音频的模拟信号到数字信号pcm都经历过了哪些步骤

1.采样(Sampling):在此步骤中,模拟音频信号将以一定的时间间隔被采集,每次采集称为一次采样。采样的目的是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,以便于计算机处理。采样频率越高,采样的精度越高,因此通常选择采样频率为44.1kHz或48kHz。

2.量化(Quantization):采样后的模拟信号通常是连续的,这些连续的采样值必须被量化为离散的数字值。在此步骤中,连续的采样值被映射到一定数量的离散值,通常是8位、16位或24位等。量化过程中引入的误差称为量化误差,它是模拟信号和数字信号之间的差异。

3.编码(Encoding):在此步骤中,量化后的数字信号被编码为数字化的信号,通常使用脉冲编码调制(PCM)进行编码。PCM编码将每个采样值表示为二进制码字。例如,16位PCM编码将每个采样值表示为一个16位的二进制码字,其中最高位表示符号(正负),其余的15位表示幅度。

4.存储(Storage):在PCM编码之后,数字信号被存储在计算机内存或存储介质中,例如硬盘或固态存储器中。存储介质的容量通常是以字节或兆字节来衡量的,因此存储数字信号的容量也是一个重要的因素。

tips:
采样将模拟信号在时间上离散化,而量化将模拟信号在幅度上离散化。它们一起构成了音频信号的数字化过程。
因此pcm数据是频域信号,如果没有变化,即使数值比较大,转换到时域播放出来依然是静默音。

补充:
时域和频域是两个基本的信号分析方法,它们可以用于对信号进行不同方面的分析。

时域分析是对信号在时间上的变化进行分析。时域表示信号在时间轴上的变化,即信号的振幅随时间的变化情况。时域分析常用的工具包括时间序列图、波形图、自相关函数、互相关函数等。通过时域分析,我们可以获得信号的时间特性,如信号的振幅、频率、周期性、持续时间等信息。

频域分析则是对信号的频率分量进行分析。频域表示信号在频率轴上的变化,即信号的不同频率分量的强度情况。频域分析常用的工具包括傅里叶变换、功率谱密度、滤波器等。通过频域分析,我们可以获得信号的频率特性,如信号的频率范围、主要频率成分、频域滤波特性等信息。

时域和频域是紧密相关的。傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号,而反傅里叶变换可以将频域信号转换回时域信号。通过时域分析和频域分析相结合,可以获得信号的全面特性,并进行更深入的信号处理和分析。

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