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數位訊號是離散時間訊號（Discrete-time signal）的數位化表示，通常可由 類比訊號 （Analog signal）獲得。 類比是一組隨時間改變的數據，如某地方的溫度變化，車輛在行駛過程中的速度，或電路中某節點的電壓幅度等。 有些類比訊號可以用 數位 函式 來表示，其中時間是自變數而訊號本身則作為 應變數 。 離散時間訊號是類比訊號的 採樣 結果：離散訊號的取值只在某些固定的時間點有意義（其他地方沒有定義），而不像類比訊號那樣在時間軸上具有連續不斷的取值。
2020年3月8日 · 數位（digital）訊號通常是人為產生的，最簡單的例子就是電燈的開與關，除非是可調式的電燈，最簡單的電燈一般只有開（亮）和暗（不亮）兩種狀態。 但我們講數位訊號，應用最多的還是在電子電路中，例如電腦（計算機）和各式各樣的電子產品，都只能處理數位訊號。 數位的世界只有0與1，也就是高電壓與低電壓兩種狀態，當然不是連續的訊號，那我們要怎麼輸出自然界常見的的類比訊號呢？ 科學家們想說，那就用數位訊號去「模擬」類比訊號吧！ 這就是PWM的基本觀念。 數位to類比轉換器（Analog-to-Digital Converter，簡稱ADC） ADC即「數位to類比轉換器」的簡稱，為一個將連續的類比訊號或者物理量（通常為電壓）轉換成數位訊號的電子電路。
什麼是類比、什麼是數位？ 類比 Analog. 簡單地說，連續性資料訊號，就叫做類比，生活中的資料，其實大部份都是屬於這種，聲音的聲波也是。 最常見的例子，就是下面這個水銀溫度計： 下面這張圖形，則是聲波的例子： 數位 Digital. 簡單地說，可以使用明確的數字顯示出來的資料，就是數位資料。 同上面的例子，下面這個溫度計就是數位式的： 類比和數位之間的轉換 Analog to Digital, Digital to Analog. 同學們可以想想看，在上述的幾個例子中，何者比較方便儲存以及傳輸給他人重用的？ 不用說，一定是數字比較方便儲存和傳輸給他人，對吧！
- 類比音訊的錄製與播放
- 類比音訊的數位化
- 再談取樣量化與編碼
- 長距離傳輸：機器 V.S. 機器
- 短距離傳輸：晶片 V.S. 晶片
- 同步與非同步
- USB DAC 的三種傳輸模式
- 該如何改善電腦播放品質?
真實的聲音訊號是一連串連續的「壓力」變化，壓力變化速度越快，表示音訊頻率越高， 而音訊的振幅越大，其響度越大（如下圖）。 因此，記錄類比音訊必須含有兩大資訊— 「時間與振幅」，人們絞盡腦汁研發技術，便是為了能精確地記錄並重播這兩大資訊。 早期的類比錄音工程利用機械式或電磁學技術，將音訊波形一五一十地刻在黑膠唱盤上， 軌跡記錄下「振幅」資訊、旋轉速度則紀錄 「時間」資訊，屬於類比的紀錄方式。播放黑膠唱片時，重播速度必須與原先的錄製速度相同，如果播放時改變了速度，就等於改變了原來音訊的頻率，而音軌之起伏越接近原來的音訊波形，振幅的忠實度也就越高。 唱針依靠細微的振動還原唱片上記錄的聲音波形，那些波形都是我們肉眼看不到的超微小刻痕（如下圖）。 在黑膠母帶刻製、壓制量產、唱針循軌重播等每一步驟裡，只...
數位音訊與類比音訊相同，在記錄時必須同時保存原有的時間與振幅兩大資訊。 將音訊數位化最常使用的方法 為「脈衝編碼調變」（Pulse Code Modulation， PCM）」，包括下列 3 個步驟：取樣（Sampling）、 量化（Quantizing）、 編碼（Encoding）。 所謂「取樣」，是依據特定的時間單位，把音訊切割成每秒數千到數萬個片段，並選取音訊裡的時間資訊（圖中綠線）；而「量化」則是把每一個取樣點的振幅資訊記錄下來，並以數字表示（圖中的藍點）；「編碼」則是把數字，轉化成電腦看得懂的「0101⋯」以方便記錄和保存。 由此可知，「取樣」保留了時間資訊，「量化」則保留了振幅資訊。 在音訊收錄時，將類比訊號數位化的機器稱為「ADC」（Analog to Digital Conv...
