Audio Introductionand Jacks

1、1Audio -Introduction & JacksRosa-Ahead2011/07/222目录目录3录音：录音：话筒把声音变成音频电流，放大后送到录音磁头。录音磁头实际上是个蹄形电磁铁，两极相距很近，中间只留个狭缝。整个磁头封在金属壳内。录音磁带的带基上涂着一层磁粉，实际上就是许多铁磁性小颗粒。磁带紧贴着录音磁头走过，音频电流使得录音头缝隙处磁场的强弱、方向不断变化，磁带上的磁粉也就被磁化成一个个磁极方向和磁性强弱各不相同的“小磁铁”，声音信号就这样记录在磁带上了。 播放：播放：放音头的结构和录音头相似。当磁带从放音头的狭缝前走过时，磁带上“小磁铁”产生的磁场穿过放音头的线圈。由于“小

2、磁铁”的极性和磁性强弱各不相同，它在线圈内产生的磁通量也在不断变化，于是在线圈中产生感应电流，放大后就可以在扬声器中发出声音。普通录音机的录音和放音往往合用一个磁头。451.2 数字音频数字音频 数字音频是一种利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、压缩或播放的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术、多媒体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。计算机数据的存储是以0、1的形式存取的，那么数字音频就是首先将音频文件转化，接着再将这些电平信号转化成二进制数据保存，播放的时候就把这些数据转换为模拟的电平信号再送到喇叭播出，数字声音和一般磁带、广播、电视中的声音就存储播放方式而言有着本质区别

3、。相比而言，它具有存储方便、存储成本低廉、存储和传输的过程中没有声音的失真、编辑和处理非常方便等特点。6PCM/LPCM采样采样(Sampling) 取样概念：又称为采样，把时间上连续的模拟信号变成离散的有限个样值的信号。量化定义量化定义(Quantum) 量化是在幅度轴上把连续值的模拟信号变成为离散值的数字信号。编码编码(Coding) 编码是把代表特定量化等级的比较器的输出状态组合，变换成一个n位表示的二进制数码，即每一组二进制码代表一个取样值的量化电平等级。7采样率（采样率（Sample rate）：）： 简单地说就是通过波形采样的方法记录1秒钟长度的声音，需要多少个数据。44KHz采样

4、率的声音就是要花费44000个数据来描述1秒钟的声音波形。原则上采样率越高，声音的质量越好。量化级（量化级（Bit depth）：）： 简单地说就是描述声音波形的数据是多少位的二进制数据，通常用bit做单位，如16bit、24bit。16bit量化级记录声音的数据是用16位的二进制数，因此，量化级也是数字声音质量的重要指标。我们形容数字声音的质量，通常就描述为24bit（量化级）、48KHz采样，比如标准CD音乐的质量就是16bit、44.1KHz采样。比特率（比特率（Bit rate）：）： 是另一种数字音乐压缩效率的参考性指标，表示记录音频数据每秒钟所需要的平均比特值，通常我们使用Kbps

5、作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2Kbps，近乎于CD音质的MP3数字音乐需要的比特率大约是112Kbps128Kbps。8什么是什么是AC97： AC97是以Intel为首的五个电脑厂商Intel、Creative Labs、Analog Device、NS和Yamaha，在1996年6月共同制定的一个音频标准，称为Audio Codec97技术标准，简称AC97，意为音频数字信号编/解码器。 AC97规范的特点就是双集成结构，分为Digital Controller和Audio Codec，使ADC和DAC模块独立出来成为一块称之为“Audio Codec”的小型芯片，而声卡的

6、主芯片即数字部分则成为一块称之为“Digital Control”的大芯片。9什么是什么是HD AudioHD Audio 即High Definition Audio，意思为高保真音频。作为IT行业第一个广泛推广的规范，AC97在面对新的DVD-Audio、SACD等高品质多声道的音乐编码时显得有些老了，虽然进行了三次大的版本升级但依然显得心有余而力不足。为了改变这个局面，2004年4月15日，Intel与全球其他80多家企业一道开发了一个新标准，开发代号为Azalia，标准推出后不久改名为HD Audio。HD Audio具有高弹性、机动性、低成本、高稳定性等特征，并且预留充足的升级空间，

