ournal of Applied Physics, Volume 7, pg 156, May 1956.
3. "Normal Equal-Loudness Level Contours," International Organization for Standardization, ISO 226, 1987.
4. Stevens, SS, "Perceived Level of Noise by Mark VII and Decibels (E)," Journal of the Acoustical Society of America, Volume 51, pg 575, 1972.
5. Hossack, D, P Frith, J Hayes, and A Jackson, "Design and evaluation of an audio DAC with non-uniformly weighted dynamic element matching," Wolfson Microelectronics, 2003.
6. Norsworth
, S, R Schreier, and GC Temes, editors, Delta-Sigma Data Converters," IEEE Press, 1997.
附文:我们需要多少动态范围? 长期以来,
音频领域的许多部门一直在争论使用更高数字编码方法的适用性,这些方法使用了比 16 位和 44.1k采样/秒 更高的精度和采样率。IC 业以前已经超过了这一性能底线(出自20 多年前制定的红皮书 CD 标准)。但是,无论是提高精度还是采样率都需要每单位程序时间更大的存储量,还需要程序生成和播放时更强的实时处理能力。随着处理资源和存储资源越来越便宜,争论集中到高保真上:即承诺有更逼真的听觉感受。我曾花费大量时间,用数字音频设备聆听音频的制作与播放。我怀疑这些参数是否是公众兴趣的真正对象,也许它们只是便于被大多数人用来进行辩论罢了。数字编码机制的精度限定了该方法的理论动态范围;其它因素又进一步限制了最终可获得的动态范围。所以,对那些认为“位数越多越好”的人们,我要问:动态范围多少才够?例如,如果一个系统能放出 9 英尺外一个人呼吸声,以及 6 英尺外电钻声,那么它是否能满足人们的听音体验呢?这个范围只有 90 dB, CD 红皮书就能很好地满足这一要求(表 A)。

我们知道非线性录音媒体中重要的是防止数字录音系统出现削峰问题:这是在整个音频频段内的问题。面向高端消费市场的
转换器子系统经常带有动态处理器(压缩器或限幅器)以防止出现数字削峰。专业市场上的转换器一般没有动态处理功能,专用动态处理器可以提供这一功能,它们很多都工作在 ADC 后的数字域中。为防止其它未限幅信号导致转换器问题,录音室专业人员经常使用 20 位和 24 位的转换器,留出几分贝的余量来容纳意外出现的程序尖峰。专业设备中还有一个要求,即在初始录音完成后处理各个后期制作过程中额外的噪声。然而,我很怀疑音频制作可以用到哪怕是 20 位处理器的全部动态范围:听觉的阈值并不下降,事实上,随着年龄的增大,听觉的阈值呈现上升趋势。根据职业安全与健康管理局的说法,长期暴露在约 90 dB 声压级中就会产生不良后果(表 B,参考文献 A)。再举个例子,认为“采样率越快越好”的人们指出,工作在较高采样率下的转换器对插值和抽样滤波器的依赖程度较低。但是,转换器厂家并没有对片上数字处理块作单独说明,如插值器,所以你无法对多个设计选择的效果进行比较。实际上转换器都是恰当地规定了它们的“管脚性能”,而不是给出一个器件的整体音频特性(参考文献 B)。

参考文献
A. The Occupational Safety and Health Administration, "Occupational noise exposure," Code of Federal Regulations 29, Part 1926.52.
B. Israelsohn, Joshua, "Listening to Class D," EDN, Aug 30, 2001, pg 65.