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教程:玩轉(zhuǎn)你的MP3播放器之必學的基礎知識

 ywzhaiqi 2006-04-05
教程:玩轉(zhuǎn)你的MP3播放器之必學的基礎知識

作者:benitez出處:天極網(wǎng)責任編輯: benitez [ 2005-10-24 09:28 ]

 

(一). MP3基本知識及構(gòu)成
 
1、MP3是什么?

 
  MP3是一種有損數(shù)字音頻壓縮格式。全稱是Mpeg-1 audio Layer 3,其中MPEG是Moving Picture Experts Group的縮寫,意思是動態(tài)圖象專家組。所謂“有損壓縮音頻格式”也就是對數(shù)字音頻使用了對音質(zhì)有損耗的壓縮方式,以達到縮小文件大小的目的,來滿足復制、存儲、傳輸?shù)男枰P3的壓縮率可以達到1:12,但在人耳聽起來,卻并沒有什么失真,因為它將超出人耳聽力范圍的聲音從數(shù)字音頻中去掉,而不改變最主要的聲音。此外,MP3隨身聽也可以上傳、下載其他任何格式的電腦文件,具有移動存儲功能。
 
2、MP3隨身聽的構(gòu)成
 
  MP3隨身聽其實就是一個功能特定的小型電腦。在它小小的機身里,擁有存儲器(存儲卡)、顯示器(LCD顯示屏)、中央處理器 [MCU(微控制器)或解碼DSP(數(shù)字信號處理器)] 等,其基本構(gòu)成如下圖:

六大技術(shù)特色詳解MP3播放器基礎知識篇
MP3隨身聽的構(gòu)成

3、MP3隨身聽的工作流程

六大技術(shù)特色詳解MP3播放器基礎知識篇
MP3隨身聽的工作流程

    當微型操作系統(tǒng)加載完成后,MCU開始為操作系統(tǒng)所控制,執(zhí)行它所指定的各種功能。對于MP3隨身聽而言,這個功能最主要的就是播放MP3音樂了。播放的過程就是MP3音樂文件的解碼過程,MCU利用自身的CPU的運算能力來承擔繁重的MP3音樂文件解碼任務。當MP3音樂下載至MP3隨身聽后一般多存儲在機身內(nèi)置閃存或硬盤里,在播放的過程中,MCU將其從存儲介質(zhì)里讀取出來,緩沖在RAM中,解碼后播放出來。由于此時的信號是數(shù)字信號,耳機此類的模擬設備還無法播放,這時就需要由數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)來完成將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號的工作,然后通過耳機就可以播放出美妙的音樂了。
(二). MP3性能參數(shù)和技術(shù)知識
 
1、 SRS( WOW) 環(huán)繞音響效果
 

  SRS(Sound Retrieval System)效果簡單地說就是 3D立體音響效果。 WOW是由SRS、TRUBASS、BRIGHTNESS組成,能夠把音質(zhì)提升到從低到高的全景3D效果。SRS是WOW的核心技術(shù),能夠收集被干擾、散亂的音波,然后按照正常的途徑的重放出來。它能夠非常接近藝術(shù)家原創(chuàng)的水平和現(xiàn)場效果。TRUBASS能夠?qū)⒌皖l進行實用化的調(diào)和,還能夠把很深的低頻提升到八度音的水平并方位展示出來。BRIGHTNESS通過延伸的悅耳的音波來創(chuàng)造一個更高、更寬的音域,從而實現(xiàn)一個拉闊的效果。
 
2、 EQ均衡器
 
  Equalization(均衡)將聲音中各頻率的組成泛音等級加以修改,專為某一類音樂進行優(yōu)化,增強人們的感覺。常見包括:正常、搖滾、流行、舞曲、古典、柔和、爵士、金屬、重低音和自定義。自定義就是自己調(diào)節(jié),沒有套用固定的模式,按個人喜好而定的真正EQ。EQ音效能夠彌補MP3壓縮時候的信號損失,同時也滿足了不同的個人聽音喜好
 
 
3、 SNR(Signal to Noise Ratio,信噪比)
 
  信噪比指在規(guī)定輸入電壓下的輸出信號電壓與輸入電壓切斷時輸出所殘留之雜音電壓之比,也可看成是最大不失真聲音信號強度與同時發(fā)出的噪音強度之間的比率,通常以S/N表示,一般用分貝(dB)為單位。信噪比越高表示音頻產(chǎn)品越好,常見的MP3隨身聽信噪比都在60dB以上,OPPO MP3 的信噪比都在90dB以上,具有較高的優(yōu)勢。
 
