1 頁 (共 1 頁)

請問關於聲音的頻率

文章發表於 : 週日 10月 02, 2011 12:29 am
saintchou1
各位先進好

第一次來到這個站,發問如有錯誤還請包涵

我對聲音的頻率有個疑問想請教各位先進
從書上看到,人耳可聽到的最高頻率為 20,000 Hz

所以像是 CD 的取樣率 44,100 Hz 是否就已能夠涵蓋所有人能聽到的聲音?
那麼,像是藍光那樣 192,000 Hz 這麼高的取樣率,意義又在哪裡?

是否我的觀念有誤
請先進們指導

謝謝

Re: 請問關於聲音的頻率

文章發表於 : 週日 10月 02, 2011 12:42 am
kenv1212277
saintchou1 寫:各位先進好

第一次來到這個站,發問如有錯誤還請包涵

我對聲音的頻率有個疑問想請教各位先進
從書上看到,人耳可聽到的最高頻率為 20,000 Hz

所以像是 CD 的取樣率 44,100 Hz 是否就已能夠涵蓋所有人能聽到的聲音?
那麼,像是藍光那樣 192,000 Hz 這麼高的取樣率,意義又在哪裡?

是否我的觀念有誤
請先進們指導

謝謝



有高手出來解答了~別再關公面前耍大刀啦~ :hand: 自删 :haha:

Re: 請問關於聲音的頻率

文章發表於 : 週日 10月 02, 2011 12:55 am
bangdian
saintchou1 寫:各位先進好

第一次來到這個站,發問如有錯誤還請包涵

我對聲音的頻率有個疑問想請教各位先進
從書上看到,人耳可聽到的最高頻率為 20,000 Hz

所以像是 CD 的取樣率 44,100 Hz 是否就已能夠涵蓋所有人能聽到的聲音?
那麼,像是藍光那樣 192,000 Hz 這麼高的取樣率,意義又在哪裡?

是否我的觀念有誤
請先進們指導

謝謝


我想你誤會了所謂「取樣頻率」的意思。

下面是個人淺顯的認知,可能有點長:

人耳可辨識範圍上限是20K Hz,而CD、MP3的取樣頻率是44.1K,這兩者之間有什麼關係呢?

首先,我們所能體驗的是「時間」軸(另一個說法是Time Domain),

若將聲音以時間軸畫出來,可以看到它是不斷的快速變化著,而在時域的震盪則和頻率有關。

那麼要怎麼知道聲音在頻率軸上的分布呢?

這就要靠大名鼎鼎的「傅立葉轉換」(Fourier Transform, FT),公式在此略過不提,

總之這種轉換可以將時域訊號轉為頻域訊號(差別在於,橫軸為時間或是頻率)。

一個類比訊號轉為頻域時,在頻譜上的分布範圍可從零至無窮大(當然左半平面也有),

但若類比訊號經過取樣(也就是所謂的數位訊號)後,經過DTFT(Discrete Time Fourier Transform)所得到的頻譜並非如此。

從頻譜上來看,數位訊號每隔2*pi(與圓周率等值的相角)就會重複一次,但實際上,每個區間的訊號分布的範圍仍舊是無窮大,

結果就是,(只看右半平面的話)越接近pi的部分,越容易產生重疊(Aliasing)導致失真,

更簡單地說,高頻訊號會互相疊加,使得訊號在高頻的部分失真。

為了減少Aliasing造成的影響,取樣頻率是越高越好,當取樣頻率越高時,疊加所產生的影響就會在頻率越高的地方變得較為明顯。

假如訊號原為帶通(Band-Limit),那麼取樣頻率只要為其2倍以上,疊加的影響便極小,這是可以證明的,

而取樣頻率和原訊號頻率間「兩倍」的關係則稱為Nyquist Rate。

當然,真實世界中的聲音不會是Band-limit,但恰好人耳是Band-Limit(接收範圍上限為20k Hz),

因此取樣頻率只要大於40K就可以大幅減少失真,至於多出來的4K...可以保證失真更加地少。

其實人耳接收上限未必只到20K,所以若成本允許,取樣頻率當然是越高越好。

我沒用過藍光,不太清楚取樣高到192K Hz用意為何,但這同樣可以保證失真遠小於44.1K的取樣頻率

(雖然你的耳朵已不可能分辨這其中的差異了)。

Re: 請問關於聲音的頻率

文章發表於 : 週日 10月 02, 2011 7:01 am
kenv1212277
bangdian 寫:
saintchou1 寫:各位先進好

第一次來到這個站,發問如有錯誤還請包涵

我對聲音的頻率有個疑問想請教各位先進
從書上看到,人耳可聽到的最高頻率為 20,000 Hz

所以像是 CD 的取樣率 44,100 Hz 是否就已能夠涵蓋所有人能聽到的聲音?
那麼,像是藍光那樣 192,000 Hz 這麼高的取樣率,意義又在哪裡?

