音频基础知识

CODEC

图1基本音频输入输出系统框图

1.模拟音频接口

1.13.5mm接口

1.1.1插座

首先要了解前置音频插座的结构。根据英特尔关于AC97前置音频接口的规范，机箱的前置音频面板采用两种3.5毫米微型插座：1开关型的，2无开关型的，见下图：

开关型的2/3，4/5端是两个开关，当没有插头插入时，2/3，4/5端是连通的，当插头插入时2/3，4/5端断开。无开关的就没有3，4两个开关端。

1.1.2二段三段四段

3.5mm插头有几种规格，最常见的是三段式的，四段式的则在消费电子中应用越来越多，另外也有二段式的，通常用于麦克风

二段、三段式插头

如下图所示：

二芯插头一般用于麦克，三芯插头一般用于立体声音耳机（有源音箱）。现在二芯插头很少，所以麦克也用三芯插头。耳机和麦克插头的接线定义如下图：

四段式插头

根据我们市面上出现的不同标准的耳机插头，耳机市场才将不同的耳机接头方式划分为2个类别：N版和i版，N版耳机主要是适用于NOKIA、MOTO、OPPO、BBK等手机，而我们的i版耳机插头则主要适用于iphone、HTC、魅族和PC、MP3等电子数码通讯设备。

要了解清楚这个问题之前，我们先要认识我们耳机插头的结构，在市面上销售的耳机插头主要分为：2.5mm和3.5mm，又被分为单音耳机插头、立体耳机插头、四极耳机插头、五极耳机插头，主要普遍还是3.5mm见的居多，一般的3.5mm 的耳机插头大多都是三段式的结构，看完下图你就清楚了！

图为普通耳机插头三段式结构

N版耳机和i版耳机同样是3.5mm的标准，她们之所以适用于不用的手机类型，也正是因为她们的接头设计不同，N版和i版又有一个共同点，就是都采用的是4段式的耳机插针的结构，不同的是N版的耳机插头从左到右依次是左声道、右声道、麦克、地线，i版耳机从左到右依次是左声道、右声道、地线、麦克。详情请看下图：

NOKIA耳机插头四段式插头结构

Iphone手机四段式耳机插头结构

1.2RCA接口：

RCA接头就是常说的莲花头。每一根 RCA线缆负责传输一个声道的音频信号，所以立体声信号，需要使用一对线缆。对于多声道系统，就要根据实际的声道数量配以相同数量的线缆。立体声RCA音频接口，一般将右声道用红色标注，左声道则用蓝色或者白色标注。

RCA转3.5mm接口

1.3XLR接口

卡侬头是一种更高端的音频接口，是专为电容麦等高端话筒服务的。

“卡侬”是由英文CANNON音译来的，CANNON看起来和“佳能”的英文名很像，不过两者确实没什么关系

卡侬头分为很多种类：两芯、三芯、四芯、大三芯等种类，但最常见的还是三芯卡侬头三芯卡侬头分为接地端、热线（又称火线）、；冷线（又称零线），分别接到话筒上相应的位置。由于接地是悬浮独立的，所以在长距离传输时不易受到外界杂波讯号的干扰，专业器材多使用平衡接口就是因为它即使长距离传输依然具有高信噪比的优点。另外，平衡传输也可大幅降低共模失真。如果放大系统内是真正的平衡线路，当然使用平衡接线最能发挥效果，不过只使用单端接头，平衡线路还是会开足马力在工作，并不会另一半线路就休息了。有相当一部分音箱和音响产品并不是真平衡线路，通常XLR接头的正负半波接端会一起进

入线路板的同一个点，XLR接头在此只是好看与方便，并没有太突出的作用。

1.4TRS接口：

1/4 TRS平衡接口能提供平衡输入/输出。TRS的含义是Tip（signal）、Ring（signal）、Sleeve（ground）。分别代表了该接口的3个接触点（其实与6.22mm接口一样）。1/4 TRS平衡接口除了具有和6.22mm接口一样的优点——耐磨损外，还具有平衡口拥有的高信噪比，抗干扰能力强等特点。对于一个真正的1/4 TRS 平衡接口来说，其成本将是非平衡的2倍多。因此采用1/4 TRS平衡接口的设备一般是高档设备，只有在2000元以上的专业卡上才可以看到。

1.5Line in/Line out/Mic in/Speaker out

音频接口上一版会标注Line in/Line out/Mic in/Speaker out等名称，使用时不能混淆。

1.5.1Line in与Mic in

Line in是作为线路输入，输入的信号在外部设备中已经进行过放大，因此输入信号幅度相对较大。

Mic in是作为麦克风输入，麦克风给过来的信号通常较小，需要在内部增加麦克风放大。

1.5.2Line out和Headphone out/Speaker out

Line out作为线路输出，一般由DAC直接输出，输出信号相对较小，接到播放设备上还要再进行信号放大。由于后级会接阻抗很大的放大器，Line out一般输出阻抗较大。

Headphone out/Speaker out作为耳机/扬声器输出，在设备内部已经进行过放大，输出信号相对较大，直接驱动耳机/扬声器上即可播放。由于后级直接接阻抗很低的耳机或者扬声器，所以输出阻抗很小。

例如将耳机接到Line out上，输出信号本身较小，并且由于阻抗问题，会发现声音非常小。

2.麦克风

2.1类型

2.1.1动圈式麦克风

动圈话筒是由磁场中运动的导体产生电信号的话筒，是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场中的线圈感应出电压。

特点：信号放大倍数小，失真小，声音还原性好，指向性好，无需直流工作电压，噪声小，结构牢固，性能稳定，但灵敏度较低，一般都在5mV以内，所以拾音距离比较近，在使用时有必须近讲的限制。（备注：无线手持话筒虽然也需要装电池，但它的电池是给发射音频电路供电，并非给动圈音头供电）

2.1.2电容式麦克风

这类话筒的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和话筒本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。电容话筒需要供电才能工作（比如：1.5V、3V、48V幻象供电等）特点：频率特性好，在音频范围内幅频特性曲线平坦，这一点优于动圈话筒；无方向性；灵敏度高，噪声小，音色柔和；输出信号电平比较大，失真小，瞬态响应性能好，这是动圈话筒所达不到的优点；工作特性不够稳定，低频段灵敏度随着使用时间的增加而下降，寿命比较短，工作时需要直流电源造成使用不方便。

电容话筒中有前置放大器，当然就得有一个电源，由于体积关系，这个电源一般是放在话筒之外的。除了供给电容器振膜的极化电压外，也为前置放大器的电子管或晶体管供给必要的电压。我们称它为幻象电源。