7、这一切将能够令其得到快速普及。103. AC97与与HD Audio对比对比 HD Audio的实现方式与AC97并没有什么太大的不同，就板载声卡这一块看，HD Audio的整体构架与AC97几乎完全一样，数据部分的处理依然交给处理器完成。11124. HD Audio的优势的优势采样规格：采样规格： 即便是最终版（2.3版），AC97在规格上还是远远不及HD Audio，为了最大限度获得“真实细腻”的声音，HD Audio的音频处理规格提高到了32bit/192kHz。这包含两个概念，前者是采样精度，位数越多，可供声音描述的数据量就越丰富；后者则代表采样的频率，频率越高、间隔时间就越短，所获

8、得的声音就越细腻流畅。数据传输带宽：数据传输带宽： HD Audio方案中的CODEC芯片为关键部分，它通过专门的“Azalia Link”总线与南桥芯片相连，而这条Azalia Link可提供高达48Mbps的单路输出带宽和24Mbps的单路输入带宽，硬件厂商可根据需要拓展为多路连接实现更高的带宽！这是HD Audio真正实现高采样精度、多声道输出的先决条件。而AC97标准的CODEC则是通过“ACLink”总线同控制逻辑相连，该总线仅能提供区区11.5Mbps的总带宽。此外，HD Audio还引入动态带宽分配机制提高带宽的利用率，高精度的音频数据流可占据更多的总线资源，而精度较低的音频数据

9、则少些，由此提供近乎完美的听音体验，这一点也明显优于AC97的固定分配机制。13多音频回放系统：多音频回放系统： HD Audio的音频接口具备所谓的接口路由和自动识别功能，一部采用HD Audio音频系统的PC机可同时输出四路互不相关的音频，彼此之间互不干扰，这样便能让PC同时处理不同的音频应用。例如，可以通过音频线/无线网络连接客厅的音箱；同时可通过连接在HD Audio声卡上的多媒体音箱回放游戏中的音乐特效；接着再借助耳机来聆听PC中播放的MP3音乐倘若还想通过麦克风与远程网络上的朋友交流，HD Audio也可以应付自如。HD Audio接口重定义：接口重定义： 相比AC97，HD Au

10、dio提供更加完善的接口重定义功能，尤其针对前置音频面板。前置音频面板有两个音频插口，这两个音频插口在AC97里是分工明确的，粉色的是插麦克，绿色的是插耳机。HD Audio则改为智能插口，两个插口都是双声道，既可以插耳机也可以插麦克，通过软件自动识别。因此，主板上的前置音频插座的针脚定义有了改变。14支持杜比音效技术支持杜比音效技术 AC97软声卡在音效方面的能力一直比较欠缺，CODEC自身并不支持多余的音效技术，Intel决心让HD Audio摆脱这种情况，为此它与杜比实验室密切合作，让HD Audio可在硬件上实现Dolby Headphone、Dolby Virtual Speaker

11、、Dolby ProLogic 、Dolby ProLogic x和Dolby Digital Live功能。这样，符合HD Audio标准的CODEC芯片便具备一定的音效处理能力。当然，具体的编码和解码运算还是得由CPU负责完成，CODEC只是提供一个输入/输出的接口而已，这样对CODEC芯片不会造成什么负担，在技术上也易于实现。唯一的缺陷在于：HD Audio先进的音效功能也许会对CPU造成一定的负担。15第二部分：第二部分： 音频接口的输入输出口的形式分为两类模拟口和数字口。 模拟口主要有小三芯、莲花口、大二芯和大三芯，卡侬口(XLR)等几种。数字口则有两声道的S/PDIF、HDMI、D

