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第1章 声音和数字1

1．1 关于声音的基本知识1

1．1．1 声音的产生与传播1

1．1．2 声压2

1．1．3 谐音3

1．2 数字基础3

1．2．1数制3

1．2．2 二进制系统5

1．3 二进制编码5

1．3．1加权二进制编码6

1．3．2非权值二进制码6

1．4 二进补码7

1．5布尔代数8

1．6模拟与数字11

第2章 数字音频基础13

2．1离散时间取样13

2．1．1取样定理13

2．1．2奈奎斯特频率14

2．1．3混叠17

2．2量化18

2．2．1信号误差比19

2．2．2量化失真21

2．2．3几种降低量化噪声的方案22

2．3抖动22

2．3．1采用抖动信号的效果23

2．3．2抖动的类型26

2．4结论29

第3章 数字录音30

3．1脉冲编码调制30

3．2抖动发生器32

3．3输入低通滤波器32

3．4 A/D变换器35

3．4．1取样保持电路35

3．4．2 A/D变换器的技术指标37

3．4．3 逐次比较型A/D变换器40

3．4．4过取样A/D变换器41

3．5 录制处理43

3．6信道编码44

3．6．1信道编码的基本概念44

3．6．2简单编码47

3．6．3群码48

3．6．4编码应用52

第4章 数字音频再生53

4．1再生处理53

4．2 D/A变换器54

4．2．1概述54

4．2．2权电阻D/A变换器56

4．2．3 R-2R梯形D/A变换器57

4．2．4过零失真58

4．2．5超字长D/A变换59

4．3输出S/H电路60

4．4输出低通滤波器62

4．5冲激响应63

4．6数字滤波器64

4．6．1数字滤波器概述64

4．6．2噪声整形69

4．6．3输出处理69

4．7其他编码方法70

4．7．1 浮点系统71

4．7．2块浮点系统72

4．7．3 不一致压缩扩张系统73

4．7．4μ律和A律压缩与扩张73

4．7．5差分PCM74

4．7．6增量调制75

4．7．7 自适应增量调制76

4．7．8压缩扩张预测增量调制77

4．7．9 自适应差分脉冲编码调制78

4．8 时基纠错79

4．8．1抖动79

4．8．2眼图80

4．8．3取样抖动误差与接口抖动误差的比较81

4．8．4存储介质中的抖动82

4．8．5传输抖动83

4．8．6变换器抖动84

第5章 纠错技术88

5．1错误来源88

5．2错误检测90

5．2．1单位校验位91

5．2．2国际标准书号93

5．3循环冗余校验码93

5．4纠错编码98

5．4．1分组码98

5．4．2卷积码103

5．5交织处理105

5．6里德-所罗门编码108

5．7互交织RS码111

5．8错误隐藏115

5．8．1插值115

5．8．2静音116

5．9复制116

第6章 磁带存储117

6．1数字磁带117

6．1．1记录带宽117

6．1．2磁带记录117

6．1．3符号间干扰119

6．1．4纵向磁记录119

6．1．5横向记录120

6．2静态磁头磁带记录仪121

6．2．1概述121

6．2．2DASH记录格式123

6．3旋转磁头磁带记录仪125

6．3．1磁带录像机的操作过程125

6．3．2数字音频处理器127

6．3．3专业数字视频格式128

6．3．4 ADAT数字多磁道技术130

6．3．5 Tascam数字多磁道技术133

6．3．6旋转磁头的优缺点134

第7章 数字录音带137

7．1DAT盒式磁带137

7．2 DAT模式138

7．3 DAT硬件设计139

7．4磁道格式141

7．5方位记录与自动磁道跟踪145

7．5．1方位记录145

7．5．2自动磁道跟踪145

7．6 8-10调制146

7．7 DAT纠错148

7．8串行复制管理系统150

7．9预录制DAT151

7．10专业DAT151

7．10．1DAT界面151

7．10．2DAT时间码152

7．10．3专业DAT的特点153

第8章 光盘存储原理154

8．1 基本光学知识154

8．1．1自然光与单色光154

8．1．2光的折射155