是否我的觀念有誤
請先進們指導

謝謝


我想你誤會了所謂「取樣頻率」的意思。

下面是個人淺顯的認知,可能有點長:

人耳可辨識範圍上限是20K Hz,而CD、MP3的取樣頻率是44.1K,這兩者之間有什麼關係呢?

首先,我們所能體驗的是「時間」軸(另一個說法是Time Domain),

若將聲音以時間軸畫出來,可以看到它是不斷的快速變化著,而在時域的震盪則和頻率有關。

那麼要怎麼知道聲音在頻率軸上的分布呢?

這就要靠大名鼎鼎的「傅立葉轉換」(Fourier Transform, FT),公式在此略過不提,

總之這種轉換可以將時域訊號轉為頻域訊號(差別在於,橫軸為時間或是頻率)。

一個類比訊號轉為頻域時,在頻譜上的分布範圍可從零至無窮大(當然左半平面也有),

但若類比訊號經過取樣(也就是所謂的數位訊號)後,經過DTFT(Discrete Time Fourier Transform)所得到的頻譜並非如此。

從頻譜上來看,數位訊號每隔2*pi(與圓周率等值的相角)就會重複一次,但實際上,每個區間的訊號分布的範圍仍舊是無窮大,

結果就是,(只看右半平面的話)越接近pi的部分,越容易產生重疊(Aliasing)導致失真,

更簡單地說,高頻訊號會互相疊加,使得訊號在高頻的部分失真。

為了減少Aliasing造成的影響,取樣頻率是越高越好,當取樣頻率越高時,疊加所產生的影響就會在頻率越高的地方變得較為明顯。

假如訊號原為帶通(Band-Limit),那麼取樣頻率只要為其2倍以上,疊加的影響便極小,這是可以證明的,

而取樣頻率和原訊號頻率間「兩倍」的關係則稱為Nyquist Rate。

當然,真實世界中的聲音不會是Band-limit,但恰好人耳是Band-Limit(接收範圍上限為20k Hz),

因此取樣頻率只要大於40K就可以大幅減少失真,至於多出來的4K...可以保證失真更加地少。

其實人耳接收上限未必只到20K,所以若成本允許,取樣頻率當然是越高越好。

我沒用過藍光,不太清楚取樣高到192K Hz用意為何,但這同樣可以保證失真遠小於44.1K的取樣頻率

(雖然你的耳朵已不可能分辨這其中的差異了)。



取樣頻率的計算可以請大大再講清楚一點嗎?小弟聽不太懂 :ale:

比如192KHZ...96K...44.1K怎麼出來的?


想請問一下~那192KHZ是否真的無必要?

小弟我國外發燒網站下載的192和44.1格式~聽起來192似乎好很多是什麼原理?

Re: 請問關於聲音的頻率

文章發表於 : 週日 10月 02, 2011 11:43 am
zosetlin
轉貼一個答案

d90006前輩在Mobile01上的文章
http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=348&t=601517
2008-07-09 13:58 #91


d90006 寫:學理上,一般人的耳膜之頻率響應大約是10HZ~22kHz。
Philips當初制訂Compact Disk(CD)之規格,
就是依據人耳聽感之頻率範圍來設定取樣頻率為44.1kHz。
理論上,數位訊號的取樣頻率必須是類比訊號的最高頻率之兩倍。
也就是說:當數位訊號之取樣頻率為44.1kHz,則頻率在22.05kHz以下的類比訊號可被『無失真』還原!
但是,現今新一代的SACD之規格的取樣頻率是192kHz,DVD Audio之規格的取樣頻率是96kHz;
試問:人耳根本聽不到22KHz以上的訊號,那為何還需DVD Audio或SACD之規格?
答案是:人耳可以『感受到』高頻偕波失真的差異。
DVD Audio或SACD相較於傳統CD之優勢在於其『高頻偕波失真較小』,
進而影響到人耳可聽到的音頻範圍之表現。
這也是為何DVD Audio或SACD音質會比CD優異之處。
另外,在高階耳機的頻率響應上面,亦到處可見最高頻率響應超過30kHz的,此道理自是相通。

『音響學』是門科學、其中卻牽涉到理性與感性雙重因子;『數據漂亮』不代表『聲音好聽』。
所以,真空管音響相較於晶體機的失真度表現雖差,卻讓人醉心。
國家半導體所出的NS LME49720HA這顆OP之諧波失真雖是目前市售OP裡最小,但卻不代表它能發出『美聲』。
小弟認為能否發出『美聲』?其要件是立足於科學之基礎上,再用心思去調整來達成。
在此,願意與諸位網兄一同努力之!