影碟机原理与维修（九）数字音频信号处理原理

         CD、VCD、DVD视盘机都是数字信号处理器，VCD和DVD在数字信号处理的基础上，还要进行数据压缩。本节讨论数字音频信号处理的基本原理，它是各种视盘机的理论基础。
一、模拟信号的数字化
       在处理数字化音频信号时，编码过程中需要把模拟信号转变为数字信号，然后进一步加工处理；解码过程中则需要把数字信号转变为模拟信号。解码是编码的逆过程，编码过程主要进行信号的取样、量化和数字编码等处理。
 1、取样
        所谓“取样”，是将具有连续波形的信号按一时间间隔Ts(称取样周期),取得脉冲性信号,即将图2.1.1(a)所示信号波形,转变为2.1.1(b)之信号波形。此时所得脉冲波形称为PAM信号（脉冲幅度调制信号）。

        理论证明：取样信号的取样频率fs（Ts周期的倒数）应为该模拟信号上限频率的2倍以上，才能确保解码重放时得到不失真的复原；若取样频率fs值过低，在重放信号时将发生频率重叠效应，即取样频谱与被取样频谱出现重叠频率区。如果这样对音频信号进行取样的话，音频取样信号的频谱将与原音频信号频谱发生混叠区，它将造成在重放该声音时会引入干扰。
        模拟音频信号的上限频率取20kHz，在数字音频技术中，取样频率fs应大于该值2倍以上。经研究选取fs=44.1kHz。若取样频率取该值，则重放声音信号的最高频率允许达到22kHz，这对提高声音的保真度非常有利。为了防止发生频率重叠现象，在数字信号处理系统的输入端、输出端，经常设置上限频率为20kHz的低通滤波器，输出端滤波器还兼有平滑滤波作用。