8．1．3 衍射156

8．1．4 光学系统的分辨率157

8．1．5偏振157

8．2 光盘存储的一般概念159

8．3 不可擦光盘存储160

8．3．1 只读光盘存储160

8．3．2只写一次光盘161

8．4可擦写光盘162

8．4．1磁光记录162

8．4．2相变光记录164

8．4．3染料化合物记录165

8．5电影中的数字音频165

第9章 CD168

9．1 概述168

9．1．1 CD系统的发展168

9．1．2 CD盘169

9．1．3光盘规格170

9．2数据编码172

9．3子码175

9．4播放器的光学设计179

9．4．1光接收器179

9．4．2自动聚焦设计180

9．4．3自动跟踪系统181

9．4．4单光束接收器183

9．4．5接收器控制184

9．5播放器的电路设计184

9．5．1 EFM解调184

9．5．2 检错和纠错186

9．5．3输出处理187

9．6 光盘制作187

9．6．1母带制作188

9．6．2 母盘制作188

9．6．3模具制作189

9．6．4 光盘生产190

9．7其他CD格式191

9．7．1 CD-ROM191

9．7．2 CD-R195

9．7．3 CD-RW200

9．7．4 CD-MO201

9．7．5 CD-i201

9．7．6 图片CD203

9．7．7 CD+G和CD+MIDI204

9．7．8 CD-3205

9．7．9 VCD205

9．8 超级音频CD206

9．8．1概述206

9．8．2DSD调制208

9．8．3 播放器设计209

第10章 感知编码211

10．1 心理声学211

10．1．1心理声学概述211

10．1．2人耳生理系统和临界频段213

10．1．3闻阈和掩蔽215

10．2 感知编码原理219

10．3数据压缩编码220

10．3．1 子带编码221

10．3．2变换编码225

10．3．3滤波器组225

10．4 MPEG-1音频标准227

10．4．1 MPEG-1概述227

10．4．2心理声学模型230

10．4．3 第Ⅰ层231

10．4．4第Ⅱ层234

10．4．5第Ⅲ层236

10．5 MPEG-2音频标准238

10．5．1 MPEG-2音频编码与解码238

10．5．2 MPEG-2 AAC240

10．6 数字杜比（AC-3）解码器242

10．7 Apt-X100编码器248

10．8感知编码器的性能评价248

10．9结论251

第11章 DVD252

11．1 简介252

11．1．1 从CD到DVD的发展252

11．1．2 DVD物理参数254

11．1．3 光盘的制作255

11．1．4数据编码258

11．1．5通用光盘格式（UDF）259

11．2 DVD-Video262

11．2．1 视频编码262

11．2．2 音频编码263

11．2．3 播放特点264

11．2．4 DVD-Video版权保护265

11．2．5 DVD-Video总结266

11．3 DVD-Audio269

11．3．1 概述269

11．3．2 编码和声道选项270

11．3．3 光盘内容274

11．3．4 版权保护276

11．3．5 DVD-Audio总结277

11．4 数据压缩280

11．4．1 熵编码281

11．4．2 音频数据压缩282

11．4．3 MLP285

11．5 其他DVD光盘格式287

第12章 袖珍光盘290

12．1 系统简介290

12．2 信号格式291

12．3光盘设计292

12．4 数据读取294

12．5 光磁录音和场调制296

12．6 ATRAC数据压缩298

12．7 光盘制作302

第13章 设备互连304

13．1 音频接口概述304

13．2 SDIF-2互连304

13．3 Alesis多信道光学数字接口306

13．4 AES3（AES/EBU）专业接口306

13．4．1信道状态数据块308

13．4．2 执行过程310

13．5 AES10（MADI）多信道接口311

13．6 S/PDIF用户互连312

13．7串行复制管理系统315

13．8 AES11数字音频基准信号316

