数位音讯

数位音讯的图像

数位音讯（英语：Digital audio）是指使用脉冲编码调变、数位讯号来录音。其中包含了数位类比转换器、类比数位转换器、贮存以及传输。实际上，是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可称数位。这个现代化的系统以微妙且有效的的方式，来达到低失真的储存、补偿及传输。

数位音讯概观

数位音讯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路及网路商店流传都仰赖数位音讯及其编码方式，音讯以档案的方式流传而非实体，这样一来大幅节省了生产与传播的成本。

在模拟信号的系统中，声音由空气中传递的声波透过转换器（例如麦克风）转存成电流讯号的电波。而重现声音则是相反的过程，透过放大器将电子讯号转成物理声波，再借由扩音器拨放。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音及变形的影响，相关器材电路所产生的电流更是无可避免。在讯号较为纯净的录音里，整个过程里仍然存有许多噪音及失真。当音讯数位化后，失真及噪音只在数位及类比间转换时产生。

数位音讯从类比讯号中采样并转换，转换成二进位（1/0）的讯号，并以二进位式的电子、磁力或光学讯号储存，而非连续性的时间、连续的电子或机电讯号。这些讯号之后会更进一步被编码以便修正储存或传输时产生的错误，然而在数位化的过程中，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位系统中，以这个频道编码的处理方式来避免数码讯号的流失是必要的一环。在讯号出现错误时，离散的二进位信号中允许编码器拨出重建后的模拟讯号。频道编码的其中一例就是CD所使用的八比十四调变。

转换过程

数位音讯透过ADC将类比讯号转换成数位讯号 ADC对于音讯频率进行采样并转换成特定的位元解析度。例如，CD audio的采样率为44.1 kHz（即每秒采样44,100次），每个声道都以16位元解析。以双声道而言，它就具有“左”和“右”两个声道。如果类比讯号的频宽未受限，那就必须在转换前使用降噪滤波器以避免声音产生失真。（在前述情形下，失真会出现在奈奎斯特频率未受带限时，会可被听见的较低频率取代。） 这样子的数位音讯是可被储存和传输的。数位音讯的档案能够被储存在一片CD、数位音讯播放器、硬碟、随身碟、CompactFlash或其他任何的储存装置里。数位讯号可以被数位讯号处理的音讯滤波器或是音效所改变。 MP3、AAC、Vorbis、FLAC等音讯压缩技术经常被使用来替音讯档案减少容量，而且可以透过串流媒体传输到各种装置上。

最后，数位音讯档案还能透DAC转换回类比讯号。如同ADC的技术一样，DAC会在特定的采样频率及采样位元底下运作，但是经过了oversampling，upsampling，downsampling的过程难保音讯的采样频率能够和原始的采样频率相同。

数位音讯于商业上的历史流变

1930年代，早在被商业传播及录音之前，脉冲编码调变在贝尔实验室就被研发出来并被应用于远程通讯，1960年间，日本的NHK、Nippon Columbia（a.k.a Denon）等公司率先应用于商业上。第一个数位录音产品于1971年首度公开。

BBC也于1960年间尝试使用数位化系统。1970年代前期他们发展出一套2声道的录音系统，并在广播中心与操作间部署数位音讯的传输系统。

1976年在美国，Thomas Stockham利用Soundstream的录音器材在Santafe Opera录制了首支16-bit的PCM录音。1978年，Telarc更利用一套较为进步的Sounsstream系统录制了许多经典的录音。同时，3M公司和BBC合作研发一套多声道录音装置。第一张全数位录音的专辑是Ry Cooder在1979年发行的"Bop 'Til You Drop"。1978年时有一个紧急的计画，英国唱片公司迪卡唱片公司研发了自己的双轨数位录音装置，迪卡于1979年在欧洲发行了第一支录音。

在Sony的Digital Audio Stationary Head及Mitsubishi的ProDigi技术帮助之下，数位式录音在80年代迅速的成为主流。1982年，Sony和Philips引进了CD，使得数位音频获得消费者的青睐。

参考资料

• Borwick, John, ed., 1994: Sound Recording Practice（Oxford: Oxford University Press）
• Ifeachor, Emmanuel C., and Jervis, Barrie W., 2002: Digital Signal Processing: A Practical Approach（Harlow, England: Pearson Education Limited）
• Rabiner, Lawrence R., and Gold, Bernard, 1975: Theory and Application of Digital Signal Processing（Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, Inc.）
• Watkinson, John, 1994: The Art of Digital Audio（Oxford: Focal Press）
• Bosi, Marina, and Goldberg, Richard E., 2003: Introduction to Digital Audio Coding and Standards（Springer）