在任何的數(shù)字音頻系統(tǒng)中，模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)化器都是其中的重要組成部分，但通常情況下，它們都得不到應(yīng)有的關(guān)注。在您的聲卡將音頻傳輸?shù)侥腄AW時(shí)，您可以能不會(huì)去想是模數(shù)轉(zhuǎn)化器或者是數(shù)模轉(zhuǎn)化器驅(qū)動(dòng)的您的監(jiān)聽(tīng)音箱；并且當(dāng)您在演奏數(shù)字合成器時(shí)，是數(shù)模轉(zhuǎn)化器將您的音頻傳輸給音箱的這點(diǎn)可能也沒(méi)有得到過(guò)您的過(guò)多關(guān)注。

但轉(zhuǎn)換器其實(shí)真的非常重要——將筆記本電腦直接發(fā)出的聲音與通過(guò)數(shù)字端口(如USB)連接了優(yōu)質(zhì)的外置轉(zhuǎn)換器的筆記本電腦所發(fā)出的聲音進(jìn)行比較，會(huì)聽(tīng)到非常明顯的區(qū)別，連接了外置轉(zhuǎn)換器的聲音聽(tīng)起來(lái)肯定會(huì)好很多。

想要弄明白模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，我們就需要先了解一些基本的音頻基礎(chǔ)知識(shí)。聲音由氣壓的變化組成，有像海浪一樣的波峰和波谷，與我們耳朵的聽(tīng)覺(jué)機(jī)制相互作用。我們的耳朵會(huì)將接收到的聲波信息傳遞到大腦，大腦則負(fù)責(zé)處理這些信息。從惱人的狗吠聲到交響樂(lè)團(tuán)的演奏聲等等所有的聲音，實(shí)質(zhì)上都是形狀和高度各異的波。通常情況下，聲音越復(fù)雜，波的形狀就越復(fù)雜。從視覺(jué)上看，在振幅(水平)與時(shí)間的關(guān)系圖中，音頻看起來(lái)像一條彎曲的線，我們稱之為波形。

在黑膠唱片上刻下波形的輪廓就形成了唱片的律動(dòng)，當(dāng)我們播放這張唱片時(shí)，唱針會(huì)跟隨這個(gè)波形進(jìn)行播放，這會(huì)使唱機(jī)匣產(chǎn)生電壓變化，產(chǎn)生類似于聲音的原始波形，最終驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于揚(yáng)聲器音盆會(huì)跟隨波形運(yùn)動(dòng)，所以它能復(fù)制最初壓入黑膠唱片的波形。因?yàn)樯鲜龅拿總€(gè)階段都會(huì)傳輸一個(gè)模擬輸入信號(hào)的信號(hào)——因此便有了“模擬音頻”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。

不幸的是，跟樂(lè)隊(duì)成員一樣，模擬音頻也有局限性。例如，黑膠唱片的爆裂聲、滴答聲、扭曲的聲音和表面噪聲會(huì)作為不受歡迎的音頻“瑕疵”被添加到原始聲音中。錄音磁帶會(huì)添加音染，磁帶上的灰塵會(huì)導(dǎo)致砰砰聲和滴答聲，磁帶錄音會(huì)有嘶嘶聲，等等。因此，盡管揚(yáng)聲器輸出的信號(hào)與原始錄制的信號(hào)相似，但由于模擬錄制、處理和回放中固有的錯(cuò)誤，也不太可能和原始聲音一模一樣。

數(shù)字音頻通過(guò)將音頻轉(zhuǎn)換為一串?dāng)?shù)字從錄制和播放過(guò)程中刪除了許多變量，之后通過(guò)音頻鏈傳遞這些數(shù)字（我們稍后會(huì)為大家解釋為什么這會(huì)改善聲音質(zhì)量）。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器會(huì)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字。 最終將轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的波形。

計(jì)算機(jī)每隔幾微秒就會(huì)抓拍一次信號(hào)，然后將這一系列抓拍或樣本轉(zhuǎn)換成代表信號(hào)電平變化的電壓電平。 之后，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)電平進(jìn)行測(cè)量并將它們轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字（以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式）來(lái)定義這些電壓變化。 轉(zhuǎn)換器每秒測(cè)量的次數(shù)就是采樣率，也稱為采樣頻率。

我們將其與典型的音頻系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。麥克風(fēng)會(huì)拾取音頻信號(hào)并將其發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)化器來(lái)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)接收到這一串?dāng)?shù)字信息后會(huì)對(duì)其進(jìn)行處理 - 例如，在播放之前將其延遲以創(chuàng)建數(shù)字延遲，或?qū)⑵浯鎯?chǔ)在硬盤上進(jìn)行數(shù)字錄制。

到目前為止一切都沒(méi)有任何問(wèn)題，但由于我們聽(tīng)不了數(shù)字信號(hào)，所以必須將錄制或處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回可以通過(guò)揚(yáng)聲器或耳機(jī)播放的模擬信號(hào)。 因此，就需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字串轉(zhuǎn)換回一系列電壓電平。

到這兒也還沒(méi)結(jié)束，因?yàn)槲覀冞€需要將這一系列離散電壓平轉(zhuǎn)換成連續(xù)的波形。 我們將低通濾波器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器配合使用，來(lái)對(duì)階梯信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，從而使尖銳的波形邊緣變得平滑，之后我們就可以將轉(zhuǎn)換好的模擬信號(hào)發(fā)送到放大器/揚(yáng)聲器組合中了。