4、 Frequency Respond頻率響應
 
  頻率響應范圍是最低有效聲音頻率到最高有效聲音頻率之間的范圍,單位為赫茲(Hz)。它與音響系統(tǒng)的性能和價位有著直接的關(guān)系,其數(shù)值越小說明音箱的頻響曲線越平坦、失真越小、性能越高。一般的MP3隨身聽的頻響范圍在20~20000Hz,而這一范圍正好是人耳所能聽到的聲音頻率范圍。
 
5、 Sampling Rate(采樣率)
 
  數(shù)碼音頻系統(tǒng)是通過將聲波波形轉(zhuǎn)換成一連串的二進制數(shù)據(jù)來再現(xiàn)原始聲音的,把模擬音頻轉(zhuǎn)成數(shù)字音頻的過程就稱作采樣。實現(xiàn)這個過程使用的設備是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)它以每秒上萬次的速率對聲波進行采樣,每一次采樣都記錄下了原始模擬聲波在某一時刻的狀態(tài),稱之為樣本。將一串的樣本連接起來,就可以描述一段聲波了,把每一秒鐘所采樣的數(shù)目稱為采樣率,單位為Hz(赫茲)。采樣率越高所能描述的聲波頻率就越高,則音質(zhì)越有保證,在錄音時體現(xiàn)的最為明顯。大部分的MP3隨身聽都支持播放44.1KHz的MP3音頻文件。
 
6、 Output Power(輸出功率)
 
  指隨身聽耳機輸出口中,以電壓輸出為主的非純電壓輸出方式輸出的功率,說明書上一般會有標稱,耳機必須與隨身聽的輸出功率相匹配。簡單分析:耳機的阻抗越高,輸出電壓會變大,隨身聽的總功率就會減小,此時輸出功率就會減小。當把音量開到很大的時候,功率減小更顯著,此時就會產(chǎn)生所謂的失真現(xiàn)象?,F(xiàn)在的MP3隨身聽在標配阻抗為16Ω的耳機的條件下,單一聲道的最大輸出功率一般在7~18mW之間。
 
7、 USB接口
 
  USB的全稱是Universal Serial Bus(通用串行總線)。目前MP3產(chǎn)品普遍采用的是USB2.0接口,USB2.0分為兩種:USB2.0 Full Speed(全速)和USB2.0 Hi Speed(高速)。USB2.0 Full Speed的傳輸速率為12Mbps(兆位每秒),相當于1.5MB/s。目前大部分MP3為此類接口類型。USB2.0 Hi Speed的理論傳輸速率可以達到480Mbps,相當于60MB/s,這意味著裝滿一個128MB的MP3隨身聽只需要2秒鐘!但由于種種原因,實際上的傳輸速率遠遠沒有達到這個數(shù)值,一般傳輸速率都沒有超過10MB/s,不過能達到了數(shù)兆每秒,這個速度已經(jīng)是足夠快了。
另外,早期的MP3隨身聽采用的多是USB1.1的接口,它的一般傳輸速率是1.5Mbps,即相當于USB2.0(全速)的1/8。
 
8、 Line in(線輸入/直錄功能)
 
  從硬件角度來講,Line in是用來接受線路等級信號的輸入端子(插孔)。從功能角度講,Line in是MP3直錄功能。它可以通過音頻線直接從CD機、VCD、錄音機等外部音頻設備取得音源進行錄制,然后利用機內(nèi)的MP3編碼功能將其壓縮成MP3格式音頻文件。這樣,無需經(jīng)過電腦,照樣可以將CD等音源錄制成MP3音樂。
 
9、 FirmWare(固件)
 
  固件(具有軟件功能的硬件)包括了對音樂的解碼、界面控制、顯示各種提示信息以及通過線路與電腦連接等,功能非常強大。固件升級可以解決已經(jīng)存在的錯誤和兼容性問題、改善操作方式使之更加人性化、并能提供更多的音樂格式支持。
 
