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电子知识

Mon, 29 Aug 2005 05:15:39 GMT

一、电容篇
    1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
   容抗XC=1/2πf c  (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)
   电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
   2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V
   容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示6
   字母表示法：1m=1000 uF   1P2=1.2PF  1n=1000PF
   数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
   如：102表示10×102PF=1000PF     224表示22×104PF=0.22 uF
   3、电容容量误差表
  符号 F G J K L M
  允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
   如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。
  4、故障特点
  在实际维修中，电容器的故障主要表现为：
（1）引脚腐蚀致断的开路故障。
（2）脱焊和虚焊的开路故障。
（3）漏液后造成容量小或开路故障。
（4）漏电、严重漏电和击穿故障。

二、二极管
    晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D5表示编号为5的二极管。
    1、作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
    电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。
   2、识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
   3、测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
   稳压二极管
稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。
   1、稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。
   2、故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
  常用稳压二极管的型号及稳压值如下表：
  型  号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761
  稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V变容二极管
  变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一      种特殊二极管。
  变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。

变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：
（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。
（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。
出现上述情况之一时，就应该更换同型号的变容二极管。

三、电感
    电感在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。
   电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示1uH（误差5%）的电感。电感的基本单位为：亨（H）换算单位有：1H=103mH=106uH。

四、三极管
   晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。
   1、特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
  电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012等型号。
  2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路    所具有的特点列于下表，供大家参考。
名称           共发射极电路        共集电极电路（射极输出器）           共基极电路
输入阻抗中（几百欧～几千欧）大（几十千欧以上）小（几欧～几十欧）
输出阻抗中（几千欧～几十千欧）小（几欧～几十欧）大（几十千欧～几百千欧）
电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大
电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近于1）
功率放大倍数大（约30～40分贝）小（约10分贝）中（约15～20分贝）
频率特性高频差好好

应用多级放大器中间级，低频放大输入级、输出级或作阻抗匹配用高频或宽频带电路及恒流源电路
   3、在线工作测量
    在实际维修中，三极管都已经安装在线路板上，要每只拆下来测量实在是一件麻烦事，并且很容易损坏电路板，根据实际维修，本人总结出一种在电路上带电测量三极管工作状态来判断故障所在的方法，供大家参考：
类别
故障发生部位测试要点

e-b极开路 Ved>1v    Ved=V+
e-b极短路 Veb=0v  Vcd=0v   Vbd升高
Re开路 Ved=0v
Rb2开路 Vbd=Ved=V+
Rb2短路 Ved约为0.7V
Rb1增值很多，开路 Vec<0.5v  Vcd升高
e-c极间开路 Veb=0.7v  Vec=0v   Vcd升高
b-c极间开路 Veb=0.7v  Ved=0v
b-c极间短路 Vbc=0v  Vcd很低
Rc开路 Vbc=0v  Vcd升高  Vbd不变
Rb2阻值增大很多 Ved约为V+   Vcd约为0V
Ved电压不稳三极管和周围元件有虚焊
类      别
故障发生部位测   试   要   点
Rb1开路 Vbe=0  Vcd=V+  Ved=0
Rb1短路 Vbe约为1v   Ved=V-Vbe
Rb2短路 Vbd=0v   Vbe=0v   Vcd=V+
Re开路 Vbd升高   Vce=0v   Vbe=0v
Re短路 Vbd=0.7v   Vbe=0.7v
Rc开路 Vce=0v  Vbe=0.7v   Ved约为0v
c-e极短路 Vce=0v  Vbe=0.7v   Ved升高
b-e极开路 Vbe>1v   Ved=0v  Vcd=V+
b-e极短路 Vce约为V+  Vbe=0v  Vcd约为0v
c-b极开路 Vce=V+   Vbe=0.7v   Ved=0v
c-b极短路 Vcb=0v  Vbe=0.7v   Vcd=0v

现在的电子产品往往由于一块集成电路损坏，导致一部分或几个部分不能正常工作，影响设备的正常使用。那么如何检测集成电路的好坏呢?通常一台设备里面有许多个集成电路，当拿到一部有故障的集成电路的设备时，首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。要找到故障所在必须通过检测，通常修理人员都采用测引脚电压方法来判断，但这只能判断出故障的大致部位，而且有的引脚反应不灵敏，甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下，也包含外围元件损坏的因素，还必须将集成块内部故障与外围故障严格区别开来，因此单靠某一种方法对集成电路是很难检测的，必须依赖综合的检测手段。

