CD的采样频率为什么是44.1KHz而不是44KHz呢。。。

大鳄鱼

这是我今年7月份写的一个帖子，因为之前有许多人在不同的帖子里也讨论过这个问题，于是我写了这个帖子，希望能够详细系统地说明，下内容为原创。
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7 G/ m( d6 b: ]) d" S6 _& D- G好像音响论坛上经常会有人提起这个问题，为什么CD的采样频率是一个小数，而不是44KHz? 以往也有一些简单的答案，但好像看起来不怎么具体，就想刨根问底地写一下。仅供坛子里的朋友参考。
1 l/ c  x2 O  i1 U! g
7 r; J% q+ g) _! R这是因为作为CD的前身，早期的商品化的家用或专业用数字音频都是家用VTR录像机作为记录PCM数字音频的载体，那时使用的采样频率就是44.1KHz,考虑到日后的兼容性，CD机保留了这一采样频率。那么，为什么采样频率是44.1KHz呢？为什么呢。。。

5 ]  B4 X( V2 _# A以VTR录像机作为记录PCM数字音频的载体，也就是要设法把数字化后的音频数据记录在VTR上。要想将PCM数据记录在VTR上，必须要在信号处理上也要按照VTR图像信号来对待，也就是说，它还直接利用了图像信号的垂直和水平同步脉冲。PCM信号是在VTR的水平扫描期间H（相当于电视画面上1条横向扫描线）内依次排列上去的。由于在这个H期间有一部分要用于垂直同步脉冲、磁头切换以及控制信号脉冲等，因此在一场画面的525/2(NTSC制式）条线中约有14行不能直接用于记录PCM信号。因此，假设在垂直扫描期间可以用于记录PCM数据的行数为Hp,那么：
' k5 A  J3 c3 F$ p7 b3 @
$ h) _( C9 Y3 d6 T7 c   Hp=525/2-14<=248.5 (NTSC制式).
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7 |7 }. u% d5 s接下来则要考虑1行中所能记录的字数Wh。由于当时家用录像机录放的极限限制了最大数据传输率约为3Mbit/S,再考虑到编码纠错需要的30%左右的数据冗余度，因此Wh为4或者6（因为是立体声所以不能是奇数），电视的场频fv为59.940Hz(NTSC),因此，采样频率fs应为：
1 s/ l1 O# y) d) l6 s* F- [# N) r
# |7 k8 B4 O0 G  mfs=Wh/2 X Hp X fv= 4(或者6)/2 X Hp X 59.94
, u  q+ M% k+ c
音频还原最高频率20KHz,考虑到折混频率和低通滤波器的影响，fs应该在44KHz以上，因此：
5 [; q2 ?3 R" ^; [* b7 X6 z2 G& k5 m
Hp>=367.03(Wn=4) 或者 244.698(Wh=6)
5 Y9 F8 @# Y, k' ]  H0 ~, {; t
7 @6 V5 Y. R, `* x+ t从一开始的计算可知Hp<=248.5，所以Wh只能=6才能成立；于是，根据上面几个计算式，Hp的值只能在245、246、247、248这4个数中选取。而在另外一方面，采样频率、字时钟、水平和垂直同步频率都是通过对系统主时钟频率fm分频得到的，那么fm就必须是这些频率的最小公倍数，为了使电路易于实现，应该尽量使fm取最小值，因此只有Hp=245，fm=7.05MHz时最佳（其他Hp值则使得fm在200MHz以上，使当时的电路难以实现）。
8 ~* ]/ e0 P# _7 k
因此，综上所述，在NTSC制式下，采样频率fs应为：

: ]/ o: \/ N: y+ V! Kfs=6/2 X 245 X 59.94=44.056KHz
' B& P" Y9 n5 N7 O2 i2 M/ u% N
同样，在PAL制式时可得fs=44.1KHz.
5 L( a$ E' B  P, M/ i4 J2 I' e
) J, |1 j( W" H# R8 L# H这就是CD当年采用44.1KHz采样频率的由来。

dalplex

高。
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4 z' t+ u$ M- C  d那能不能分析一下48又是怎么来的？

红灯记

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