10、 電池
 
  電池一般為鋰電池、7號或者5號電池,7號或者5號電池有可能為鎳氫充電電池。鋰電池最大的好處就是幾乎無記憶效應,能量強。
 
11、 TTS
 
  TTS是同時運用語言學和心理學的杰出之作,在內(nèi)置芯片的支持之下,通過神經(jīng)網(wǎng)絡的設計,把文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流。TTS技術(shù)對文本文件進行實時轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換時間之短可以秒計算。在其特有智能語音控制器作用下,文本輸出的語音音律流暢,使得聽者在聽取信息時感覺自然,毫無機器語音輸出的冷漠與生澀感。TTS語音合成技術(shù)即將覆蓋國標一、二級漢字,具有英文接口,自動識別中、英文,支持中英文混讀。所有聲音采用真人普通話為標準發(fā)音,實現(xiàn)了120-150個漢字/秒的快速語音合成,朗讀速度達3-4個漢字/秒,使用戶可以聽到清晰悅耳的音質(zhì)和連貫流暢的語調(diào)?,F(xiàn)在有少部分MP3隨身聽具有了TTS功能。
 
12、 TXT文本閱讀
 
  TXT文本閱讀是指MP3能夠閱讀TXT格式的文本,這使得消費者能夠一邊聽音樂,一邊閱讀文本。
 
13、 ID3 信息
 

  ID3標簽是 MP3 音樂檔案中的歌曲附加信息,它能夠在MP3中附加曲子的演出者、作者以及其它類別資訊,方便眾多樂曲的管理。缺少ID3標簽并不會影響 MP3的播放,但若沒有的話,管理音樂文件也會相當?shù)穆闊?。如果你在網(wǎng)上download (下載)MP3音樂, 里面多半已經(jīng)寫有預設的ID3信息。 如果你想要將其清除重設,使用Winamp中的“Alt + 3”熱鍵,就能修改MP3檔案中之的ID3標簽。
 
14、 內(nèi)存擴展槽
 
  擴充內(nèi)存相當于給MP3隨身聽增加內(nèi)存容量,根據(jù)MP3的不同,可以有CF卡、SM卡、MMC卡、SD卡等多種選擇。CF卡是早期MP3使用的,現(xiàn)在因為體積和耗電的原因,已經(jīng)很少用到了;SM卡在MP3隨身聽領(lǐng)域中應用較廣,但目前已經(jīng)比較少見了;MMC卡號稱是目前世界上最小的Flash Memory存儲卡,但由于價格的原因,現(xiàn)在使用這種卡的MP3隨身聽非常少;SD卡是在MMC卡基礎上發(fā)展出來的,所以它也向下兼容--換言之,如果你的MP3支持SD卡,那么它一般也可以支持MMC卡,但反過來MMC卡插槽的MP3就不支持SD卡。除了上面列舉的幾種卡外,SONY采用的是專用的記憶棒(Memory Stick),一般只用在SONY的機型上,很少看到其他產(chǎn)品使用。
(三). MP3隨身聽顯示屏的分類
 

  現(xiàn)在市場上的MP3隨身聽普遍具有了顯示屏,并且有各種各樣顏色的背光,近一年來彩屏MP3隨身聽也流行起來,人們對于MP3的顯示效果也有了新的要求。下面我們來了解一下各種MP3隨身聽的顯示屏。首先我們先了解一個概念——LCD(Liquid Crystal Display ,液晶顯示屏),LCD是液晶顯示屏的總稱,并不代表某一種特定的液晶顯示屏種類。MP3隨身聽由于體積的限制,采用的顯示屏幾乎都是LCD(OLED不屬于LCD),只是不同種類的LCD罷了。
 
1、 FSTN(Film Super Twisted Nematic,薄膜超扭曲向列型)
 
  FSTN屏幕屬于STN的一種,是單色屏,雖然可以加入不同顏色的背光,但在某一時間只能顯示一種顏色,同手機的黑白屏一樣,是我們接觸得最多的MP3顯示屏了。FSTN屬于被動矩陣式LCD器件,它的好處是功耗小、視角寬、成本不高,缺點是不能進行彩色顯示,并且屏幕的響應速度慢,進行動態(tài)顯示,比如玩游戲的時候,拖尾現(xiàn)象嚴重。
 
2、 CSTN(Color Super Twisted Nematic,彩色超扭曲向列型)
 
