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发表于 2010-7-4
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音频基准电平浅析
在A/D或D/A设备中，由于ADC选取的参考电压，前端运放参数设置不同，导致相同模拟音频信号进入不同设备后，ADC输出的数字音频编码值不同，将这个编码值经过网络传输到DAC设备，由于DAC与ADC端参考选取也不尽相同，导致还原的音频信号幅度增大或减小，从而影响了到最终的音频输出效果。为了解决这个问题，出现了数字基准参考电平。
数字基准参考电平与模拟基准参考电平对应，我国国家标准规定，数字基准电平-20dBFS对应模拟信号的+4dBu，即当输入+4dBu幅度的sine模拟音频信号时，信号经过运算放大器调整，进入ADC采样输出的数字信号编码值应该为-20dBFS。对于16bit精度ADC，-20dBFS对应的采样编码值应为0x0CCD(sine信号正峰值)/0xF333(sine信号负峰值)。同样，在输出端DAC部分应当同样遵守这个规定，采样还原出原始的模拟音频信号，幅度大小与原来一致。当遇到采用不同基准的设备时，比如使用了其他国家的数字音频基准信号的设备，我们就可以根据两种基准的差别来调整音频信号，达到规范信号电平的目的。
有些情况下，设备的电平影响并不明显，例如，数字基准为-20dBFS的ADC采样设备，+4dBu模拟信号输入时，输出的对应编码值为0x0CCD/0xF333，当这个编码值进入以数字基准选择-18dBFS的DAC设备，输出信号幅度就变成了+2dBu，幅度减小了2dB，信号波形仍然正常。但是，+24dBu模拟信号进入以-18dBFS为数字基准的ADC设备后（满量程幅度为+22dBu），就会出现削顶的现象，模拟信号失真，影响收听。
在相关的硬件设计中，我们可以选取可调增益的运放或ADC/DAC器件，方便适应各种不同的参考电平标准。
对于非16bit采样ADC或DAC，我们可以根据计算公式来计算响应的参考电平值。
注：
01 : 标准（GY/T192--2003）
02 : 0 dBFS 对应ADC最大量程，编码值为0x7FFF，请参考PCM编码相关标准。
03 : n dBFS = 20 * log( x / 0x7FFF ); 对于m bit采样adc，n = 20log(x / 2的(n-1)次方)
04 : n dBu = 20 * log( v / 0.775 );
参考文章：统一数字声音基准电平、改善数字电视声音质量 |
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