收錄音訊時取樣的速度稱為「取樣率」，單位是 Hz，取樣率 44.1kHz 代表每秒鐘對音樂取樣了 44,100 次。取樣率越高，所記錄的音訊波形就越接近原始訊號。 如果希望能完整地記錄所求的訊號頻寬，則取樣頻率必須大於訊號頻率的兩倍，稱為「奈奎斯特定理」 （Nyquist’s Law）。 人類聽覺的頻寬約為 20Hz- 20kHz，理論上，以 40kHz 的速度對聲波進行取樣，便能還原出 20kHz 的聲波。 經過取樣後，必須把每一個取樣點 的振幅資訊記錄下來，量化的級距分 得越細，記錄到的振幅資訊就越接近 原本的波形。由於電腦只看得懂 0 和 1，量化後，必須再把十進位的數值 轉換成電腦看得懂的 0 跟 1。 一個 0 或 1 稱 為 1bit（位元）， 2bit 的 02 跟1可以表現出...
S/PDIF 的全名為 Sony/Philips Digital Interconnect Format， 是 Sony 與 Philips 這二大製造業巨頭在 1980 年代為家用器材所制定出來的數位訊號傳輸介面，主要應用於 CD 播放器。同軸與光纖（如下圖）所傳輸的信號都是 S/PDIF 格式，是相同種類的數位資料，只是使 用的接頭形式不同而已。 而USB介 面則是由 Intel 與 Microsoft 於 1990 年代倡導發起，其開發的最初目的並不是用來傳輸數位音樂，主要應用於電腦。發表初期普及度遠不如 S/PDIF，因此早期的 DAC 多配備 S/PDIF 介面。 然而近幾年，幾乎每台電腦、智慧型手機都配有 USB 介面，隨著這些電子裝置的盛行，USB 的普及度也大幅提升，甚至超越...
前述提及的 S/PDIF 與 USB 都是屬於「機器」 與「機器」之間的數位訊號傳輸介面，適用於長距離的傳輸，但 S/PDIF 與 USB 格式的訊號均無法直接傳送到 DAC 晶片，必須先把訊號轉換 成 DAC 晶片看得懂的 （Inter-IC Sound）格 式，才有辦法做數位與類比的轉換。是「晶片」與「晶片」之間傳輸數位訊號的介面標準，適用於短距離的傳輸。 因此，一台 DAC 中除了有 DAC 晶片以外， 還必須有對應的 S/PDIF 接收晶片或 USB 接收 晶片，將訊號轉換成 後，再傳輸至 DAC 晶 片做處理（如下圖）。USB 接收晶片的品質好壞對音質影響很大，價差可至百倍，一個好的 USB 接收晶片是音質優異的 USB DAC 的基礎。
不論是「機器」或「晶片」間的資料傳輸， 發送端與接收端都必須要協調彼此間的步伐， 接收與發送速度的一致性，是「資料能否如實傳遞」的關鍵。讓兩端同步發送與接收最簡單的解決方式，就是發送端把資料（Data）與時脈（Clock）同時傳給接收端，告知接收端發送的頻率是多少，接收端即依照此時脈的頻率接CM 收資料。如上圖所示，S/PDIF 會將 Clock 編碼進 Data 裡一起傳送，則可同時分別傳送 Clock 與 Data，這兩者都稱為「同步模式」。 而 USB 介面當初設計時只能單獨傳輸 Data，無法同步傳輸 Clock，因此發送端與接收端須有各自的 Clock，兩端各依照自己的 Clock 工作，稱為「非同步模式」。 試想，USB DAC（接收端）與電腦（發送端）要如何在各自有自己的 Cl...