13．9 AES18用户数据信道318

13．10音频设备的AES24控制319

13．11 取样速率转换器319

13．12光缆互连321

13．12．1光纤系统321

13．12．2 光缆的结构和参数322

13．12．3 连接和安装325

13．12．4结论327

第14章 计算机音频328

14．1 PC总线和接口328

14．1．1 IEEE 1394 Fire Wire329

14．1．2通用串行总线结构331

14．2 计算机与音响333

14．2．1 声卡333

14．2．2乐器数字界面334

14．2．3 音乐合成334

14．2．4 环绕声音处理335

14．2．5音频编解码器’97336

14．3 Windows多媒体API和DirectX API337

14．4 MMX338

14．5文件格式338

14．6数字音频读取341

14．7 硬盘记录343

14．7．1 系统特性343

14．7．2硬盘驱动器344

14．8 PC音频软件应用347

14．8．1概述347

14．8．2硬盘编辑348

14．8．3 视频工作站的音频349

第15章 因特网音频351

15．1 计算机网络和文件传输351

15．1．1电话服务351

15．1．2 ISDN353

15．1．3非对称数字用户接入线路354

15．1．4 计算机网络355

15．1．5 ATM357

15．2 因特网和因特网音频358

15．2．1 因特网概述358

15．2．2 MP3360

15．2．3 SDMI362

15．3 实时音频363

15．3．1 音频流363

15．3．2 实时音频G2音乐编解码器364

15．3．3 音频网络广播366

15．4 MPEG-4366

15．4．1 交互操作367

15．4．2 音频编码367

15．5 加密和水印369

第16章 数字广播和数字电视372

16．1卫星通信372

16．1．1 概述372

16．1．2 数字传输374

16．1．3 直播卫星375

16．2 数字音频广播376

16．2．1 传输方法376

16．2．2 频谱资源377

16．2．3 技术考虑378

16．3 Eureka 147/DAB380

16．4带内数字广播383

16．4．1 概述383

16．4．2 美国的数字广播385

16．4．3 Lucent数字广播387

16．4．4 感知音频编码388

16．5 直接卫星广播389

16．6 数字电视390

16．6．1 MPEG视频编码390

16．6．2 ATSC数字电视396

16．7从现有电视到数字电视的过渡400

第17章 数字信号处理403

17．1 数字信号处理概述403

17．2线性和时不变404

17．3冲激响应和卷积404

17．4 数学变换407

17．4．1复数407

17．4．2 傅里叶变换和拉普拉斯变换407

17．4．3 Z变换410

17．5单位圆和收敛域410

17．6 DSP芯片412

17．6．1 概述412

17．6．2 DSP集成电路412

17．6．3 DSP编程414

17．6．4 DSP应用418

17．7 数字滤波器425

17．7．1 概述425

17．7．2 FIR滤波器426

17．7．3 IIR滤波器429

17．7．4 滤波器的应用429

17．7．5 误差分析431

第18章 ∑-△变换和噪声整形433

18．1 ∑-△变换433

18．1．1 ∑-△调制434

18．1．2 闲置输出438

18．2 具有噪声整形的D/A变换439

18．2．1 具有二阶噪声整形的1比特D/A变换439

18．2．2 三阶噪声整形的多比特D/A变换441

18．2．3 准四阶噪声整形的多比特D/A变换444

18．3∑-△A/D变换445

18．3．1 ∑-△ A/D调制器446

18．3．2 抽取滤波器448

18．3．3 ∑-△A/D变换器芯片450

18．3．4 ∑-△A/D-D/A变换器芯片452

18．4 非过取样量化误差的噪声整形452

18．4．1最佳感知噪声整形453

18．4．2 数据掩藏技术456

18．5 结论458

附录A取样原理459