mp3基本原理（新手用）

mp3基本原理（新手用）


1、MP3是什么？
MP3是一種有損數字音頻壓縮格式。全稱(chēng)是Mpeg-1 audio Layer 3，其中MPEG是Moving Picture Experts Group的縮寫(xiě)，意思是動(dòng)態(tài)圖象專(zhuān)家組。所謂“有損壓縮音頻格式”也就是對數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(lái)滿(mǎn)足復制、存儲、傳輸的需要。MP3的壓縮率可以達到1：12，但在人耳聽(tīng)起來(lái)，卻并沒(méi)有什么失真，因為它將超出人耳聽(tīng)力范圍的聲音從數字音頻中去掉，而不改變最主要的聲音。此外，MP3隨身聽(tīng)也可以上傳、下載其他任何格式的電腦文件，具有移動(dòng)存儲功能。
2、MP3隨身聽(tīng)的構成
MP3隨身聽(tīng)其實(shí)就是一個(gè)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（數字信號處理器）] 等，其基本構成如下圖：
3、MP3隨身聽(tīng)的工作流程
  當微型操作系統加載完成后，MCU開(kāi)始為操作系統所控制，執行它所指定的各種功能。對于MP3隨身聽(tīng)而言，這個(gè)功能最主要的就是播放MP3音樂(lè )了。播放的過(guò)程就是MP3音樂(lè )文件的解碼過(guò)程，MCU利用自身的CPU的運算能力來(lái)承擔繁重的MP3音樂(lè )文件解碼任務(wù)。當MP3音樂(lè )下載至MP3隨身聽(tīng)后一般多存儲在機身內置閃存或硬盤(pán)里，在播放的過(guò)程中，MCU將其從存儲介質(zhì)里讀取出來(lái)，緩沖在RAM中，解碼后播放出來(lái)。由于此時(shí)的信號是數字信號，耳機此類(lèi)的模擬設備還無(wú)法播放，這時(shí)就需要由數/模轉換器（DAC）來(lái)完成將數字信號轉變?yōu)槟�擬信號的工作，然后通過(guò)耳機就可以播放出美妙的音樂(lè )了。

   （二）. MP3性能參數和技術(shù)知識
1、 SRS（ WOW） 環(huán)繞音響效果
SRS（Sound Retrieval System）效果簡(jiǎn)單地說(shuō)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(lái)。它能夠非常接近藝術(shù)家原創(chuàng )的水平和現場(chǎng)效果。TRUBASS能夠將低頻進(jìn)行實(shí)用化的調和，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(lái)。BRIGHTNESS通過(guò)延伸的悅耳的音波來(lái)創(chuàng )造一個(gè)更高、更寬的音域，從而實(shí)現一個(gè)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(zhuān)為某一類(lèi)音樂(lè )進(jìn)行優(yōu)化，增強人們的感覺(jué)。常見(jiàn)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。自定義就是自己調節，沒(méi)有套用固定的模式，按個(gè)人喜好而定的真正EQ。EQ音效能夠彌補MP3壓縮時(shí)候的信號損失，同時(shí)也滿(mǎn)足了不同的個(gè)人聽(tīng)音喜好