现以万用表检测为例，介绍其具体方法。我们知道，集成块使用时，总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是焊通的，在电路中称之为接地脚。由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其它引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻，这种确定的直流电阻称为该脚内部等效直流电阻，简称R内。当我们拿到一块新的集成块时，可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符，说明这块集成块是好的，反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。
测量时有一点必须注意，由于集成块内部有大量的三极管，二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测一次，获得正反向两个阻值。只有当R内正反向阻值都符合标准，才能断定该集成块完好。在实际修理中，通常采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是外围元件引起，还是集成块内部引起。也可以采用测外部电路到地之间的直流等效电阻(称R外)来判断，通常在电路中测得的集成块某引脚与接地脚之间的直流电阻(在路电阻)，实际是R内与R外并联的总直流等效电阻。在修理中常将在路电压与在路电阻的测量方法结合使用。有时在路电压和在路电阻偏离标准值，并不一定是集成块损坏，而是有关外围元件损坏，使R外不正常，从而造成在路电压和在路电阻的异常。这时便只能测量集成块内部直流等效电阻，才能判定集成块是否损坏。
根据实际检修经验，在路检测集成电路内部直流等效电阻时可不必把集成块从电路上焊下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其它脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的R内正反向电阻值便可判断其好坏。例如，电视机内集成块TA7609P瑢脚在路电压或电阻异常，可切断瑢脚和⑤脚(接地脚)然后用万用表内电阻挡测瑢脚与⑤脚之间电阻，测得一个数值后，互换表笔再测一次。若集成块正常应测得红表笔接地时为8.2kΩ ，黑表笔接地时为272kΩ的R内直流等效电阻，否则集成块已损坏。
在测量中多数引脚，万用表用R×1k挡，当个别引脚R内很大时，换用R×10k挡，这是因为R×1k挡其表内电池电压只有1.5V，当集成块内部晶体管串联较多时，电表内电压太低，不能供集成块内晶体管进入正常工作状态，数值无法显现或不准确。总之，在检测时要认真分析，灵活运用各种方法，摸索规律，做到快速、准确找出故障

集成电路的检测经验介绍
（一）常用的检测方法
     集成电路常用的检测方法有在线测量法、非在线测量法和代换法。
     1．非在线测量非在线测量潮在集成电路未焊入电路时，通过测量其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行对比，以确定其是否正常。
    2．在线测量在线测量法是利用电压测量法、电阻测量法及电流测量法等，通过在电路上测量集成电路的各引脚电压值、电阻值和电流值是否正常，来判断该集成电路是否损坏。

3．代换法代换法是用已知完好的同型号、同规格集成电路来代换被测集成电路，可以判断出该集成电路是否损坏。
（二）常用集成电路的检测
1．微处理器集成电路的检测微处理器集成电路的关键测试引脚是VDD电源端、RESET复位端、XIN晶振信号输入端、XOUT晶振信号输出端及其他各线输入、输出端。在路测量这些关键脚对地的电阻值和电压值，看是否与正常值（可从产品电路图或有关维修资料中查出）相同。不同型号微处理器的RESET复位电压也不相同，有的是低电平复位，即在开机瞬间为低电平，复位后维持高电平；有的是高电平复位，即在开关瞬间为高电平，复位后维持低电平。
2．开关电源集成电路的检测开关电源集成电路的关键脚电压是电源端（VCC）、激励脉冲输出端、电压检测输入端、电流检测输入端。测量各引脚对地的电压值和电阻值，若与正常值相差较大，在其外围元器件正常的情况下，可以确定是该集成电路已损坏。内置大功率开关管的厚膜集成电路，还可通过测量开关管C、B、E极之间的正、反向电阻值，来判断开关管是否正常。

3．音频功放集成电路的检测检查音频功放集成电路时，应先检测其电源端（正电源端和负电源端）、音频输入端、音频输出端及反馈端对地的电压值和电阻值。若测得各引脚的数据值与正常值相差较大，其外围元件与正常，则是该集成电路内部损坏。对引起无声故障的音频功放集成电路，测量其电源电压正常时，可用信号干扰法来检查。测量时，万用表应置于R×1档，将红表笔接地，用黑表笔点触音频输入端，正常时扬声器中应有较强的“喀喀”声。
   4．运算放大器集成电路的检测用万用表直流电压档，测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值（在静态时电压值较高）。用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端（加入干扰信号），若万用表表针有较大幅度的摆动，则说明该运算放大器完好；若万用表表针不动，则说明运算放大器已损坏。
    5．时基集成电路的检测时基集成电路内含数字电路和模拟电路，用万用表很难直接测出其好坏。可以用如图9-13所示的测试电路来检测时基集成电路的好坏。测试电路由阻容元件、发光二极管LED、6V直流电源、电源开关S和8脚IC插座组成。将时基集成电路（例如NE555）插信IC插座后，按下电源开关S，若被测时基集成电路正常，则发光二极管LED将闪烁发光；若LED不亮或一直亮，则说明被测时基集成电路性能不良。

集成电路代换技巧
一、直接代换
    直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。
    其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同；还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。例如：图像中放IC，TA7607与TA7611，前者为反向高放AGC，后者为正向高放AGC，故不能直接代换。除此之外还有输出不同极性AFT电压，输出不同极性的同步脉冲等IC都不能直接代换，即使是同一公司或厂家的产品，都应注意区分。性能指标是指IC的主要电参数（或主要特性曲线）、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。
1.同一型号IC的代换
   同一型号IC的代换一般是可靠的，安装集成电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时集成电路很可能被烧毁。有的单列直插式功放IC，虽型号、功能、特性相同，但引脚排列顺序的方向是有所不同的。例如，双声道功放IC LA4507，其引脚有“正”、“反”之分，其起始脚标注（色点或凹坑）方向不同；没有后缀与后缀为"R"的IC等,例如 M5115P与M5115RP.