  CSTN屏幕屬于彩屏中的一種,它的顯示原理是在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器上加一彩色濾光片,并將單色顯示矩陣中的每一像素分成三個子像素,分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色,三個子象素通過空間混色就可顯示出彩色畫面。
  CSTN和FSTN顯示原理相同,同樣屬于被動矩陣式LCD,省電是它的最大優(yōu)點,同樣存在著響應速度慢的缺點,同時,因為色彩補償?shù)膯栴},CSTN本身無法實現(xiàn)完全的黑白底色,因此它的色彩還原能力遠遠比不上TFT。CSTN屏幕多為4096色的,目前市場上采用此種彩屏的MP3隨身聽多為彩屏MP3中的中低價產(chǎn)品,如丹丁的DX-6,而信利的MP301采用的則是65K色的CSTN。
  
3、 TFT(Thin Film Transistor,薄膜晶體管)
 
  TFT是有源矩陣類型液晶顯示器(AM-LCD)中的一種,TFT是設在象素電極上的一個開關(guān)元件,可以“主動的”對屏幕上的各個獨立的象素進行控制,這也就是所謂的主動矩陣(active matrix),TFT因為仍然是基于TN的結(jié)構(gòu),因此它可以提供比CSTN快的多的響應速度,同時由于TFT是主動式矩陣LCD,可讓液晶的排列方式具有記憶性,不會在電壓消失后馬上恢復原狀。TFT避免了交叉效應的產(chǎn)生,有效的提高了播放動態(tài)畫面的能力,和STN相比TFT具有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度,更快的相應速度,但是缺點就是比較耗電,而且成本也比較高。目前市場上大多數(shù)的高檔彩屏MP3隨身聽都使用了65K色TFT屏幕,也就是俗稱的真彩,例如愛國者的P200和P770。
 
4、 OLED(Organic Light Emitting Display,有機發(fā)光顯示屏)
 
  OLED已經(jīng)不再屬于液晶顯示(即LCD)的范疇了,OLED因為其自身的多種優(yōu)越性能,已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認為下一代的主流顯示技術(shù)。OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同,它可以做到更薄更輕、主動發(fā)光(既不需要背光源)、廣視角、高清晰、響應快速、能耗低、低溫和抗震性能優(yōu)異、柔性和環(huán)保設計等等。
從長遠來說,OLED無疑是代表未來趨勢的新技術(shù),但是現(xiàn)階段OLED還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。目前市場上常見采用OLED的MP3隨身聽,大多為雙色顯示(藍色和黃色),屬于中高檔彩屏產(chǎn)品,例如明基的JoyBee 200。

(四). MP3隨身聽的解碼芯片和方案簡介
  
  解碼芯片,它的作用顧名思義就是將存儲在介質(zhì)(Flash或者硬盤)上的MP3文件解碼。它是MP3隨身聽工作中最重要的一環(huán),很大程度上影響產(chǎn)品最終的音質(zhì)表現(xiàn)。MP3是一種有損壓縮的格式,如果MP3隨身聽擁有優(yōu)秀的解碼芯片就能夠更好地還原音頻信號的質(zhì)量,很大程度上彌補音頻信號的損失。
將MP3解碼芯片、MCU(微處理器)、接口控制芯片再加上操作控制電路集成到一起(也就是我們前文《MP3隨身聽的構(gòu)成原理圖》中的那個“大黑塊”),稱為一個芯片方案,或者叫主芯片,我們常聽到的什么PHILIPS×××芯片方案、SIGMATEL××××芯片方案,就是這個意思。比較知名的、高檔一些的芯片方案,主要有PHILIPS、SIGMATEL、TELECHIPS,其它相對來說比較低端一些的有臺灣SUNPLUS(凌陽)、珠海炬力等。
以SIGMATEL STMP3410芯片為例,我們就可以了解到“主芯片”的原理和作用了:

六大技術(shù)特色詳解MP3播放器基礎知識篇(4)
SIGMATEL STMP3410芯片原理框圖

  由原理圖理論上我們可以看出,“主芯片”是以解碼DSP(數(shù)字信號處理器)為核心的,集成了各種接口控制芯片和控制電路,所以它的實際作用已經(jīng)遠遠不止是解碼芯片了,但現(xiàn)實中人們?nèi)匀涣晳T性地稱它們?yōu)?#8220;解碼芯片”。
 