3、 SNR（Signal to Noise Ratio，信噪比）
信噪比指在規定輸入電壓下的輸出信號電壓與輸入電壓切斷時(shí)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(shí)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(jiàn)的MP3隨身聽(tīng)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）。它與音響系統的性能和價(jià)位有著(zhù)直接的關(guān)系，其數值越小說(shuō)明音箱的頻響曲線(xiàn)越平坦、失真越小、性能越高。一般的MP3隨身聽(tīng)的頻響范圍在20～20000Hz，而這一范圍正好是人耳所能聽(tīng)到的聲音頻率范圍。
5、 Sampling Rate（采樣率）
數碼音頻系統是通過(guò)將聲波波形轉換成一連串的二進(jìn)制數據來(lái)再現原始聲音的，把模擬音頻轉成數字音頻的過(guò)程就稱(chēng)作采樣。實(shí)現這個(gè)過(guò)程使用的設備是模/數轉換器（A/D）它以每秒上萬(wàn)次的速率對聲波進(jìn)行采樣，每一次采樣都記錄下了原始模擬聲波在某一時(shí)刻的狀態(tài)，稱(chēng)之為樣本。將一串的樣本連接起來(lái)，就可以描述一段聲波了，把每一秒鐘所采樣的數目稱(chēng)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(shí)體現的最為明顯。大部分的MP3隨身聽(tīng)都支持播放44．1KHz的MP3音頻文件。
6、 Output Power（輸出功率）
指隨身聽(tīng)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(shuō)明書(shū)上一般會(huì )有標稱(chēng)，耳機必須與隨身聽(tīng)的輸出功率相匹配。簡(jiǎn)單分析：耳機的阻抗越高，輸出電壓會(huì )變大，隨身聽(tīng)的總功率就會(huì )減小，此時(shí)輸出功率就會(huì )減小。當把音量開(kāi)到很大的時(shí)候，功率減小更顯著(zhù)，此時(shí)就會(huì )產(chǎn)生所謂的失真現象�，F在的MP3隨身聽(tīng)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(chēng)是Universal Serial Bus（通用串行總線(xiàn)）。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(lèi)接口類(lèi)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(zhù)裝滿(mǎn)一個(gè)128MB的MP3隨身聽(tīng)只需要2秒鐘！但由于種種原因，實(shí)際上的傳輸速率遠遠沒(méi)有達到這個(gè)數值，一般傳輸速率都沒(méi)有超過(guò)10MB/s，不過(guò)能達到了數兆每秒，這個(gè)速度已經(jīng)是足夠快了。另外，早期的MP3隨身聽(tīng)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(xiàn)輸入/直錄功能）
從硬件角度來(lái)講，Line in是用來(lái)接受線(xiàn)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(guò)音頻線(xiàn)直接從CD機、VCD、錄音機等外部音頻設備取得音源進(jìn)行錄制，然后利用機內的MP3編碼功能將其壓縮成MP3格式音頻文件。這樣，無(wú)需經(jīng)過(guò)電腦，照樣可以將CD等音源錄制成MP3音樂(lè )。
9、 FirmWare（固件）
固件（具有軟件功能的硬件）包括了對音樂(lè )的解碼、界面控制、顯示各種提示信息以及通過(guò)線(xiàn)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(wèn)題、改善操作方式使之更加人性化、并能提供更多的音樂(lè )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(wú)記憶效應，能量強。
11、 TTS
TTS是同時(shí)運用語(yǔ)言學(xué)和心理學(xué)的杰出之作，在內置芯片的支持之下，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的設計，把文字智能地轉化為自然語(yǔ)音流。TTS技術(shù)對文本文件進(jìn)行實(shí)時(shí)轉換，轉換時(shí)間之短可以秒計算。在其特有智能語(yǔ)音控制器作用下，文本輸出的語(yǔ)音音律流暢，使得聽(tīng)者在聽(tīng)取信息時(shí)感覺(jué)自然，毫無(wú)機器語(yǔ)音輸出的冷漠與生澀感。TTS語(yǔ)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(dòng)識別中、英文，支持中英文混讀。所有聲音采用真人普通話(huà)為標準發(fā)音，實(shí)現了120-150個(gè)漢字/秒的快速語(yǔ)音合成，朗讀速度達3-4個(gè)漢字/秒，使用戶(hù)可以聽(tīng)到清晰悅耳的音質(zhì)和連貫流暢的語(yǔ)調�，F在有少部分MP3隨身聽(tīng)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(tīng)音樂(lè )，一邊閱讀文本。
13、 ID3 信息
ID3標簽是 MP3 音樂(lè )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(lèi)別資訊，方便眾多樂(lè )曲的管理。缺少I(mǎi)D3標簽并不會(huì )影響 MP3的播放，但若沒(méi)有的話(huà)，管理音樂(lè )文件也會(huì )相當的麻煩。如果你在網(wǎng)上download （下載）MP3音樂(lè )， 里面多半已經(jīng)寫(xiě)有預設的ID3信息。 如果你想要將其清除重設，使用Winamp中的“Alt + <chmetcnv w:st="on" unitname="”" sourcevalue="3" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0" />3”</chmetcnv />熱鍵，就能修改MP3檔案中之的ID3標簽。
14、 內存擴展槽
擴充內存相當于給MP3隨身聽(tīng)增加內存容量，根據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(tīng)領(lǐng)域中應用較廣，但目前已經(jīng)比較少見(jiàn)了；MMC卡號稱(chēng)是目前世界上最小的Flash Memory存儲卡，但由于價(jià)格的原因，現在使用這種卡的MP3隨身聽(tīng)非常少；SD卡是在MMC卡基礎上發(fā)展出來(lái)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(guò)來(lái)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(zhuān)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。


   （四）. MP3隨身聽(tīng)的解碼芯片和方案簡(jiǎn)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(pán)）上的MP3文件解碼。它是MP3隨身聽(tīng)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。MP3是一種有損壓縮的格式，如果MP3隨身聽(tīng)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(tīng)的構成原理圖》中的那個(gè)“大黑塊”），稱(chēng)為一個(gè)芯片方案，或者叫主芯片，我們常聽(tīng)到的什么PHILIPS×××芯片方案、SIGMATEL××××芯片方案，就是這個(gè)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(lái)說(shuō)比較低端一些的有臺灣SUNPLUS（凌陽(yáng)）、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：
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(shí)際作用已經(jīng)遠遠不止是解碼芯片了，但現實(shí)中人們仍然習慣性地稱(chēng)它們?yōu)椤敖獯a芯片”。
下面簡(jiǎn)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(tīng)發(fā)源地韓國的領(lǐng)導品牌，他們的產(chǎn)品無(wú)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(jià)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(jià)格一般都比較昂貴。

好！再學(xué)習一下。加深記意。

好文章，感謝樓主

:lol :lol

謝謝。太好了。

怎么沒(méi)人頂啊

又學(xué)習了一點(diǎn)知識了。

學(xué)習了，支持樓主。

好東西，感謝樓主無(wú)私奉獻