2.不同型号IC的代换
   ⑴型号前缀字母相同、数字不同IC的代换。这种代换只要相互间的引脚功能完全相同，其内部电路和电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放IC LA1363和LA1365，后者比前者在IC第⑤脚内部增加了一个稳压二极管，其它完全一样。
  ⑵型号前缀字母不同、数字相同IC的代换。一般情况下，前缀字母是表示生产厂家及电路的类别，前缀字母后面的数字相同，大多数可以直接代换。但也有少数，虽数字相同，但功能却完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解码IC；4558，8脚的是运算放大器NJM4558,14脚的是CD4558数字电路；故二者完全不能代换。
  ⑶型号前缀字母和数字都不同IC的代换。有的厂家引进未封装的IC芯片，然后加工成按本厂命名的产品。还有如为了提高某些参数指标而改进产品。这些产品常用不同型号进行命名或用型号后缀加以区别。例如，AN380与uPC1380可以直接代换；AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代换

二、非直接代换
非直接代换是指不能进行直接代换的IC稍加修改外围电路，改变原引脚的排列或增减个别元件等，使之成为可代换的IC的方法。
代换原则：代换所用的IC可与原来的IC引脚功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近；代换后不应影响原机性能。

1.不同封装IC的代换
    相同类型的IC芯片，但封装外形不同，代换时只要将新器件的引脚按原器件引脚的形状和排列进行整形。例如，AFT电路CA3064和CA3064E，前者为圆形封装，辐射状引脚；后者为双列直插塑料封装，两者内部特性完全一样，按引脚功能进行连接即可。双列IC AN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形式基本相同,引脚和散热片正好都相差180°。前面提到的AN5620带散热片双列直插16脚封装、TEA5620双列直插18脚封装，9、10脚位于集成电路的右边，相当于AN5620的散热片，二者其它脚排列一样，将9、10脚连起来接地即可使用。
   2.电路功能相同但个别引脚功能不同IC的代换
   代换时可根据各个型号IC的具体参数及说明进行。如电视机中的AGC、视频信号输出有正、负极性的区别，只要在输出端加接倒相器后即可代换。
   3.类型相同但引脚功能不同IC的代换
   这种代换需要改变外围电路及引脚排列，因而需要一定的理论知识、完整的资料和丰富的实践经验与技巧。
   4。有些空脚不应擅自接地
   内部等效电路和应用电路中有的引出脚没有标明，遇到空的引出脚时，不应擅自接地，这些引出脚为更替或备用脚，有时也作为内部连接。
　 5.用分立元件代换IC
   有时可用分立元件代换IC中被损坏的部分，使其恢复功能。代换前应了解该IC的内部功能原理、每个引出脚的正常电压、波形图及与外围元件组成电路的工作原理。同时还应考虑：
  ⑴信号能否从IC中取出接至外围电路的输入端：
  ⑵经外围电路处理后的信号，能否连接到集成电路内部的下一级去进行再处理（连接时的信号匹配应不影响其主要参数和性能）。如中放IC损坏，从典型应用电路和内部电路看，由伴音中放、鉴频以及音频放大级成，可用信号注入法找出损坏部分，若是音频放大部分损坏，则可用分立元件代替。
  6.组合代换
    组合代换就是把同一型号的多块IC内部未受损的电路部分，重新组合成一块完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。对买不到原配IC的情况下是十分适用的。但要求所利用IC内部完好的电路一定要有接口引出脚。
    非直接代换关键是要查清楚互相代换的两种IC的基本电参数、内部等效电路、各引脚的功能、IC与外部元件之间连接关系的资料。实际操作时予以注意：
   ⑴集成电路引脚的编号顺序，切勿接错；
   ⑵为适应代换后的IC的特点，与其相连的外围电路的元件要作相应的改变

⑶电源电压要与代换后的IC相符，如果原电路中电源电压高，应设法降压；电压低，要看代换IC能否工作。
   ⑷代换以后要测量IC的静态工作电流，如电流远大于正常值，则说明电路可能产生自激，这时须进行去耦、调整。若增益与原来有所差别，可调整反馈电阻阻值；
   ⑸代换后IC的输入、输出阻抗要与原电路相匹配；检查其驱动能力。
   ⑹在改动时要充分利用原电路板上的脚孔和引线,外接引线要求整齐，避免前后交叉，以便检查和防止电路自激，特别是防止高频自激;
   (7)在通电前电源Vcc回路里最好再串接一直流电流表，降压电阻阻值由大到小观察集成电路总电流的变化是否正常