  下面簡要介紹前三種應用較廣泛的芯片方案。
 
1、 PHILIPS芯片方案
 
  iRiver和MPIO是MP3隨身聽發(fā)源地韓國的領(lǐng)導品牌,他們的產(chǎn)品無論是音質(zhì)還是品質(zhì)都是很有口碑的,這也成就了PHILIPS解碼芯片的高端地位。PHILIPS 的系列芯片SAA7750、SAA7751、PNX0101ET本身僅僅是解碼芯片,必須搭配其他的控制芯片才能使用。PHILIPS解碼芯片本身價格就比較昂貴,再加上外圍芯片整體成本就比較高了,因此采用PHILIPS解碼芯片的MP3價格一般都比較昂貴。

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PHILIPS SSA7750EL芯片

  PNX0101ET是SAA7750EL的改良型,外型體積小了,性能及功耗卻有所提高。

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PHILIPS SSA7750EL芯片


  部分采用PHILIPS SAA7750/7751解碼芯片的MP3隨身聽代表產(chǎn)品有:iriver的IFP-100、300、500系列,MPIO的大部分機器(FD100、FL100、FY200、FG100等),MSC的G128,JNC SSF-200和創(chuàng)新(CREATIVE)的MX100、MX200等。
 
  PHILIPS PNX0101ET芯片
 
MPIO的FG100、FL300和iriver 的IFP-700、800、900、1000系列以及N10使用的是PNX0101ET芯片。

 
2、 SIGMATEL芯片方案
 
  美國SIGMATEL公司的STMP 34××系列和35××系列芯片是目前市場上占有率最大的MP3解碼芯片之一。它是幾種最主流的解碼芯片中唯一采用高集成單芯片的,因此采用SIGMATEL方案的機器整體外圍結(jié)構(gòu)比較簡約,成本也容易控制,綜合性價比應該算是最高的。其中SIGMATEL  STMP34××系列芯片曾經(jīng)因為結(jié)構(gòu)簡單、性價比高、方案成熟,被幾乎所有的主流廠商所采用,也因此開發(fā)出了眾多的附加功能,占據(jù)了MP3市場的大半河山,愛國者月光寶盒系列、JNC SSF-800

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SIGMATEL芯片方案


  和SAMSUNG YP-55H等市場熱銷型號都是采用經(jīng)典的STMP3420芯片。
 
  SIGMATEL STMP3410芯片
 
  在STMP34××系列大獲成功的基礎上,SIGMATEL于2004年推出了功能更為強大的STMP35××系列。魅族在年初于國內(nèi)率先推出基于STMP3520芯片基礎的ME系列一舉獲得成功,并奠定了一定的市場地位。如今采用STMP35××系列芯片的產(chǎn)品越來越多,大有取代STMP34××系列成為新一代市場霸主地位之勢。

  SIGMATEL STMP3520芯片
 
3、 TELECHIPS芯片方案
 
  韓國TELECHIPS的TCC730、TCC731也是性能較好的MP3解碼芯片之一,其成本比起飛利浦的要低一些,但是同樣需要外圍元件的配合,因此成本比起單芯片來說還是要高。音質(zhì)方面TELECHIPS同樣保持在比較高的水準,而且由于韓國的民族情感比較強烈,TELECHIPS在韓國廠商中采用的還是比較多的,而韓國的整體MP3水平又比較高,所以TELECHIPS的芯片在整個MP3隨身聽中還是占有很高的市場份額,這也叫近水樓臺先得月的一種吧。

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TELECHIPS芯片方案

  TELECHIPS TCC730芯片
 
  部分采用TELECHIPS芯片方案的MP3型號有:丹丁328系列、DEC街舞系列、WeWa!!王者之音,朝華魔音系列,信利MP301等機型??梢钥闯?,其中主要是韓國的OEM產(chǎn)品,由此也可見TELECHIPS在韓國的普及。
(五). 影響MP3隨身聽音質(zhì)的因素
 
1、 存儲器會影響音質(zhì)嗎?

 
  首先來看看存儲裝置,它對MP3的音質(zhì)有什么影響嗎?存儲裝置主要是以文件形式保存數(shù)字編碼,在這里的數(shù)字編碼是用戶保存進去的,因此存儲裝置只要能正確的還原保存上去的數(shù)字編碼就可以了,而這是對存儲裝置的最基本要求,并且由于是數(shù)字信號,因此也不會存在信號強度、信噪比、失真等問題。因此可以說,在音質(zhì)方面,存儲裝置不會造成任何影響,當然,如果使用HDD(hard disk drive,硬盤驅(qū)動器)方案,而電源部分未做好的話,可能會因為HDD的瞬間電流而造成些影響。
 
2、 什么芯片方案的音質(zhì)最好呢?
 
