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比特

1.什么是比特

  比特是指二進(jìn)制中的一位,是信息的最小單位。Bit是Binary digit(二進(jìn)制數(shù)位)的縮寫,由數(shù)學(xué)家John Wilder Tukey提出(可能是1946年提出,但有資料稱1943年就提出了)。這個(gè)術(shù)語(yǔ)第一次被正式使用,是在香農(nóng)著名的論文《通信的數(shù)學(xué)理論》(A Mathematical Theory of Communication)中。

2.比特的示例

  假設(shè)一事件以A或B的方式發(fā)生,且A、B發(fā)生的概率相等,都為0.5,則一個(gè)二進(jìn)位可用來(lái)代表A或B之一。例如:

  1、二進(jìn)位可以用來(lái)表示一個(gè)簡(jiǎn)單的正/負(fù)的判斷

  2、有兩種狀態(tài)的開關(guān)(如電燈開關(guān)) ,

  3、三極管的通斷,

  4、某根導(dǎo)線上電壓的有無(wú),或者

  5、一個(gè)抽像的邏輯上的然/否,等等。

  由于轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化,不同數(shù)制下一位的信息量并不總是一個(gè)二進(jìn)位,其對(duì)應(yīng)關(guān)系為對(duì)數(shù)關(guān)系,例如八進(jìn)制的一位數(shù)字,八進(jìn)位,相當(dāng)于3個(gè)二進(jìn)位。除二進(jìn)位外,在電腦上常用的還有八進(jìn)制,十進(jìn)制,和十六進(jìn)制等的八進(jìn)位,十進(jìn)位,和十六進(jìn)位等。

3.比特的區(qū)別

  數(shù)碼轉(zhuǎn)換器的基本構(gòu)造,通常分為接收、數(shù)碼濾波、數(shù)/類轉(zhuǎn)換、I/V轉(zhuǎn)換、類比放大等幾個(gè)部分。以下僅就數(shù)碼濾波與數(shù)/類轉(zhuǎn)換作一淺釋。

  CD的取樣頻率為44.1KHz,這個(gè)規(guī)格的制定是根據(jù)Nyquist的取樣理論而來(lái),他認(rèn)為要把類比訊號(hào)變成分立的符號(hào)(Discrete Time),取樣時(shí)的頻率至少要在原訊號(hào)的兩倍以上。人耳的聽覺極限約在20KHz,所以飛利浦在一九八二年推出CD時(shí)就將其制定為44.1KHz。取樣是將模擬訊號(hào)換成數(shù)碼訊號(hào)的第一步,但精密度仍嫌粗糙,所以超取樣的技術(shù)就出現(xiàn)了。一般八倍超取樣就等于將取樣頻率提高到352.8KHz,一方面提高精度,一方面經(jīng)過(guò)DAC之后產(chǎn)生的類比訊號(hào)比較完整,所需的低通濾波器(濾除音取樣時(shí)產(chǎn)生的超高頻)次數(shù)與斜率都可大幅降低,相位誤差與失真也都會(huì)獲得巨大改善。不過(guò)CD每隔0.00002秒才取樣一次,超取樣后樣本之間就會(huì)產(chǎn)生許多空檔,這時(shí)需要有一些插入的樣本來(lái)保持訊號(hào)完整,而這樣的任務(wù)就落在數(shù)碼濾波器身上(Digital Filter)。比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)是以DSP(Digital Signal Processor)方式計(jì)算,以超高取樣來(lái)求得一個(gè)圓滑曲線,例如Krell的64倍超取樣,但目前只有Theta、Wadia、Krell、Vimak擁有這樣的技術(shù)。另一類數(shù)碼濾波是事先將復(fù)雜程式與在晶片中,有類似DSP的功能,日本Denon、Pioneer 皆有這樣的設(shè)計(jì)。最普通的方法是利用大量生產(chǎn)的晶片,NPC、Burr-Brown都有成品供應(yīng),當(dāng)然效果會(huì)受一些限制。

  在數(shù)碼濾波之后,就進(jìn)入DAC了,從這里開始有單比特與多比特的區(qū)別。多比特是數(shù)碼訊號(hào)通過(guò)一個(gè)電流分配器(Current Switch),變成大小不同的電流輸出,因?yàn)閿?shù)碼訊號(hào)是二進(jìn)制關(guān)系,所以DAC的電流也以1、2、4、8的倍數(shù)排列。每一個(gè)比特分別控制一個(gè)電源分配器,隨著音樂(lè)訊號(hào)變動(dòng),輸出電流也跟著改變,接下來(lái)是一個(gè)速度很快的I/V轉(zhuǎn)換線路,把這些電流變成電壓,再接下來(lái)經(jīng)過(guò)低通濾波器,完整的模擬訊號(hào)就出現(xiàn)了。一個(gè)二十比特的DAC,其輸出電流變化是1,048,576個(gè),解析度已經(jīng)相當(dāng)高了?,F(xiàn)在最常用的二十比特晶片有Burr-Brown的PCM-63與改良型PCM-1702,最貴的大概是Ultra-Analog的模組。

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