MP3基础知识篇

Mon, 11 Jul 2005 08:42:37 GMT

MP3基础知识篇

（一）. MP3基本知识及构成

1、MP3是什么？

MP3是一种有损数字音频压缩格式。全称是Mpeg-1 audio Layer 3，其中MPEG是Moving Picture Experts Group的缩写，意思是动态图象专家组。所谓“有损压缩音频格式”也就是对数字音频使用了对音质有损耗的压缩方式，以达到缩小文件大小的目的，来满足复制、存储、传输的需要。MP3的压缩率可以达到1：12，但在人耳听起来，却并没有什么失真，因为它将超出人耳听力范围的声音从数字音频中去掉，而不改变最主要的声音。此外，MP3随身听也可以上传、下载其他任何格式的电脑文件，具有移动存储功能。

2、MP3随身听的构成

MP3随身听其实就是一个功能特定的小型电脑。在它小小的机身里，拥有存储器（存储卡）、显示器（LCD显示屏）、中央处理器 [MCU（微控制器）或解码DSP（数字信号处理器）] 等，其基本构成如下图：

3、MP3随身听的工作流程

当微型操作系统加载完成后，MCU开始为操作系统所控制，执行它所指定的各种功能。对于MP3随身听而言，这个功能最主要的就是播放MP3音乐了。播放的过程就是MP3音乐文件的解码过程，MCU利用自身的CPU的运算能力来承担繁重的MP3音乐文件解码任务。当MP3音乐下载至MP3随身听后一般多存储在机身内置闪存或硬盘里，在播放的过程中，MCU将其从存储介质里读取出来，缓冲在RAM中，解码后播放出来。由于此时的信号是数字信号，耳机此类的模拟设备还无法播放，这时就需要由数/模转换器（DAC）来完成将数字信号转变为模拟信号的工作，然后通过耳机就可以播放出美妙的音乐了。

（二）. MP3性能参数和技术知识

1、 SRS（ WOW）环绕音响效果

SRS（Sound Retrieval System）效果简单地说就是 3D立体音响效果。 WOW是由SRS、TRUBASS、BRIGHTNESS组成，能够把音质提升到从低到高的全景3D效果。SRS是WOW的核心技术，能够收集被干扰、散乱的音波，然后按照正常的途径的重放出来。它能够非常接近艺术家原创的水平和现场效果。TRUBASS能够将低频进行实用化的调和，还能够把很深的低频提升到八度音的水平并方位展示出来。BRIGHTNESS通过延伸的悦耳的音波来创造一个更高、更宽的音域，从而实现一个拉阔的效果。

2、 EQ均衡器

Equalization（均衡）将声音中各频率的组成泛音等级加以修改，专为某一类音乐进行优化，增强人们的感觉。常见包括：正常、摇滚、流行、舞曲、古典、柔和、爵士、金属、重低音和自定义。自定义就是自己调节，没有套用固定的模式，按个人喜好而定的真正EQ。EQ音效能够弥补MP3压缩时候的信号损失，同时也满足了不同的个人听音喜好

3、 SNR（Signal to Noise Ratio，信噪比）

信噪比指在规定输入电压下的输出信号电压与输入电压切断时输出所残留之杂音电压之比，也可看成是最大不失真声音信号强度与同时发出的噪音强度之间的比率，通常以S/N表示，一般用分贝（dB）为单位。信噪比越高表示音频产品越好，常见的MP3随身听信噪比都在60dB以上，OPPO MP3 的信噪比都在90dB以上，具有较高的优势。

4、 Frequency Respond频率响应

频率响应范围是最低有效声音频率到最高有效声音频率之间的范围，单位为赫兹（Hz）。它与音响系统的性能和价位有着直接的关系，其数值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。一般的MP3随身听的频响范围在20～20000Hz，而这一范围正好是人耳所能听到的声音频率范围。

5、 Sampling Rate（采样率）

数码音频系统是通过将声波波形转换成一连串的二进制数据来再现原始声音的，把模拟音频转成数字音频的过程就称作采样。实现这个过程使用的设备是模/数转换器（A/D）它以每秒上万次的速率对声波进行采样，每一次采样都记录下了原始模拟声波在某一时刻的状态，称之为样本。将一串的样本连接起来，就可以描述一段声波了，把每一秒钟所采样的数目称为采样率，单位为Hz（赫兹）。采样率越高所能描述的声波频率就越高，则音质越有保证，在录音时体现的最为明显。大部分的MP3随身听都支持播放44．1KHz的MP3音频文件。

6、 Output Power（输出功率）

指随身听耳机输出口中，以电压输出为主的非纯电压输出方式输出的功率，说明书上一般会有标称，耳机必须与随身听的输出功率相匹配。简单分析：耳机的阻抗越高，输出电压会变大，随身听的总功率就会减小，此时输出功率就会减小。当把音量开到很大的时候，功率减小更显著，此时就会产生所谓的失真现象。现在的MP3随身听在标配阻抗为16Ω的耳机的条件下，单一声道的最大输出功率一般在7～18mW之间。

