关于音响、音乐、电子、机械等的科普贴（转帖）

清风恋红尘

一、关于音量

1、音量与听力
音量的衡量，最直接的，就是以耳朵听。但是这个有时候也不靠谱，人耳也有曲线变化，早上和晚上的听力能力不同，这就意味着同样的音量，早上听到可能会觉得偏大，晚上听到可能会觉得偏小。这不是说播放器音量变化了，而是人耳听力变化了。这种变化不仅在早晚体现，也有可能在听到一声巨大声音后，耳朵敏感度也会下降，如有人贴着你耳朵大喊一声后，你的耳朵瞬间也会听力下降，此后听到的声音会觉得明显变小。另外，在极其安静的环境，如深夜，人耳的敏感度又会提高，针尖掉落到地上的声音，也可能会感知到。总之，人耳对于声音音量的感知能力是变化着的，不是恒定不变的。

2、音量的刻度
不管是音响旋钮，或者windows小喇叭的刻度条，这种都称为音量的刻度。音量的刻度一般有线性和db两种约定俗成的标量。你的音响器材或者播放软件，使用哪种标量，一般都不会告诉你。这就意味着，同样的50%的刻度下，有些可能是线性刻度，有些可能是db刻度，显然这两种刻度下，你听到的音量大小是绝对不一样的。最常见的就是，一个USB声卡，插在不同的手机，或者不同的播放软件，同样的刻度下，你听到的音量大小可能会不同。这并不意味着声卡输出音量有问题，而实质是刻度不统一的问题。怎么比较两个产品的音量推力大小，只有一种方法，就是最大音量下比较，只有最大音量下，2个产品音量输出都是100%。

二、关于接口

1、音频输入接口
输入，顾名思义，就是输入，用水来类比，就是流入。输入指的是此接口的方向，信号是从外部设备输入到本设备。几乎所有音频信号，都有输入特性，我们常见的2.5mm、3.5mm、5.25mm、RCA、XLR、S/PDIF等，都可以作为输入接口，拿来输入音频信号到本设备中。

2、音频输出接口
输出，顾名思义，就是输出，用水来类比，就是流出。输出指的是此接口的方向，信号是从本设备输出到其他设备。几乎所有音频信号，都有输出特性，我们常见的2.5mm、3.5mm、5.25mm、RCA、XLR、S/PDIF等，都可以作为输出接口，拿来输出音频信号到其他设备中。

3、2.5mm、3.5mm、6.35mm、4.4mm接口
顾名思义，这几个接口，都是使用接插件的孔径来命名的接口。这些接口本质上没有孰优孰劣的区别，就是尺寸上的差异，可能大家心理上会觉得越粗信号接触质量越好。除了4.4mm是近年日本电工协会推荐使用到耳机上的标准接口以外，其他几个接口，都没有标准来限定怎么用，大家可以随意使用，拿来做输入、输出都可以。甚至很多厂商，使用3.5mm来做模拟+数字的复合接口，同时输出线路/耳机+S/PDIF同轴或光纤信号。

4、RCA接口
这个接口最早是RCA公司发明的，所以就命名为RCA接口。就是我们通俗讲的红白音频接口，当然也有黄色、绿色、蓝色等。一般来说，白色代表模拟信号左声道，红色代表模拟信号右声道，黄色代表数字信号（S/PDIF或者视频AV）。这种接口也用于视频色差传输，一般是除红白外的其他颜色。这种接口，在音频中，多用于模拟线路信号传输，1个接头是1个声道。

5、S/PDIF接口
S/PDIF是音频传输中的一种格式协议名称，使用反向不归0（Biphase-Mark）编码方式来传递数字音频信号。使用01或者10来代表1，11或者00来代表0，这种编码方式会让编码后的数据，在每2个音频时钟周期中，必然有1个边沿（不管上升还是下降沿）。所以，只需要传递数据，接收端使用锁相环（PLL）即可从数据中恢复出时钟，以便后续解码。S/PDIF其实不是接口名称，而是编码名称，所以传递S/PDIF音频信号的接口，会有很多种，比如RCA同轴、BNC同轴、光纤等。S/PDIF这种格式协议，可以拿来进行PCM、DSD、DTS、DOLBY等各种音频数据的编码。

6、同轴接口
用来传递S/PDIF音频的电信号接口统称，又分为RCA同轴，和BNC同轴，S/PDIF同轴的电气规格是VPP = 0.20V，阻抗75欧姆。从信号阻抗角度来讲，BNC同轴更符合S/PDIF阻抗规格，但实际中，因为RCA从接口到线缆成本都更低，所以，RCA同轴更常见。当然，也有用3.5mm接口来传递S/PDIF的，在随声设备中较常见，比如乐之邦的Monitor 06、Monitor 09等，这都是S/PDIF电信号，都属于同轴接口。同轴接口也分为输入和输出，使用中，需要区分。

