/*****出自新概念模擬與對(duì)話*****/

任何一段音樂，都是一個(gè)隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，如圖 1(a)所示。它本身具有如下特點(diǎn)：第一，在時(shí)間軸上，信號(hào)是連續(xù)的，即每一個(gè)時(shí)間位置都具有確定性的信號(hào)存在。第二，在縱軸上也是連續(xù)的，即其任何一點(diǎn)的實(shí)際信號(hào)值都是無限精細(xì)的。這種信號(hào)，我們稱之為模擬信號(hào)。世上任何客觀存在的信號(hào)，都是模擬信號(hào)。?

將這樣的信號(hào)，用機(jī)器壓制到一個(gè)塑料唱片上，就形成了對(duì)音樂信號(hào)的記錄。將這個(gè)唱片放入留聲機(jī)中，唱針位置不動(dòng)而唱片勻速運(yùn)動(dòng)，就導(dǎo)致唱針上下運(yùn)動(dòng)，引起喇叭發(fā)出 與音樂完全相同的聲音信號(hào)，如圖 1(b)。理論上這個(gè)記錄、重現(xiàn)的過程，是完全保真的。

但是這種方法的弊端也是巨大的：隨著唱片播放次數(shù)的增加，唱針對(duì)唱片上的形狀會(huì) 帶來磨損，導(dǎo)致一些原本尖銳的形狀就會(huì)變得圓滑，使得聲音的高頻分量越來越小。?

現(xiàn)今能夠保存模擬音樂信號(hào)的媒介只有唱片和磁帶，都存在上述弊端。

如果能夠?qū)⒁魳沸盘?hào)用數(shù)字記錄在紙上或者其它數(shù)字媒介上，那么它將永遠(yuǎn)不會(huì)被磨損。記錄方法是：以固定采樣率，比如 10μs 一次，對(duì)音樂信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得每個(gè)采樣點(diǎn) 音樂信號(hào)的量化值，按照順序記錄這些量化值，就永久性的保存了音樂信號(hào)。圖 1(c)中， 紅色樣點(diǎn)在外形上基本與原始音樂信號(hào)吻合，記錄成數(shù)據(jù)依次為：0，99，189，255，190， 101，0，……-44，0。這些被記錄的數(shù)字，就是數(shù)字信號(hào)。

數(shù)字信號(hào)有兩個(gè)特點(diǎn)：第一在時(shí)間軸上，它是離散的；第二，在縱軸上，它是被量化的。如果在時(shí)間軸上的離散點(diǎn)特別細(xì)密，比如由10μs 采樣一次改為1ns 采樣一次，并且在縱軸上的量化是無限精細(xì)的，比如圖中的99 變?yōu)?8.8547823，那么它可以非常接近原始信號(hào)。當(dāng)然，這樣的后果是，原本兩行數(shù)字就可以完成的信號(hào)記錄，就會(huì)寫滿幾十頁紙。

沒有人會(huì)把數(shù)字信號(hào)記錄在紙上，這太費(fèi)事了。實(shí)際上，數(shù)字信號(hào)可以用多種媒介保存，比如計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器、硬盤、U 盤、SD 卡、光盤等。大家廣泛使用的 MP3 播放器， 就是利用數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)和回放的。它以192ksps 的采樣率，16 位以上的量化分辨率對(duì)音樂信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，基本可以保證音質(zhì)不受影響。當(dāng)然，如果你想聽到更加逼真的音樂效果， 可以采用更高的采樣率，更高位數(shù)分辨率，使其時(shí)間軸和縱軸均非常細(xì)密，這樣的話，一 首幾分鐘的歌曲，可能會(huì)占用多達(dá) GB 的存儲(chǔ)容量，而現(xiàn)在一般的 MP3 歌曲，一首歌只有 大約幾 MB 的存儲(chǔ)容量。

將原本連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成離散、量化的數(shù)字信號(hào)，雖然可能帶來一些微弱的失真， 但是由此引發(fā)的好處是非常多的。第一，它不會(huì)被磨損，數(shù)字信號(hào)是以二進(jìn)制 0、1 的形式 保存的，當(dāng)一個(gè) 1 被磨損的快要變成 0 時(shí)，你可以輕松把它重新寫為 1。第二，可以使用 各種各樣的算法對(duì)原始數(shù)字信號(hào)進(jìn)行后期處理，比如手機(jī)中的魔音技術(shù)，可以將男人說話 的聲音變?yōu)榕苏f話的聲音。第三，它可以被精準(zhǔn)訪問。在錄音機(jī)中要想準(zhǔn)確從某個(gè)句子 開始重復(fù)讀音，困難很大。但是數(shù)字 MP3 播放器，可以精準(zhǔn)定位在某個(gè)確定的位置。

正因?yàn)槿绱?，越來越多的的電子設(shè)備開始采用數(shù)字化技術(shù)。其核心是先用一種叫做 ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的部件，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，處理器按照設(shè)計(jì)者的意愿，對(duì) 這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行各式各樣的復(fù)雜處理，然后再通過一種叫 DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的部件， 將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出聲音。