7、 USB接口

USB的全称是Universal Serial Bus（通用串行总线）。目前MP3产品普遍采用的是USB2.0接口，USB2.0分为两种：USB2.0 Full Speed（全速）和USB2.0 Hi Speed（高速）。USB2.0 Full Speed的传输速率为12Mbps（兆位每秒），相当于1.5MB/s。目前大部分MP3为此类接口类型。USB2.0 Hi Speed的理论传输速率可以达到480Mbps，相当于60MB/s，这意味着装满一个128MB的MP3随身听只需要2秒钟！但由于种种原因，实际上的传输速率远远没有达到这个数值，一般传输速率都没有超过10MB/s，不过能达到了数兆每秒，这个速度已经是足够快了。
另外，早期的MP3随身听采用的多是USB1.1的接口，它的一般传输速率是1.5Mbps，即相当于USB2.0（全速）的1/8。

8、 Line in（线输入/直录功能）

从硬件角度来讲，Line in是用来接受线路等级信号的输入端子（插孔）。从功能角度讲，Line in是MP3直录功能。它可以通过音频线直接从CD机、VCD、录音机等外部音频设备取得音源进行录制，然后利用机内的MP3编码功能将其压缩成MP3格式音频文件。这样，无需经过电脑，照样可以将CD等音源录制成MP3音乐。

9、 FirmWare（固件）

固件（具有软件功能的硬件）包括了对音乐的解码、界面控制、显示各种提示信息以及通过线路与电脑连接等，功能非常强大。固件升级可以解决已经存在的错误和兼容性问题、改善操作方式使之更加人性化、并能提供更多的音乐格式支持。

10、电池

电池一般为锂电池、7号或者5号电池，7号或者5号电池有可能为镍氢充电电池。锂电池最大的好处就是几乎无记忆效应，能量强。

11、 TTS

TTS是同时运用语言学和心理学的杰出之作，在内置芯片的支持之下，通过神经网络的设计，把文字智能地转化为自然语音流。TTS技术对文本文件进行实时转换，转换时间之短可以秒计算。在其特有智能语音控制器作用下，文本输出的语音音律流畅，使得听者在听取信息时感觉自然，毫无机器语音输出的冷漠与生涩感。TTS语音合成技术即将覆盖国标一、二级汉字，具有英文接口，自动识别中、英文，支持中英文混读。所有声音采用真人普通话为标准发音，实现了120-150个汉字/秒的快速语音合成，朗读速度达3-4个汉字/秒，使用户可以听到清晰悦耳的音质和连贯流畅的语调。现在有少部分MP3随身听具有了TTS功能。

12、 TXT文本阅读

TXT文本阅读是指MP3能够阅读TXT格式的文本，这使得消费者能够一边听音乐，一边阅读文本。

13、 ID3 信息

ID3标签是 MP3 音乐档案中的歌曲附加信息，它能够在MP3中附加曲子的演出者、作者以及其它类别资讯，方便众多乐曲的管理。缺少ID3标签并不会影响 MP3的播放，但若没有的话，管理音乐文件也会相当的麻烦。如果你在网上download （下载）MP3音乐，里面多半已经写有预设的ID3信息。如果你想要将其清除重设，使用Winamp中的“Alt + 3”热键，就能修改MP3档案中之的ID3标签。

14、内存扩展槽

扩充内存相当于给MP3随身听增加内存容量，根据MP3的不同，可以有CF卡、SM卡、MMC卡、SD卡等多种选择。CF卡是早期MP3使用的，现在因为体积和耗电的原因，已经很少用到了；SM卡在MP3随身听领域中应用较广，但目前已经比较少见了；MMC卡号称是目前世界上最小的Flash Memory存储卡，但由于价格的原因，现在使用这种卡的MP3随身听非常少；SD卡是在MMC卡基础上发展出来的，所以它也向下兼容－－换言之，如果你的MP3支持SD卡，那么它一般也可以支持MMC卡，但反过来MMC卡插槽的MP3就不支持SD卡。除了上面列举的几种卡外，SONY采用的是专用的记忆棒（Memory Stick），一般只用在SONY的机型上，很少看到其他产品使用。

（三）. MP3随身听显示屏的分类

现在市场上的MP3随身听普遍具有了显示屏，并且有各种各样颜色的背光，近一年来彩屏MP3随身听也流行起来，人们对于MP3的显示效果也有了新的要求。下面我们来了解一下各种MP3随身听的显示屏。首先我们先了解一个概念——LCD（Liquid Crystal Display ，液晶显示屏），LCD是液晶显示屏的总称，并不代表某一种特定的液晶显示屏种类。MP3随身听由于体积的限制，采用的显示屏几乎都是LCD（OLED不属于LCD），只是不同种类的LCD罢了。