7、光纤接口
用来传递S/PDIF音频的光信号接口统称，俗分方口、圆口等。就是用光信号来传递S/PDIF信号。圆口在CD、MD随声听时代较常见，乐之邦的玲珑系列声卡曾用过圆口光纤接口输出S/PDIF信号，现在已经不多见。现在更多见的是方口，普遍存在于各种音频设备中。同轴接口也分为输入和输出，使用中，需要区分。

8、MULINK接口
这是乐之邦在发布MD30的时候，一同发布的一个传递数字音频的接口，在MD30和N99A功放上的MULINK接口是输入接口。后续的Monitor 系列产品上的MULINK接口都是输出接口。MULINK接口的发布，意在传递DSD等高清音频。但是后续DSD有了DOP标准，可以在S/PDIF接口上传递，所以MULINK目前已经作废，后续产品不再支持。

9、USB接口
USB接口目前有USB2.0、3.0、3.1等版本。USB2.0版本又分为12Mbps的全速（基本上就是USB1.1）、480Mbps的高速。USB3.0是5Gbps，USB3.1是10Gbps。速度上区分，是这几个USB版本最大的区别。另外接口上也有差异，接口分A、B、C、MINI、MICRO等USB接口根据类型，又分为主、从两种接口，电脑的USB属于主（HOST）接口，声卡等USB属于从（DEVICE）接口。手机的USB属于既能做主（当作电脑用），也能做从（当作存储设备用）的接口。主、从可以切换，但是不能同时既做主，又做从。

三、关于模拟信号
1、线路输入和输出
线路信号，是模拟信号的一种。之所以叫做线路信号，是因为约定俗成这种信号以标准的最大有效电平（单端是2V RMS，平衡是6V RMS）为最大电平，来保证设备级联时候的广泛兼容性。当然，随着电脑声卡、电脑音箱等非传统音响的发展，后来也衍生出1V RMS单端，甚至1V RMS平衡，这种半吊子的线路电平。线路信号分输入和输出，使用时候，需要注意区分。线路信号还有阻抗的要求，对于输入来说，阻抗越大越好，但是一般不能大于100K（大于100K会有产生天线效应）；对于输出来说，阻抗越小越好，没有下限，阻抗越小，就说明带负载能力越强。
在这里需要指出一个非常大的误区，就是很多人，甚至公知都认为，线路输出信号没有经过放大，这是非常错误的。所有HIFI设备，包括CD机、播放器，线路输出都需要放大以后才能输出。所有的DAC芯片，在作为HIFI使用的时候，都需要放大，因为DAC电路本身输出的电平很小，远达不到HIFI线路电平的要求。而且，使用运放的模拟滤波器，本来就是放大电路。最新的DAC芯片，为了节省使用成本，增加易用性，都在内部已经集成了模拟滤波和放大电路。但包括ESS、CIRRUS、TI等几乎所有DAC芯片厂商，都在官方文档中建议作为线路输出时，DAC芯片外部还得再加至少1级的模拟滤波和放大电路，以提高音质。

2、耳机输出
耳机输出是指耳机放大器输出的模拟信号，用于驱动耳机。跟线路电平最大的区别，是需要大的电流，用于在耳机线圈中产生电磁场，推动耳机振膜震动。耳机输出阻抗越小越好。耳机输出信号因为是耳机放大器输出的信号，后面不需要再进行放大。

四、关于数字信号
1、S/PDIF信号
在接口中，我们已经说过S/PDIF，S/PDIF信号是一种数字信号。就是指使用了S/PDIF格式协议编码过的信号，可以是PCM、DSD、DTS、DOLBY等各种音频数据。

2、I2S信号
S/PDIF是机器外部，机器之间传递数字音频数据的接口/信号，而I2S信号，则是一种机器内部，芯片之间传输数字音频数据的信号规范。由4个信号线组成，MCLK主时钟；LRCK左右时钟；BCLK位时钟；DATA数据。这4个信号线是关联的，拿192kHz采样率的信号来说，具体关系是：LRCK就是当前采样率频率（192kHz）；BCLK是64倍的LRCK（192x64=12.288MHz）；DATA就是音频信号，MCLK则需要大于BCLK，并且是BCLK的整数倍，具体多少，不同的DAC要求不同。I2S可以传递PCM、DSD、DTS、DOLBY等各种音频数据。