为什么录音软件中的电平为负值？
关于录音软件中出现的“负电平”现象，这确实是很多初学者会感到困惑的地方。很多人会想，电平不就是音量大小吗？音量怎么会是负的呢？这背后其实涉及到音频信号的表示方式和录音过程中的一些关键概念。
首先，我们要明白，录音软件中显示的电平，它并不是直接的“音量大小”这么简单，而是一种对音频信号幅度的度量。音频信号本质上是空气振动的波形，在电子设备中，这种振动被转换成变化的电压信号。录音软件要做的就是捕捉和记录这些电压信号。
那么，为什么会有负值呢？这就要从音频信号的波形说起了。
想象一下声波在空气中传播，它引起空气密度的变化。当声波到达麦克风时，麦克风会将其转换为电信号。这个电信号在经过一段时间后，它的电压值会随着声波的振动而上下起伏。
正向电压（正电平）：可以理解为麦克风振膜向某个方向（比如向前）运动时，产生的信号电压向一个特定方向（比如正方向）变化。
负向电压（负电平）：反之，当麦克风振膜向相反方向运动时，产生的信号电压就会向相反的方向（比如负方向）变化。
所以，音频信号的波形就像一个在零点上下波动的小球，它会时不时地“越过”零点，进入负向的区域。录音软件显示的电平表，其实就是在实时追踪这个电压信号的瞬时幅度。当信号电压是正值时，电平显示为正；当信号电压是负值时，电平就显示为负。
这有点像我们在描述一个人的身高。我们可以说他比平均身高高多少（正值），也可以说他比平均身高矮多少（负值）。这里的“平均身高”就相当于我们音频信号的“零点”或者“参考点”。
为什么录音软件会选择这样一个“有零点”的表示方式呢？
这与音频信号的处理和传输密切相关。在音频工程中，我们经常需要对信号进行放大、衰减、混合等操作。一个带有正负极性的信号表示方式，能够更完整地保留信号的相位信息。
相位：简单来说，相位描述了波形在时间上的位置，或者说波形振动的“方向”。例如，两个声音如果相位相反，当它们混合在一起时，可能会互相抵消（如果幅度相同的话），产生“静音”的效果。如果相位相同，则会叠加增强。如果没有负向电压的表示，我们就无法区分这种相位上的差异。
此外，现代数字音频系统通常使用补码等方式来表示负数。音频信号在数字化时，会被映射到一个特定的数值范围内，而负值是这个范围内不可或缺的一部分。
那么，负电平对我们录音有什么意义呢？
动态范围的体现：录音软件中的电平表通常会有一个范围，比如从∞dBFS（数字满刻度）到0dBFS。0dBFS通常被认为是数字音频系统的最大不失真信号值。当信号的峰值接近0dBFS时，我们就认为音量已经比较大了。而负值则表示信号的幅度小于这个最大值。一个音频信号的动态范围，就是它最响的部分和最静的部分之间的差距。负电平的存在，正是为了更精确地展现这种动态范围。
避免削波（Clipping）：削波是指当音频信号的幅度超过了系统能够处理的最大值时，信号的波形顶部或底部会被“削平”，导致声音失真。在录音时，我们希望信号的峰值不要超过0dBFS。如果电平经常显示为负值，并且峰值能被控制在0dBFS以下，就说明录音是干净的，没有发生削波。
举个例子：
假设我们有一个很小的声音，它的电压值很小，比如0.001伏特。如果我们的参考点是1伏特，那么这个声音的信号幅度可能被表示为0.999伏特。而一个很大的声音，它的电压值可能接近1伏特，那么它的信号幅度可能被表示为+0.999伏特。录音软件只是把这些电压值，通过一个固定的换算关系（比如对数刻度dBFS）显示出来而已。
需要注意的一点是：
“负电平”不等于“静音”。在很多混音软件中，你可能会看到一些信号的电平一直是负值，而且幅度很小。但这并不代表没有声音，只是声音非常微弱，并且其波形大部分时间都在零点以下。真正的静音是没有信号的，电平会一直显示在最底端或者完全没有数值。
所以，简单来说，录音软件中的负电平，是音频信号幅度的一种如实反映，它表明信号的瞬时电压低于我们设定的一个参考点（通常是数字系统的最大不失真信号）。这是理解音频信号工作原理以及进行精确录音和混音的基础。就像我们描述深度一样，我们有0米的海拔，也有低于海平面的负海拔。这都是一种坐标系的表示方法，方便我们进行测量和描述。
首先，我们要明白，录音软件中显示的电平，它并不是直接的“音量大小”这么简单，而是一种对音频信号幅度的度量。音频信号本质上是空气振动的波形，在电子设备中，这种振动被转换成变化的电压信号。录音软件要做的就是捕捉和记录这些电压信号。
那么，为什么会有负值呢？这就要从音频信号的波形说起了。