1、 FSTN（Film Super Twisted Nematic，薄膜超扭曲向列型）

　　FSTN屏幕属于STN的一种，是单色屏，虽然可以加入不同颜色的背光，但在某一时间只能显示一种颜色，同手机的黑白屏一样，是我们接触得最多的MP3显示屏了。FSTN属于被动矩阵式LCD器件，它的好处是功耗小、视角宽、成本不高，缺点是不能进行彩色显示，并且屏幕的响应速度慢，进行动态显示，比如玩游戏的时候，拖尾现象严重。

2、 CSTN（Color Super Twisted Nematic，彩色超扭曲向列型）

　　CSTN屏幕属于彩屏中的一种，它的显示原理是在传统单色STN液晶显示器上加一彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，三个子象素通过空间混色就可显示出彩色画面。
　　CSTN和FSTN显示原理相同，同样属于被动矩阵式LCD，省电是它的最大优点，同样存在着响应速度慢的缺点，同时，因为色彩补偿的问题，CSTN本身无法实现完全的黑白底色，因此它的色彩还原能力远远比不上TFT。CSTN屏幕多为4096色的，目前市场上采用此种彩屏的MP3随身听多为彩屏MP3中的中低价产品，如丹丁的DX-6，而信利的MP301采用的则是65K色的CSTN。
　　
3、 TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）

　　TFT是有源矩阵类型液晶显示器（AM-LCD）中的一种，TFT是设在象素电极上的一个开关元件，可以“主动的”对屏幕上的各个独立的象素进行控制，这也就是所谓的主动矩阵（active matrix），TFT因为仍然是基于TN的结构，因此它可以提供比CSTN快的多的响应速度，同时由于TFT是主动式矩阵LCD，可让液晶的排列方式具有记忆性，不会在电压消失后马上恢复原状。TFT避免了交叉效应的产生，有效的提高了播放动态画面的能力，和STN相比TFT具有出色的色彩饱和度、还原能力和更高的对比度，更快的相应速度，但是缺点就是比较耗电，而且成本也比较高。目前市场上大多数的高档彩屏MP3随身听都使用了65K色TFT屏幕，也就是俗称的真彩，例如爱国者的P200和P770。
　
4、 OLED（Organic Light Emitting Display，有机发光显示屏）

　　OLED已经不再属于液晶显示（即LCD）的范畴了，OLED因为其自身的多种优越性能，已经被业内公认为下一代的主流显示技术。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，它可以做到更薄更轻、主动发光（既不需要背光源）、广视角、高清晰、响应快速、能耗低、低温和抗震性能优异、柔性和环保设计等等。
从长远来说，OLED无疑是代表未来趋势的新技术，但是现阶段OLED还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。目前市场上常见采用OLED的MP3随身听，大多为双色显示（蓝色和黄色），属于中高档彩屏产品，例如明基的JoyBee 200。

（四）. MP3随身听的解码芯片和方案简介
　　
　　解码芯片，它的作用顾名思义就是将存储在介质（Flash或者硬盘）上的MP3文件解码。它是MP3随身听工作中最重要的一环，很大程度上影响产品最终的音质表现。MP3是一种有损压缩的格式，如果MP3随身听拥有优秀的解码芯片就能够更好地还原音频信号的质量，很大程度上弥补音频信号的损失。
将MP3解码芯片、MCU（微处理器）、接口控制芯片再加上操作控制电路集成到一起（也就是我们前文《MP3随身听的构成原理图》中的那个“大黑块”），称为一个芯片方案，或者叫主芯片，我们常听到的什么PHILIPS×××芯片方案、SIGMATEL××××芯片方案，就是这个意思。比较知名的、高档一些的芯片方案，主要有PHILIPS、SIGMATEL、TELECHIPS，其它相对来说比较低端一些的有台湾SUNPLUS（凌阳）、珠海炬力等。
以SIGMATEL STMP3410芯片为例，我们就可以了解到“主芯片”的原理和作用了：

SIGMATEL STMP3410芯片原理框图

由原理图理论上我们可以看出，“主芯片”是以解码DSP（数字信号处理器）为核心的，集成了各种接口控制芯片和控制电路，所以它的实际作用已经远远不止是解码芯片了，但现实中人们仍然习惯性地称它们为“解码芯片”。

下面简要介绍前三种应用较广泛的芯片方案。

1、 PHILIPS芯片方案

iRiver和MPIO是MP3随身听发源地韩国的领导品牌，他们的产品无论是音质还是品质都是很有口碑的，这也成就了PHILIPS解码芯片的高端地位。PHILIPS 的系列芯片SAA7750、SAA7751、PNX0101ET本身仅仅是解码芯片，必须搭配其他的控制芯片才能使用。PHILIPS解码芯片本身价格就比较昂贵，再加上外围芯片整体成本就比较高了，因此采用PHILIPS解码芯片的MP3价格一般都比较昂贵。

