音频基准电平浅析
2012-09-18 17:11 SysEngineer 阅读(2979) 评论(0) 编辑 收藏 举报在A/D或D/A设备中,由于ADC选取的参考电压,前端运放参数设置不同,导致相同模拟音频信号进入不同设备后,ADC输出的数字音频编码值不同,将这个编码值经过网络传输到DAC设备,由于DAC与ADC端参考选取也不尽相同,导致还原的音频信号幅度增大或减小,从而影响了到最终的音频输出效果。为了解决这个问题,出现了数字基准参考电平。
数字基准参考电平与模拟基准参考电平对应,我国国家标准规定,数字基准电平-20dBFS对应模拟信号的+4dBu,即当输入+4dBu幅度的sine模拟音频信号时,信号经过运算放大器调整,进入ADC采样输出的数字信号编码值应该为-20dBFS。对于16bit精度ADC,-20dBFS对应的采样编码值应为0x0CCD(sine信号正峰值)/0xF333(sine信号负峰值)。同样,在输出端DAC部分应当同样遵守这个规定,采样还原出原始的模拟音频信号,幅度大小与原来一致。当遇到采用不同基准的设备时,比如使用了其他国家的数字音频基准信号的设备,我们就可以根据两种基准的差别来调整音频信号,达到规范信号电平的目的。
有些情况下,设备的电平影响并不明显,例如,数字基准为-20dBFS的ADC采样设备,+4dBu模拟信号输入时,输出的对应编码值为0x0CCD/0xF333,当这个编码值进入以数字基准选择-18dBFS的DAC设备,输出信号幅度就变成了+2dBu,幅度减小了2dB,信号波形仍然正常。但是,+24dBu模拟信号进入以-18dBFS为数字基准的ADC设备后(满量程幅度为+22dBu),就会出现削顶的现象,模拟信号失真,影响收听。
在相关的硬件设计中,我们可以选取可调增益的运放或ADC/DAC器件,方便适应各种不同的参考电平标准。
对于非16bit采样ADC或DAC,我们可以根据计算公式来计算响应的参考电平值。
注:
01 : 标准(GY/T192--2003)
02 : 0 dBFS 对应ADC最大量程,编码值为0x7FFF,请参考PCM编码相关标准。
03 : n dBFS = 20 * log( x / 0x7FFF ); 对于m bit采样adc,n = 20log(x / 2的(n-1)次方)
04 : n dBu = 20 * log( v / 0.775 );
参考文章:统一数字声音基准电平、改善数字电视声音质量