  芯片方案(主芯片)是一個MP3隨身聽的絕對核心部分,它是一個高度集成的芯片,我們很難對它進行深度分析。但通過大量經(jīng)驗以及近年來市場用戶反饋的情況來看,芯片方案的音質(zhì)跟芯片公司的音頻背景成正比,就三款主流芯片方案來說,音質(zhì)排列順序為:Philips > Sigmatel > Telchips。
 
  但這個排列也并不絕對, 因為有很多 MP3 隨身聽制造商拋棄芯片方案內(nèi)部的DAC
(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)不用,而采用自己認為音質(zhì)更高的DAC芯片來解決音質(zhì)問題,并且這是一個非常有效的方法。那么DAC在改變整個MP3音質(zhì)中到低占了多少比重呢?可能你會說占了決定性的作用,因為它是整個模擬信號的出口。當然,如果僅僅是從技術(shù)原理上分析,確實如此,但是一臺放在貨架上的MP3隨身聽可不僅僅這么簡單,那還有什么重要因素呢?
 
 
 
3、 耳機對于音質(zhì)的影響
 
  已經(jīng)有越來越多的用戶開始注意MP3隨身聽的耳機了!確實,做為整個MP3隨身聽的唯一出口,它確實占據(jù)著非常重要的地位。因為不管硬件做的多么優(yōu)秀,如果沒有好的回放設備的話也只是徒勞。不過也不用一味要求使用高檔耳機,因為一是存在著耳機與隨身聽搭配的問題,二是再好的耳機也只是能展現(xiàn)出MP3隨身聽的音質(zhì)而已,而不能從根本上改變和提升MP3的音質(zhì)。
 
4、 PCB布線的影響
 
  首先,我們知道,所有的零件都是固定在PCB(Printed Circuit Board, 印刷電路板)上的,雖然是同樣的電路,但是,不同的公司、不同的工程師所布出來的PCB卻截然不同。而由于MP3芯片組本身集成度非常高,在同一塊芯片上同時存在著很多種頻率的信號。如果處理不當?shù)脑挘蜁斐尚盘栭g的干擾,造成音質(zhì)變差,或者使隨身聽工作不穩(wěn)定。

5、 軟件的作用
 
  實際上一般的公司在軟件方面是沒有能力進行任何對于音質(zhì)有利的改進的。雖然軟件在音質(zhì)上不占有主導地位,但是如果軟件設計的不好的話,也會使音質(zhì)明顯劣化。當然更重要的是,一個好的軟件、好的操作邏輯才會讓用戶更加方便舒適的使用MP3隨身聽,這才是軟件最重要的職能。
 
6、 電源設計
 
  MP3隨身聽做為低功耗的小型音頻設備,其電源的設計也是非常重要的。設計的不好,不但耗電量大不說,還有可能造成對音頻信號的干擾。
 
7、 元器件選用

 
  對于音質(zhì),如果元件選擇不當對于音質(zhì)的影響一般來說都是細微的,特別是對于這種數(shù)碼產(chǎn)品,會影響音質(zhì)的,其實也就是最后的那一小段模擬電路,而之前的大部分電路都不會對音質(zhì)產(chǎn)生影響。
 
  說了這么多,那到底誰才是決定MP3音質(zhì)的關(guān)鍵呢?這個真的不好回答,因為一臺優(yōu)秀的MP3隨身聽需要各部分完美的結(jié)合才行,在這些因素中只要有一項做的不好,都會對音質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響,因此它們并不能用簡單的百分比來表示。所以要衡量MP3隨身聽的音質(zhì),除了分析它的主芯片構(gòu)成外,還要多聽才行,非發(fā)燒友級的普通消費者,也只能作出比較主觀的判斷和選擇了。
(六). MP3和WMA音頻格式相關(guān)知識