PHILIPS SSA7750EL芯片

PNX0101ET是SAA7750EL的改良型，外型体积小了，性能及功耗却有所提高。

部分采用PHILIPS SAA7750/7751解码芯片的MP3随身听代表产品有：iriver的IFP-100、300、500系列，MPIO的大部分机器（FD100、FL100、FY200、FG100等），MSC的G128，JNC SSF-200和创新（CREATIVE）的MX100、MX200等。

　　PHILIPS PNX0101ET芯片

MPIO的FG100、FL300和iriver 的IFP-700、800、900、1000系列以及N10使用的是PNX0101ET芯片。

2、 SIGMATEL芯片方案

美国SIGMATEL公司的STMP 34××系列和35××系列芯片是目前市场上占有率最大的MP3解码芯片之一。它是几种最主流的解码芯片中唯一采用高集成单芯片的，因此采用SIGMATEL方案的机器整体外围结构比较简约，成本也容易控制，综合性价比应该算是最高的。其中SIGMATEL STMP34××系列芯片曾经因为结构简单、性价比高、方案成熟，被几乎所有的主流厂商所采用，也因此开发出了众多的附加功能，占据了MP3市场的大半河山，爱国者月光宝盒系列、JNC SSF-800

和SAMSUNG YP-55H等市场热销型号都是采用经典的STMP3420芯片。

SIGMATEL STMP3410芯片

在STMP34××系列大获成功的基础上，SIGMATEL于2004年推出了功能更为强大的STMP35××系列。魅族在年初于国内率先推出基于STMP3520芯片基础的ME系列一举获得成功，并奠定了一定的市场地位。如今采用STMP35××系列芯片的产品越来越多，大有取代STMP34××系列成为新一代市场霸主地位之势。

SIGMATEL STMP3520芯片

3、 TELECHIPS芯片方案

　　韩国TELECHIPS的TCC730、TCC731也是性能较好的MP3解码芯片之一，其成本比起飞利浦的要低一些，但是同样需要外围元件的配合，因此成本比起单芯片来说还是要高。音质方面TELECHIPS同样保持在比较高的水准，而且由于韩国的民族情感比较强烈，TELECHIPS在韩国厂商中采用的还是比较多的，而韩国的整体MP3水平又比较高，所以TELECHIPS的芯片在整个MP3随身听中还是占有很高的市场份额，这也叫近水楼台先得月的一种吧。

TELECHIPS TCC730芯片

部分采用TELECHIPS芯片方案的MP3型号有：丹丁328系列、DEC街舞系列、WeWa!!王者之音，朝华魔音系列，信利MP301等机型。可以看出，其中主要是韩国的OEM产品，由此也可见TELECHIPS在韩国的普及。

（五）. 影响MP3随身听音质的因素

1、存储器会影响音质吗？

首先来看看存储装置，它对MP3的音质有什么影响吗？存储装置主要是以文件形式保存数字编码，在这里的数字编码是用户保存进去的，因此存储装置只要能正确的还原保存上去的数字编码就可以了，而这是对存储装置的最基本要求，并且由于是数字信号，因此也不会存在信号强度、信噪比、失真等问题。因此可以说，在音质方面，存储装置不会造成任何影响，当然，如果使用HDD（hard disk drive，硬盘驱动器）方案，而电源部分未做好的话，可能会因为HDD的瞬间电流而造成些影响。

2、什么芯片方案的音质最好呢？

芯片方案（主芯片）是一个MP3随身听的绝对核心部分，它是一个高度集成的芯片，我们很难对它进行深度分析。但通过大量经验以及近年来市场用户反馈的情况来看，芯片方案的音质跟芯片公司的音频背景成正比，就三款主流芯片方案来说，音质排列顺序为：Philips > Sigmatel > Telchips。

但这个排列也并不绝对，因为有很多 MP3 随身听制造商抛弃芯片方案内部的DAC
（数/模转换器）不用，而采用自己认为音质更高的DAC芯片来解决音质问题，并且这是一个非常有效的方法。那么DAC在改变整个MP3音质中到低占了多少比重呢？可能你会说占了决定性的作用，因为它是整个模拟信号的出口。当然，如果仅仅是从技术原理上分析，确实如此，但是一台放在货架上的MP3随身听可不仅仅这么简单，那还有什么重要因素呢？

3、耳机对于音质的影响

已经有越来越多的用户开始注意MP3随身听的耳机了！确实，做为整个MP3随身听的唯一出口，它确实占据着非常重要的地位。因为不管硬件做的多么优秀，如果没有好的回放设备的话也只是徒劳。不过也不用一味要求使用高档耳机，因为一是存在着耳机与随身听搭配的问题，二是再好的耳机也只是能展现出MP3随身听的音质而已，而不能从根本上改变和提升MP3的音质。