想象一下声波在空气中传播，它引起空气密度的变化。当声波到达麦克风时，麦克风会将其转换为电信号。这个电信号在经过一段时间后，它的电压值会随着声波的振动而上下起伏。
正向电压（正电平）：可以理解为麦克风振膜向某个方向（比如向前）运动时，产生的信号电压向一个特定方向（比如正方向）变化。
负向电压（负电平）：反之，当麦克风振膜向相反方向运动时，产生的信号电压就会向相反的方向（比如负方向）变化。
所以，音频信号的波形就像一个在零点上下波动的小球，它会时不时地“越过”零点，进入负向的区域。录音软件显示的电平表，其实就是在实时追踪这个电压信号的瞬时幅度。当信号电压是正值时，电平显示为正；当信号电压是负值时，电平就显示为负。
这有点像我们在描述一个人的身高。我们可以说他比平均身高高多少（正值），也可以说他比平均身高矮多少（负值）。这里的“平均身高”就相当于我们音频信号的“零点”或者“参考点”。
为什么录音软件会选择这样一个“有零点”的表示方式呢？
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相位：简单来说，相位描述了波形在时间上的位置，或者说波形振动的“方向”。例如，两个声音如果相位相反，当它们混合在一起时，可能会互相抵消（如果幅度相同的话），产生“静音”的效果。如果相位相同，则会叠加增强。如果没有负向电压的表示，我们就无法区分这种相位上的差异。
此外，现代数字音频系统通常使用补码等方式来表示负数。音频信号在数字化时，会被映射到一个特定的数值范围内，而负值是这个范围内不可或缺的一部分。
那么，负电平对我们录音有什么意义呢？
动态范围的体现：录音软件中的电平表通常会有一个范围，比如从∞dBFS（数字满刻度）到0dBFS。0dBFS通常被认为是数字音频系统的最大不失真信号值。当信号的峰值接近0dBFS时，我们就认为音量已经比较大了。而负值则表示信号的幅度小于这个最大值。一个音频信号的动态范围，就是它最响的部分和最静的部分之间的差距。负电平的存在，正是为了更精确地展现这种动态范围。
避免削波（Clipping）：削波是指当音频信号的幅度超过了系统能够处理的最大值时，信号的波形顶部或底部会被“削平”，导致声音失真。在录音时，我们希望信号的峰值不要超过0dBFS。如果电平经常显示为负值，并且峰值能被控制在0dBFS以下，就说明录音是干净的，没有发生削波。
举个例子：
假设我们有一个很小的声音，它的电压值很小，比如0.001伏特。如果我们的参考点是1伏特，那么这个声音的信号幅度可能被表示为0.999伏特。而一个很大的声音，它的电压值可能接近1伏特，那么它的信号幅度可能被表示为+0.999伏特。录音软件只是把这些电压值，通过一个固定的换算关系（比如对数刻度dBFS）显示出来而已。
需要注意的一点是：
“负电平”不等于“静音”。在很多混音软件中，你可能会看到一些信号的电平一直是负值，而且幅度很小。但这并不代表没有声音，只是声音非常微弱，并且其波形大部分时间都在零点以下。真正的静音是没有信号的，电平会一直显示在最底端或者完全没有数值。
所以，简单来说，录音软件中的负电平，是音频信号幅度的一种如实反映，它表明信号的瞬时电压低于我们设定的一个参考点（通常是数字系统的最大不失真信号）。这是理解音频信号工作原理以及进行精确录音和混音的基础。就像我们描述深度一样，我们有0米的海拔，也有低于海平面的负海拔。这都是一种坐标系的表示方法，方便我们进行测量和描述。
网友意见
多谢邀请。
这是个数学问题， 严格地说是初中数学问题。
如果 |A| < |B|, log |A| - log |B| 一定是负的。 别忘记对数的加减实质是乘除的另一种表达方式。
因为最高的可用的信号电平被人为定义成 0 dB.
录音软件中的电平啃腚就变成负值了。
The dBu system uses 0.775V as a reference (a number that was common in early electronic circuits). The dBV system uses 1V as a reference (a much easier number to deal with).
如果 1V 被定义成 0dB, 2V 啃腚是 +6dB.
超过 0.7V 的音频信号电压很容易削顶， 找个示波器看看就明白了。
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