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看主机,你想了解的都在这

 

01

留声机


1877年,爱迪生发明了留声机,这台机器在当时的人看来,那是绝对的“怪物”。在大家的认知里,人嘴说人话,理应如此;鹦鹉、八哥说人话,稀奇难得;物体说人话,G才相信。眼前,爱迪生就发明了这样一件“怪”物。引起的轰动可想而知。

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爱迪生和他的留声机

一阵风刮遍全球后,人类进入了声音存储时代。

在留声机出现之前,人们要想听个经典音乐得去音乐厅、歌剧院、甚至宫廷。听音乐一直是贵族的休闲方式。那时候,这些场所稀少又高贵。因此,只有最好的乐师才能登台演出。观众能带上女朋友(男朋友)出入这些场所,那是倍儿有气质、倍儿有面子。

进入声音存储时代后,情况就不一样了。那些好听的音乐可以用介质存储起来,随时都可播放,家里房间就是音乐厅,甚至汽车也能打造成音乐厅。真正的音乐厅反而冷清了,哪个音乐人想去演出,给点场地管理费就可以“登台”。这就是爱迪生的留声机带给世界的变化。

他的留声机也成为了最初的主机。

02

光盘(磁)介质/模拟(数字)信号


稍早期的留声机是用磁介质来存储声音的模拟信号,为后世的声音存储技术奠定了基础。磁介质,我们现在依旧用它来储存声音,例如,有计算机硬盘、数字磁带录音机(DAT)。并且,在很长的一段时间内,音乐的售卖主要是通过磁盘、磁带。

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磁带

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磁盘

后来,出现了光盘介质。光盘介质价格便宜,容量大,可长期保存,一度风光无限,很多原版音乐又选择用光盘存储。

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光盘

最近几年,随着互联网的发展,网速越来越快,人们发现,直接在网络上销售大内存、高品质的音乐,比用光盘介质销售成本更低,更加方便。如此一来,原版音乐又被放到互联网上售卖。光盘介质似乎略感压力了。
   介质是信号的容器。不管模拟信号,还是数字信号,都可以被储存在容器里。

留声机诞生初期,存储的都是声音的模拟信号。模拟信号的缺点就是易受干扰,保真度不高。慢慢地,人们不再满足于这些低保真音乐,希望有高保真、更清晰的音乐。于是,发明了数字化的主机。其原理:一种是用模拟信号储存,播放时把模拟信号转换成数字信号,另一种是干脆直接就用数字信号储存。如此一来,在信号传输过程中,受到的干扰就小了。不仅干扰小,而且因为数字化时还对数字信号做了抗干扰编码处理,所以即使数字信号受到干扰,也可以还原。
   数字信号如此优秀,那如何数字化?关键技术之一就是PCM编码。

03

PCM编码

我在一文读懂系列的功放篇中提了一下:因为D类功放放大的是方波,方波没有PCM编码,所以称D类功放为数字功放,有点名不符实。
   那什么是PCM编码?
   我们先从一个在购买主机时经常看到的参数——音质标准说起。我们在选购汽车音响主机的时候,经常看到
16bit/44。1kHZ,或者96bit/192kHZ等等,这些参数就与PCM编码有关。

现在,我们开始用一文读懂的老风格,讲一讲PCM编码。

   这有一个模拟信号,如下:

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    要把这个模拟信号数字化,就需要对其做PCM编码,有三个步骤
    首先,
取样。如这样:

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取样频率:一秒钟的取样次数。
比如,44.1KHZ表示一秒钟要取样44100次。

   然后,对每一个样值做量化,即要测出样值的相位(电压)。如何才能精确测量呢?一、给u轴标上刻度,每个刻度为一最小单位。二、把测量值四舍五入,取整。

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就像测量一只铅笔。

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   以厘米为最小单位,把尺子分成10份,给铅笔“量化”,四舍五入后长度是7cm

   以毫米为最小单位,把尺子分成100份,给铅笔“量化”,四舍五入后长度是72mm
   精度明显提高了。
   也就是说,最小单位越小,分阶越多,那么量化的精度越高。
   计算机是以字节的方式来存储数据。一个字节有8位(bit),可以表示256个数。其“精度”即为把u轴分成256阶。

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2×2×2×2×2×2×2×2=256

   实际上,这个“精度”不太够用,不太精准。

  那就用2个字节,16位(bit)来保存数据。256*256=65536(阶)。这下精度差不多够用了。接着,测出相位(电压),四舍五入,取整,得到取样的量化值。

至此,我们既有了取样频率,又有了每个取样的量化值。

最后,保存量化值。每个取样的量化值都会以0、1二进制形式保存,占用内存16bit。

这就完成了PCM编码。其音质标准为:16bit/44。1K。44。1kHZ叫做取样频率,16bit叫做量化位数。音质标准常被CD采用,使用了很长一段时间。
   音质标准越高,占用内存越大,而且还会影响传输效率。
但是,随着技术发展,内存大小和传输效率已不再受太大限制,所以又有了更高的音质标准,比如,索尼提出了Hi-RES标准。该标准定义为:只要音质标准高于24bit/96kHz,都叫HI-RES。这种标准现在很风行。


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   完成PCM编码后,还要进行抗干扰编码等一系列操作,这才完成数字化。

   音频信号实现了数字化,人类进入了全新的声音高保真时代。

   

04

HI-FI or HI-END


人们在追求保真的路上一路向前,提出了要HI-FIHI-END,翻译成中文就是:超牛逼的保真,保真高得无话可说,总之就是高保真。市场上,有很多主机商家都还没搞明白HI-FIHI-END是怎么回事,就是先“啪”一张HI-FIHI-END的图标到音频产品上。这里要明确的是,怎样才算高保真?没法定义。所以,HI-FI只是一个形容词,用来形容保真度还不错的音频产品,就像中国厂家在形容产品时,常用一些词:专业级,医疗级,军用级,骨灰级,产品好得跳楼级......。在这里,HI-FIHI-FI全由个人主观判断。它并不是什么标准、也不是什么技术。不能动不动就标榜HI-FI技术、HI-FI标准,把它当成了提高“声”价的法宝。

要想达到HI-FIHI-END,必须得拿出一些具体可行的办法。

05

FULL DA HD


   在高保真主机领域,意大利的欧迪臣较有影响力。在这方面,它拥有自己的独立技术:FULL DA HD。该技术充分利用了Hi-Res音频文件。在该技术中,音源已采用数字信号,通过光纤连接到DSP、功放,全程数字传输,信号几乎不受干扰、没有损失。
   在此技术上,欧迪臣开发出了Bit play HD多媒体播
放器。除了保证音质高保真之外,bit Play HD还支持自动调音,支持播放互联网音乐,拥有240G的固态硬盘来存储内存较大的Hi-Res音频文件......

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  从爱迪生的留声机到bit Play HD多媒体播放器,又是划时代了。



    谈“知识”的文章是难写的,把“知识”讲得通俗易懂的文章更难写。尽管如此,我们仍然坚信“大道至简”,所以愿意朝此方向继续努力。
    到目前,我们的一文读懂系列已经写了主机、DSP、功放。把其它两篇的链接放在这,方便大家了解。



   大家还有什么是希望了解的,或者有什么建议,可以在文章下面的留言里告诉我们。相互学习、共同提高。




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