  數(shù)字音頻格式即以數(shù)字形式進行記錄、處理和播放的音頻信號。數(shù)字音頻格式的出現(xiàn),是為了滿足高保真復制、存儲、傳輸?shù)男枨蟆:唵蔚恼f,早期的模擬音頻格式,存在著復制失真和因為介質(zhì)磨損而失效的問題。從CD盤的問世開始,數(shù)字格式音頻文件開始普及,但又產(chǎn)生了一個問題——存儲體積上的限制,同時CD盤仍然存在磨損的現(xiàn)象。如果保存到硬盤上(相對存儲時間更長),在當時存儲介質(zhì)(主要是硬盤)仍然昂貴的情況下,也不是好的解決方法。而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),更產(chǎn)生了遠距離傳輸文件的要求,在帶寬的制約下,縮小文件體積的需求變得更加強烈,這些都從外部因素上導致了有損壓縮數(shù)字音頻格式產(chǎn)生!
而從內(nèi)部因素來說,隨著電腦運算、編碼能力的提高,各種聲學心理模式的進步,促進了各種有損壓縮數(shù)字音頻格式的層出不窮。以下簡要介紹一些在MP3隨身聽上廣泛使用的音頻格式——MP3(CBR、VBR、ABR)、WMA、WAV、ADPCM,以及新興的音頻格式AAC、ASF和OGG。
 
  在介紹幾種數(shù)字音頻格式之前,我們先來明晰一個概念——Bit Rate(比特率)。
 
在計算機領(lǐng)域中,所有的資料都是被數(shù)字化的,比特(Bit)是電腦中最小的數(shù)據(jù)單位,指一個0或者1的數(shù),也就是數(shù)學上的二進制數(shù)字,一個“0”或“1”,就是一個位。例如當我們說一個2位的數(shù)字,就是指它是一個兩位數(shù)的二進制數(shù)字,有“00”、“01”、“10”、“11”這4種組合,分別代表十進制中的0、1、2、3四個數(shù)字。
 
  比特率是一種數(shù)字音樂壓縮效率的參考性指標,比特率表示單位時間(1秒)內(nèi)傳送的比特數(shù)bps(bit per second,位/秒),通常我們使用kbps(通俗地講就是每秒鐘1000比特)作為單位。CD中的數(shù)字音樂比特率為1411.2kbps(也就是記錄1秒鐘的CD音樂,需要1411.2×1024比特的數(shù)據(jù))。音樂文件的比特率越高,意味著在單位時間(1秒)內(nèi)需要處理的數(shù)據(jù)量(Bit)越多,也就表明音樂文件的音質(zhì)越好。但是,比特率高時文件大小變大,會占據(jù)很多的存儲容量,MP3音樂文件最常用的bit rate是128kbps,MP3文件可以使用的比特率一般是8~320kbps。
 
1、 WMA(Windows Media Audio,視窗媒體音頻)

  作為微軟公司的多媒體壓縮方式,它是在Windows Media Technologies中只壓縮音頻數(shù)據(jù)的那一部分技術(shù),音質(zhì)類似MP3,能以MP3一半的技術(shù)完成壓縮。它具有版權(quán)所有的Windows Media Rights Manager,可通過安裝在WMP(Windows Media Player,視窗媒體播放器)進行播放。由于微軟和Windows的強大影響力,以及最重要的版權(quán)原因,美國的主要唱片公司EMI和BMG公司等正式確定使用由微軟公司開發(fā)生產(chǎn)的WMA方式。相信,今后這種先進方式會得到進一步的普及。
 
2、 MP3(CBR、VBR、ABR)
 
  MP3是目前使用用戶最多、應用最為廣泛的有損壓縮數(shù)字音頻格式,在前文已經(jīng)做過解釋,在此不再復述。
 
  CBR(Constant Bit Rate,固定比特率)
 
  CBR是最古老最簡單的MP3編碼(壓縮)方式。采用此法編碼時,整個文件的比特率都是一樣的,換言之,MP3文件每秒使用的比特率都是一樣。盡管音樂文件有復雜程度不同的段落,編碼器始終把比特率保持一致,除非你用最高音質(zhì),否則,MP3文件中不同段落的音質(zhì)會有變化。越是復雜的段落,其音質(zhì)就越差。它的最大優(yōu)點是文件的尺寸固定,便于計算存儲的空間。
 
  VBR(Variable Bit Rate,可變比特率)
 