想像棒球場上，投手與捕手之間要培養默契，傳遞訊號就像是投手（發送端，電 腦）與捕手（接收端，USB DAC）之間的丟接球，為了維持兩者之間的工作順暢，USB Audio 與電腦間協定出三種傳輸模式：自由傳輸模式（Synchronous）、 改良的自由傳輸模式（Self Adaptive）與迴授式傳輸模式（Asynchronous）。 這三種模式，也常被稱為同步模式、自適應模式與非同步模式，但在此所指的同步、非同步與上一段提及的同步模式（同時傳送 Data 與 Clock）是完全不一樣的東西，為了避免混淆， 以下以全名稱之，並詳細說明這三種模式的差異。
由以上的多方分析可知，若選擇以電腦作為訊源，想要追求更好的聆聽品質，就必須在電腦的軟硬體系統多下點功夫。有些講究音質的人會另組播放音樂專用的電腦，從避震處理、 雜訊隔離到線材、電源、作業系統等都仔細琢磨，降低每一個環節的干擾，追求更高品質的享受。 然而，並不是每個人都是電腦工程師，可同時精通電腦的軟硬體系統，現在市面上已有販售專門播放數位音訊的電腦，稱為「音樂伺服器」，不過其成本高昂，售價非一般人負擔得起。如果不是電腦高手，又不想花大錢，其實買一部普通的電腦專門用來聽音樂也不失為一種解決辦法。只要簡化一下電腦的功能，再外接優質的 USB DAC，一樣可以花小錢享受聽音樂的樂趣。
數位訊號處理 （ Digital signal processing ），簡稱 DSP 。 其目的是對真實世界的 類比訊號 進行加工和處理。 因此在數位訊號處理前，類比訊號要用 模數轉換器 （A-D轉換器）變成數位訊號；經數位訊號處理後的數位訊號往往要用 數模轉換器 （D-A轉換器）變回類比訊號，才能適應真實世界的應用。 數位訊號處理的 算法 需要用 計算機 或專用處理設備如 數位訊號處理器 、 專用積體電路 等來實現。 處理器是用乘法、加法、延時來處理訊號，是0和1的數位運算，比類比訊號處理的電路穩定、準確、抗干擾、靈活。 數位訊號處理的領域 [ 編輯] 數位訊號處理系統.
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什麼是數位訊號?
什麼是類比訊號?
訊號處理是什麼?
如何將音訊數位化?
2016年9月27日 · DAC（ Digital to Analog Converter）又稱為數位類比轉換器 ，是數位播放系統中不可或缺的重要角色，它能將數位訊號還原回類比訊號。 不論以 CD、電腦或手機播放數位音訊檔案，都必須經由 DAC 的處理，才能將訊號送至擴大機進行放大，再透過喇叭將美妙的音樂播放出來。 「類比訊號」與「數位訊號」的原理是什麼，彼此之間又有哪些差異，究竟哪一種系統比較好呢？ 所謂的同步模式與非同步模式是怎麼一回事？ 本期所附贈的 USB DAC 又是什麼神兵利器？ 且讓我們來一探究竟。 -----廣告，請繼續往下閱讀----- 為了複製生活中的各種美好體驗，人們發明了許多工具來記錄影像、聲音，早期的工具皆以「類比（Analog）」的形式記錄，如底片相機、黑膠唱片、卡式錄音帶等。
數位訊號能夠利用數學演算法進行校正、偵錯與除錯，避免在儲存或傳送的過程中產生錯誤。 容易加密與解密. 數位訊號可以進行加密與解密，確保重要的資料安全，例如：銀行帳號密碼、戰爭機密情報不被別人竊取或盜用。 容易壓縮與解壓縮. 經由數位訊號的壓縮與解壓縮，可以減少資料的容量，更容易儲存或傳送。 我們可以想像，一段聲音（聲波）是空氣中一條連續不斷的曲線，稱為「類比訊號」；當透過積體電路轉換成音樂檔案後，就成了「數位訊號」，不再是一個連續的曲線，而是一個接著一個的整數。 ……【更多內容請閱讀科學月刊第538期】 回列表頁. 加入收藏. 列印. 相關推薦. 你已經是晉升為4G飆網的早鳥族了嗎？
