用一連串的數位值來表示,例如,如果A是32767,f是440,ϕ是0,那麼在第一秒的44100個數位值中,前10個數位值分別是:
0000000000000000
0111111111111111
0000000000000000
1000000000000001
0000000000000000
0111111111111111
0000000000000000
1000000000000001
0000000000000000
0111111111111111
這些數位值可以用二進位制或十六進位制來表示,例如,0111111111111111可以寫成0x7FFF,1000000000000001可以寫成0x8001。這些數位值可以用一個程式碼區塊來顯示,如下:
0000
7FFF
0000
8001
0000
7FFF
0000
8001
0000
7FFF

如果將這些數位值畫成波形,就會看到一個正弦波的形狀
這個正弦波的頻率是440赫茲(Hz),也就是每秒振動440次,這是一個標準的音高,稱為A4。這個正弦波的振幅是32767,也就是最大的數位值,表示最大的音量。這個正弦波的相位是0,也就是從時間軸的原點開始,表示沒有偏移。
在CD上,一首歌曲的音訊信號不會是一個單一的正弦波,而是由多個不同頻率和振幅的正弦波疊加而成的,這稱為複合波(complex wave)。複合波的波形會更加複雜,但仍然可以用數位值來表示,只是每個數位值是由多個正弦波的數位值相加而得的。例如,如果將兩個正弦波的波形相加,就會得到一個新的波形
這個複合波是由一個頻率為440赫茲,振幅為32767的正弦波,和一個頻率為660赫茲,振幅為16383的正弦波相加而成的。這個複合波的頻率是兩個正弦波的最小公倍數,也就是1320赫茲,這稱為基頻(fundamental frequency)。這個複合波的振幅是兩個正弦波的振幅之和,也就是49150,但是因為數位值的範圍是從-32768到32767,所以超過範圍的部分會被截斷(clipping),這會造成失真(distortion)。
vm
就我的理解 CD 就紀錄左右音的振幅大小(每秒44100次) 跟唱片的刻痕很像 就這麼單純 播放器就會依這順序推動喇叭
Volf
[讚][拇指向上]
01001011100的數位資料要轉換成音樂(類比訊號),有兩種

1. PCM方式: 機器內部有取樣晶片,還原回本來錄製的16位元/44.1kHz,或超取樣成更高位元率的數碼資料,再DAC轉換得到近似音樂的正弦波。

2. DSD方式: 以PWM方式,PWM可以想像如LED調光是以開(1亮) - 關(0暗),開開關關的比例(占空比 Duty Cycle)來決定LED的明暗.....

Carol.lee
我是比較不懂這些訊號是如何轉換成喇叭發聲的?
luxor_w
訊號變成正弦波之後,上半波/下半波就是喇叭振膜的前/後運動,喇叭藉由不同大小頻率/震幅的「活塞運動」推動空氣,產生音波就是音樂。
Carol.lee wrote:
我不懂的是,一條歌曲聲音有高有低,在CD片上用0101這種編碼方式來記錄,之後在喇叭這邊是如何把這些訊號解碼成我們正常的音樂呢?


找到下面 Youtube 這篇文章講得滿清楚的,主要就是類比訊號(實際聲波)跟數位訊號(0101採樣)之間的轉換
然後再透過喇叭發聲,您可以再自行找找喇叭構造方面文章
CD 的 0101 經由數位轉類比訊號後送到喇叭,喇叭根據訊號強弱趨動音圈 -> 振模 -> 推動空氣 -> 人耳聽到聲音

【硬件科普】音响耳机麦克风这些设备是怎么工作的?音频的采样率和采样精度是什么?
https://www.youtube.com/watch?v=4SHTc2WXiZA
就像我不知道"為什麼吃飯我就會胖,但我知道肚子餓要吃飯"一樣!...牛光吃草會長那麼大隻?這生物結構真是神奇!
覺得樓主要先了解一些資訊相關知識,例如:
位元深度:16bit
取樣速率:44.1kHz
位元率=16bit * 44.1kHz * 2聲道=1411Kbps
然後再去查DAC是做什麼用的,不然版友解釋一堆,沒基礎就是看不懂,直接Google:位元深度(音訊),裡面圖文並茂

另外比較直觀的舉例,樓主可以把喇叭想成高速公路上有個eTag站,44.1kHz代表有整串白車子以每秒44100輛的速度飛快一直衝過去不間斷, 如果eTag站看到黑車子喇叭震膜就要震一下。
現在有個鋼琴彈了中央C上的A=440Hz,聲音持續了2秒,就代表整串的白車在2秒的時間內,大約每100輛左右(應該要100.2輛)穿插一台黑車,這樣eTag站在這2秒內就會每秒看到440輛黑車,喇叭就每秒震440次,你就會聽到440Hz的聲音。
至於每次震動要發多大的聲音,就是看每輛車載著一組16bit的二進位數字有多大。
這樣是否能想像?
Carol.lee wrote:
我唱卡拉OK用燒錄機...(恕刪)


這環節挺多的,很難短短幾句話就說完,如果是DAC的部分,建議先參考這個影片:
https://m.youtube.com/watch?v=e4kJhUwTMl8

https://xiph.org/video/vid2.shtml

擴大機至喇叭這邊不算”解碼”,而是將電轉聲,將能量轉換成不同形式。
謝謝各位詳細的說法,大概有個概念了
文章分享
評分
評分
複製連結

今日熱門文章 網友點擊推薦!