12、isplayPort、AES/EBU规格和八声道的ADAT、TDIF和R-BUS等规格。 日常生活和工作当中经常看到的主要是以下几种：小三芯、莲花口， S/PDIF，HDMI和DisplayPort。其它接口都是用在比较专业的领域，先不做讨论。161.小三芯小三芯 标准分布为“左右地白红”（从端部到根部依次是左声道、右声道、地线，其中左声道常用白色线皮，右声道常用红色的）。一般进行耳机DIY可按如图B和C图连接（B图为常见的三层接头），将C1（一般为黄色）和C2（同C1）拧成一股接3-0为地线，R（红色）线为右声道接3-1，G（绿色）线为左声道接3-2。如果是分四层的手机带麦克风耳机，从顶端部

13、到根部一般依次是左声道、右声道、麦克风、地线。 17蓝 Line in 线路输入绿 Front 前端扬声器(左右)橙 C/LEF 中置/低频加强声道黑 Rear 后端扬声器(左右)灰 Side 测环绕扬声器(左右)不同颜色接口所对应喇叭位置不同颜色接口所对应喇叭位置18back常用音频接头是小三芯的音响设备一览常用音频接头是小三芯的音响设备一览耳塞（Earphone）耳机（Headphone）喇叭（Speakers）多声道音响（Speaker Set）192.RCA莲花口莲花口 RCA 是Radio Corporation of American的缩写词，因为RCA接头由这家公司发明的。RCA

14、俗称莲花插座，又叫AV端子，也称AV 接口，几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口。它并不是专门为哪一种接口设计，既可以用在音频，又可以用在普通的视频信号。 RCA端子采用同轴传输信号的方式，中轴用来传输信号，外沿一圈的接触层用来接地，可以用来传输数字音频信号和模拟视频信号。RCA音频端子一般成对地用不同颜色标注：右声道用红色，左声道用黑色或白色。有的时候，中置和环绕声道连接线会用其他的颜色标注来方便接线时区分，但整个系统中所有的RCA接头在电气性能上都是一样的。20莲花接口在电视与DVD连接中使用的比较广，是每台电视必备的接口之一。213. S/PDIF 声卡的数字模拟转换工作是交给CO

15、DEC芯片来完成的。但是我们的电脑机箱内依然存在着严重的电磁波，D/A、A/D转换仍然会受到比较严重的信号干扰。 一些音箱厂家就想出了把D/A转换工作从声卡上转移到音箱上的方案，数字式多媒体音箱也就应运而生了。这种方案的基本原理就是声音信号不经过声卡CODEC芯片的转换处理，直接以PCM格式，使用声卡上的同轴SPDIF OUT，以纯数字方式传输到数字音箱中，通过音箱内置的DAC解码，随后放大输出。这样干扰减小了，信噪比自然有所提高。 PCM/Dolby/DTS22 S/PDIF（Sony/Philips Digital Interface Format）是一种数位传输接口，普遍使用光纤和同轴电

16、缆输出，把音讯输出至解码器上，能保持高保真度的输出结果。广泛应用在DTS和杜比数位上。 就传输载体而言，SPDIF又分为同轴和光纤两种，其实他们可传输的信号是相同的，只不过是载体不同，接口和连线外观也有差异。但光信号传输是今后流行的趋势，其主要优势在于无需考虑接口电平及阻抗问题，接口灵活且抗干扰能力更强。2375 欧姆同轴线光纤S/PDIF接口244. HDMI 高清晰度多媒体界面（英语：High Definition Multimedia Interface，简称HDMI）是一种全数字化图像和声音传送接口，可以传送无压缩的音频信号及视频信号。HDMI也支持非压缩的8声道数字音频传送（采样率192kHz，数据长度24bits/sample），以及任何压缩音频流如Dolby Digital或DTS，亦支持SACD所使用的8声道的1bit DSD信号。在HDMI 1.3规格中，又追加了超高数据量的非压缩音频流如Dolby TrueHD与DTS-HD的支持。25HDMI 版本1.01.2a1.31.43最大signal视频带宽(MHz)165340340 5最大TMDS带宽(Gbit/s)4.9510.210.2最大视频带宽 (Gbit/s)3.968.168.16最大音频带宽最大音频带宽 (Mbit/s)36.8636.8636.86最大色深 (bit/px)