  VBR是一種可變編碼速率的MP3壓縮方式,其原理就是將一首歌的復雜部分用高比特率編碼,簡單部分用低比特率編碼,通過這種動態(tài)調(diào)整編碼速率的方式,進一步得到音質(zhì)和文件體積之間的平衡。它的主要優(yōu)點是可以讓整首歌都能大致達到我們的音質(zhì)要求,缺點是編碼時無法估計壓縮出來的文件體積大小。
現(xiàn)在推出的MP3隨身聽大部分都支持VBR了,不過有些機器雖然能夠播放VBR格式的歌曲,但是不能夠正確顯示播放時間,目前許多高品質(zhì)的MP3音樂都是采用VBR編碼的。
 
  ABR(Average Bit Rate,平均比特率)
 
  ABR是VBR的一種插值參數(shù),它是在VBR的基礎上發(fā)展出來的一種編碼方式,是針對CBR較大的文件體積和VBR生成文件體積大小不定的特點創(chuàng)造了這種編碼模式。ABR在指定的文件大小內(nèi),以每50幀(30幀約1秒)為一段,低頻和不敏感頻率使用相對低的流量,高頻和大動態(tài)表現(xiàn)時使用高流量,可以作為VBR和CBR的一種折中選擇。
 
3、 WMA(Windows Media Audio,視窗媒體音頻) 
 
  WMA是微軟公司的多媒體壓縮方式,它是在微軟視窗媒體技術(shù)中只壓縮音頻數(shù)據(jù)的技術(shù),音質(zhì)類似MP3。從壓縮比角度來說,在低于192kbps的編碼速率條件下,WMA可以在同樣音質(zhì)條件下獲得比MP3文件更小的體積——甚至一半(但當編碼速率高于192kbps時,普遍的反映是MP3的音質(zhì)要好于WMA)。微軟官方宣布的資料中稱WMA格式的可保護性極強,甚至可以限定播放機器、播放時間及播放次數(shù),具有相當?shù)陌鏅?quán)保護能力。
 
4、 WAV(聲音資源文件)
 
  WAV是一種波形文件,直接記錄聲音的波形,未被壓縮,從CD抓取的音軌就是wav文件,體積大。
 
5、 ADPCM
 
  ADPCM是Adaptive Differential Pulse Code Modulation的縮寫,全名為自適應差分脈沖編碼,也是一種有損壓縮數(shù)字音頻格式。這個格式常用在MP3隨身聽的錄音方面,它可以提供極高的壓縮比,一般128MB的MP3隨身聽最長可以記錄16小時的錄音,但追求錄音時間過長是以犧牲音質(zhì)為代價的。
 
6、 AAC(Advanced Audio Coding,高級音頻編碼)
 
  AAC是由Fraunhofer研究院(MP3格式的創(chuàng)造者)、杜比(DOLBY)試驗室和AT&T(美國電話電報公司)共同研發(fā)出的一種有損壓縮音頻格式,是MPEG-2規(guī)范的一部分。與MP3相比,AAC增加了對立體聲的完美再現(xiàn)、碼流效果音掃描、多媒體控制、降噪優(yōu)化等MP3音頻格式所沒有的特性,同時還支持更多種采樣率和比特率、多種語言的兼容能力、更高的解碼效率??傊?,AAC可以在比MP3文件縮小30%的前提下提供更好的音質(zhì)。
不過,在目前的MP3隨身聽上,僅有少數(shù)幾家應用了這一格式。
 
7、 ASF(Advanced Streaming Format,高級流動格式)
 
  ASF是微軟公司針對Real公司開發(fā)的新一代網(wǎng)上流式數(shù)字音頻壓縮技術(shù)。這種壓縮技術(shù)的特點是同時兼顧了保真度和網(wǎng)絡傳輸需求,所以具有一定的先進性。也是由于微軟的影響力,這種音頻格式現(xiàn)在正獲得越來越多的支持。
 
8、 OGG Vorbis格式
 
  OGG是一個龐大的多媒體開發(fā)計劃的項目名稱,涉及視頻音頻等方面的編碼開發(fā)。OGG Vorbis是高質(zhì)量的音頻編碼方案,它比MP3先進在于可以支持多聲道編碼。官方數(shù)據(jù)顯示,OGG Vorbis可以在相對較低的數(shù)據(jù)速率下實現(xiàn)比MP3更好的音質(zhì)。但由于隨身聽使用耳機播放的局限,即便是經(jīng)過多聲道(兩聲道以上)編碼的OGG Vorbis格式音頻文件,用耳機收聽也感受不到環(huán)繞效果,因為耳機只提供雙聲道輸出。

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