少年包工头的工作日记--杂谈从CD到音乐（上）

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小工头发表于 2007/2/20 13:02:33

过年在家里闲着没事，正好把以前积攒的一些零碎想法写下来。今天这题目起得不好，貌似口气忒大了点，不过……就这么着吧。俺就这么一写，您就这么一看~~~~ 一无处不在的放大耳机放大器，简称耳放，昵称二房，是耳机爱好者必玩的装备，即使手里没有也要跟着别人YY一下。有了**二房，音质好了，噪音没了，上楼也有劲了……用随身听来搭配耳放还有讲究，连接线不能插在耳机口上，应该插在传说中的line out上。为什么呢？答曰：避免二次放大，污染音质。真的是这样吗？今天咱们就来聊聊从CD到音乐的全过程，看看传说中的耳放到底有多大作用。首先，从光头发出激光，对CD进行照射，反射回来的激光由传感器进行处理。CD上有一个一个的小坑，那就是记录音乐的载体。这些小坑使得传感器接收到的激光有所变化（具体怎么变化就不细说了，这方面咱不专业）。此时，利用一种叫做光电管的宝贝，就可以把光信号的变化变成电信号的变化，这就方便处理了。可是，光电管的输出电压是很小的，一般也就是毫伏级。为了便于接下来的处理，就需要对光电管的信号进行放大。看，刚刚开始转换，放大就参与进来了~~~~ 接下来，对信号进行解码。现在的CD唱片记录的都不是原始的音频信号，而是编码。对编码的数字信号进行解码，就可以得到正确的音频信号。那么，从光电管出来经过放大的点信号，是否就是数字信号呢？答案是：不一定。数字信号有着严格的规范，电压达到一定数值才可以表示0或者1。因此，需要对之前的电信号再次进行处理，得到符合标准的数字信号。这又是一次放大。当然，这次放大也可以和最初的那一次放大合并到一起，这里单独提出来是为了强调一点，这次处理有可能包括对原始信号进行采样并重新生成数字信号的方波。数字信号经过解码，就得到了正确的音频信号。接下来，就要把音频信号用电信号来表示。这就是传说中的数模转换（D/A），实现这个功能的部件就称作DAC。再接下来就要到耳机这一端了。首先来回顾一下耳机的工作原理。大部分耳机属于动圈式，就是在磁场中放置一个导电线圈，线圈上绷着振膜。线圈在磁场中由于电磁感应作用而受力。当线圈中的电流发生变化时，线圈受到的力也会发生变化，因而带动振膜振动，从而发出声音。由此可知，振膜振动的幅度与线圈中的电流强度成正比。因此，从DAC传出来的电信号很有可能需要进一步放大，才能够驱动最终端耳机。通常来说，实现这一步的放大功能的器件，就叫做耳机放大器。综上所述，放大这件事贯穿了从CD到音乐这个过程的始终，而每一次放大都有可能存在失真，也就意味着对音质的损毁。因此，只加一个耳机放大器，作用是有限的。讲究的发烧友往往喜欢搭建转盘+DAC+放大器+耳机的分立系统，尽可能地把所有的放大环节都掌握在自己手中加以调配，以达到最佳的效果。不过，对于我等穷人来说，这种做法实在是太~~~奢侈啦，只能靠着随身音源加一个耳机放大器过日子。那么，随身音源+耳放有没有必要呢？答：还是有意义地~~假如能够绕过随身音源自带的放大器，耳放的确能够有效地避免音质的进一步恶化，相对来说就是改善了音质。俺以前常用随身听line out+耳放，听久了也不觉得怎么样，有一次随手插到耳机孔上一听，当场被吓到，这才知道耳放的作用之大。可见红花也要绿叶陪衬，呵呵。接下来又是一个问题：这line out何德何能，看起来跟耳机孔一模一样，为啥没了它就不行？有的随身音源的line out和耳机孔干脆就合为一体，这样的line out能不能用？二传说中的line out 第一部分中咱们说了，耳机发声靠的是电流。可是，从CD到音乐整个过程中玩的都是电压信号，最终还要把电压变成电流才行。这位说了，这还不简单吗？耳机可以看成是一个电阻，欧姆定律，电流=电压/电阻，这电流不就出来了？这么简单，费半天劲干吗？不是这个样子地~~~耳机本身不会产生电流，所有的电流都是从放大器传过来的。因此，流过耳机的电流实际上是固定的量。可以根据电流和电阻计算耳机上的电压，但是未必能反过来用电压来和电阻来算电流。为什么呢？这就要从放大器的特性说起了。放大器是个奇妙的设备，进去的是1，出来的是10。乍一看，这不是跟能量守恒定律作对吗？其实不是的。放大器有外接的电源，放大器就是利用外接的电源把多出来的部分给补上了。这就意味着，放大器的能耐是有限的，超出了电源所能提供的能量，这放大器就不灵了。举个例子，放大器的外接电源电压是15伏，进去1伏，出来10伏，没问题；可是，假如进去的是20伏，出来的最多也不会超过15伏。同样地，放大器的输出电流也是有限地，不会超过电源的最大电流。于是，问题就出现了…… 第一种情况，输入信号的电压过大，超过了电源的承受范围。于是，原本应该高上去的地方没上去，山尖尖被削掉了。这就跟原始信号不一致了，于是就出现了失真，细节丢失，失眠健忘，等等等等；第二种情况，输入信号的电压虽然还没有大到前一种情况的地步，但是电源的输出电流跟不上了。之前是进来1伏输出10伏电压和1安的电流，现在是进来10伏输出100伏电压和5安的电流。这时，理论上输出的是100伏电压，实际上就不是了，跟后端的耳机有了关系。假如耳机的阻抗（图省事，俺就把阻抗直接当电阻使了）是10欧，输入了5安电流，这时作用到耳机两端的电压是10*5=50伏。这时有人发现毛病了：假如耳机的阻抗是100欧，那耳机的电压岂不是500伏？这是因为没有考虑放大器的内阻。假如考虑到内阻的话，那就又是一堆计算。总之，在这种情况下，放大器的输出信号跟耳机有了直接的关系，这显然也是一种失真。写了老长，先存一个。

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