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5 1 音频基础知识（第2页）

由于有了这个前置放大器，所以电容式传声器相对要灵敏一些。电容式传声器在使用时不可缺少的一些附属设备有：防震架（一般会随话筒赠送）、防风罩、防喷罩、优质的话筒架。如果要进行超近距离的录音工作，一个防喷罩也是不可少的。

2。扬声器

扬声器又称为“喇叭”。是一种十分常用的电声换能器件，在出声的电子电路中都能见到它。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。

扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后两种多用于农村有线广播网中；按频率范围可分为低频扬声器、中频扬声器、高频扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。动圈式扬声器如图5-1-5所示。

图5-1-5动圈式扬声器

在选用扬声器时，要根据使用的场所和对声音的要求，结合各种扬声器的特点来选择。例如，室外以语音为主的广播，可选用电动式号筒扬声器，如要求音质较高，则应选用电动式扬声器箱或音柱：室内广播，一般可选用单只电动纸盆扬声器做成的小音箱：而以欣赏音乐为主或用于高质量的会场扩音，则应选用由高、低音扬声器组合的扬声器箱。

3。功率放大器

功率放大器（英文名称：polifier），简称“功放”，是指在给定失真率的条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载（如扬声器）的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

功率放大器的工作原理是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流，如图5-1-6所示。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流、三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的放大信号，这种现象称为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。

图5-1-6功率放大器

功率放大器通常由3个部分组成：前置放大器、驱动放大器和末级功率放大器。前置放大器起匹配作用，其输入阻抗高（不小于10kΩ），可以将前面的信号大部分吸收过去，输出阻抗低（100Ω以下），可以将信号大部分传送出去。同时，它本身又是一种电流放大器，将输入的电压信号转化成电流信号，并给予适当的放大。驱动放大器起桥梁作用，它将前置放大器送来的电流信号作进一步放大，将其放大成中等功率的信号，驱动末级功率放大器正常工作。如果没有驱动放大器，末级功率放大器不可能送出大功率的声音信号。末级功率放大器起关键作用。它将驱动放大器送来的电流信号形成大功率信号，带动扬声器发声，它的技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。

4。声卡

声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音，如图5-1-7所示。

图5-1-7声卡

声卡从话筒中获取声音模拟信号，通过模数转换器（ADC），将声波振幅信号采样转换成一串数字信号，存储到计算机中。重放时，将这些数字信号输送到数模转换器（DAC）中，以同样的采样速度还原为模拟波形，放大后发送到扬声器中发声，这一技术称为脉冲编码调制技术（PCM）。

声卡的主要作用包括以下几个方面。

①通过声卡及相应的驱动程序的控制，采集来自话筒、收录机等音源的信号，压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中。

②将光盘压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号，放大后通过扬声器放出。

③数字化的声音文件加工，以达到某一特定的音频效果。

④调节音量，对各种音源进行组合，实现混响器的功能。

⑤合成技术，通过声卡朗读文本信息。如读英语单词和句子，奏音乐等。

⑥音频识别功能，让操作者用口令指挥计算机工作。

⑦电子乐器功能。在驱动程序的作用下，声卡可以将MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中，发出相应的声音，使电子乐器受声卡的指挥。

5。1。3音频格式

音频格式是指利用不同的音频压缩方式制作的音乐格式，不同的音频格式有不同的特点，可以满足不同的要求。创作者可根据自己对乐曲的要求选择不同的音频压缩方式。

音频格式分为有损压缩和无损压缩两种格式。有损压缩，顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比源文件小。目前流行的有损压缩格式主要有MP3、WMA、OGG、AAC、VQF、ASF等。而无损压缩是指能够在100%保存源文件的所有数据的前提下，将音频文件压缩得更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。常见的无损压缩格式目前有APE、FLAC、TTA、TAK等。下面介绍几种最为常见的音频格式。

1。CD格式

CD格式是当今音质最好的音频格式。在大多数播放软件的“打开文件类型”中，都可以看到*。cda格式，这就是CD音轨了。标准CD格式是44。1K的采样频率，速率88K秒，16位量化位数，因为CD音轨可以说是近似无损的，因此它的声音基本上是最忠于原声的一种格式。CD光盘可以在CD唱机中播放，也能用电脑里的各种播放软件来重放。一个CD音频文件是一个*。cda文件，这只是一个索引信息，并不是真正的包含声音信息，所以不论CD音乐的长短，在电脑上看到的*。cda文件都是44字节长。需要注意的是，不能直接复制CD格式的*。cda文件到硬盘上播放，需要使用像EAC这样的抓音轨软件把CD格式的文件转换成W**，这个转换过程中，如果光盘驱动器质量过关而且EAC的参数设置得当的话，可以说是基本上无损抓音轨。

2。MP3格式

所谓MP3也就是指MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层，分别对应*。mp1*。mp2*。mp3这3种声音文件。MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG-3音频编码具有10∶1～12∶1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用*。mp3格式来储存，一般只有*。wav文件的110，而原来的音质又很好地得到了保持。正是由于其文件尺寸小、音质好，所以在它问世之初还没有别的音频格式可以与之匹敌，因而为*。mp3格式音频文件的发展提供了良好的条件。直到现在，这种格式还是作为主流的音频格式在使用。

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sMediaAudio编码后的文件格式，由微软开发，WMA针对的不是单机市场，而是网络。竞争对手就是网络媒体市场中著名的Realworks。微软声称，在只有64kbps的码率情况下，WMA可以达到接近CD的音质。和以往的编码不同，WMA支持防复制功能，它支持通过WisManager加入保护，可以限制播放时间和播放次数甚至播放的机器等。WMA还支持流技术，即一边读一边播放，因此WMA可以很轻松地实现在线广播。

4。W**格式

W**是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合PIFFResourtergeFileFormat文件规范，用于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及其应用程序所支持。CM、CCITTALAW等多种压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，标准格式的W**文件和CD格式一样，也是44。1K的采样频率，速率88K秒，16位量化位数，因此，W**格式的声音文件质量和CD相差无几，也是目前PC机上广为流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都支持W**格式。

5。AAC格式

AAC（高级音频编码技术，AdvancedAudiog）是杜比实验室为音乐社区提供的技术，是基于MPEG-2的音频编码技术。目前苹果的硬盘式MP3（IPod）、Nokia手机、SonyMP3等大多数播放器都支持这一格式。2000年，MPEG-4标准出台，AAC重新整合了其特性，故现又称为MPEG-4AAC，即M4A。AAC所采用的运算法则与MP3的运算法则有所不同，AAC通过结合其他功能来提高编码效率。AAC的音频算法在压缩能力上远远超过了以前的一些压缩算法（如MP3等）。它还同时支持多达48个音轨、15个低频音轨、更多采样频率和比特率、多种语言的兼容能力和更高的解码效率。总之，AAC可以在比MP3文件大小缩小30%的前提下提供更好的音质。