4、 PCB布线的影响

首先，我们知道，所有的零件都是固定在PCB（Printed Circuit Board, 印刷电路板）上的，虽然是同样的电路，但是，不同的公司、不同的工程师所布出来的PCB却截然不同。而由于MP3芯片组本身集成度非常高，在同一块芯片上同时存在着很多种频率的信号。如果处理不当的话，就会造成信号间的干扰，造成音质变差，或者使随身听工作不稳定。

5、软件的作用

　实际上一般的公司在软件方面是没有能力进行任何对于音质有利的改进的。虽然软件在音质上不占有主导地位，但是如果软件设计的不好的话，也会使音质明显劣化。当然更重要的是，一个好的软件、好的操作逻辑才会让用户更加方便舒适的使用MP3随身听，这才是软件最重要的职能。

6、电源设计

MP3随身听做为低功耗的小型音频设备，其电源的设计也是非常重要的。设计的不好，不但耗电量大不说，还有可能造成对音频信号的干扰。

7、元器件选用

对于音质，如果元件选择不当对于音质的影响一般来说都是细微的，特别是对于这种数码产品，会影响音质的，其实也就是最后的那一小段模拟电路，而之前的大部分电路都不会对音质产生影响。

说了这么多，那到底谁才是决定MP3音质的关键呢？这个真的不好回答，因为一台优秀的MP3随身听需要各部分完美的结合才行，在这些因素中只要有一项做的不好，都会对音质产生明显的影响，因此它们并不能用简单的百分比来表示。所以要衡量MP3随身听的音质，除了分析它的主芯片构成外，还要多听才行，非发烧友级的普通消费者，也只能作出比较主观的判断和选择了。

（六）. MP3和WMA音频格式相关知识

数字音频格式即以数字形式进行记录、处理和播放的音频信号。数字音频格式的出现，是为了满足高保真复制、存储、传输的需求。简单的说，早期的模拟音频格式，存在着复制失真和因为介质磨损而失效的问题。从CD盘的问世开始，数字格式音频文件开始普及，但又产生了一个问题——存储体积上的限制，同时CD盘仍然存在磨损的现象。如果保存到硬盘上（相对存储时间更长），在当时存储介质（主要是硬盘）仍然昂贵的情况下，也不是好的解决方法。而互联网的出现，更产生了远距离传输文件的要求，在带宽的制约下，缩小文件体积的需求变得更加强烈，这些都从外部因素上导致了有损压缩数字音频格式产生！
而从内部因素来说，随着电脑运算、编码能力的提高，各种声学心理模式的进步，促进了各种有损压缩数字音频格式的层出不穷。以下简要介绍一些在MP3随身听上广泛使用的音频格式——MP3（CBR、VBR、ABR）、WMA、WAV、ADPCM，以及新兴的音频格式AAC、ASF和OGG。

在介绍几种数字音频格式之前，我们先来明晰一个概念——Bit Rate（比特率）。

在计算机领域中，所有的资料都是被数字化的，比特（Bit）是电脑中最小的数据单位，指一个0或者1的数，也就是数学上的二进制数字，一个“0”或“1”，就是一个位。例如当我们说一个2位的数字，就是指它是一个两位数的二进制数字，有“00”、“01”、“10”、“11”这4种组合，分别代表十进制中的0、1、2、3四个数字。

比特率是一种数字音乐压缩效率的参考性指标，比特率表示单位时间（1秒）内传送的比特数bps（bit per second，位/秒），通常我们使用kbps（通俗地讲就是每秒钟1000比特）作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2kbps（也就是记录1秒钟的CD音乐，需要1411.2×1024比特的数据）。音乐文件的比特率越高，意味着在单位时间（1秒）内需要处理的数据量（Bit）越多，也就表明音乐文件的音质越好。但是，比特率高时文件大小变大，会占据很多的存储容量，MP3音乐文件最常用的bit rate是128kbps，MP3文件可以使用的比特率一般是8～320kbps。

1、 WMA（Windows Media Audio，视窗媒体音频）
作为微软公司的多媒体压缩方式，它是在Windows Media Technologies中只压缩音频数据的那一部分技术，音质类似MP3，能以MP3一半的技术完成压缩。它具有版权所有的Windows Media Rights Manager，可通过安装在WMP（Windows Media Player，视窗媒体播放器）进行播放。由于微软和Windows的强大影响力，以及最重要的版权原因，美国的主要唱片公司EMI和BMG公司等正式确定使用由微软公司开发生产的WMA方式。相信，今后这种先进方式会得到进一步的普及。

2、 MP3（CBR、VBR、ABR）

MP3是目前使用用户最多、应用最为广泛的有损压缩数字音频格式，在前文已经做过解释，在此不再复述。

CBR（Constant Bit Rate，固定比特率）

CBR是最古老最简单的MP3编码（压缩）方式。采用此法编码时，整个文件的比特率都是一样的，换言之，MP3文件每秒使用的比特率都是一样。尽管音乐文件有复杂程度不同的段落，编码器始终把比特率保持一致，除非你用最高音质，否则，MP3文件中不同段落的音质会有变化。越是复杂的段落，其音质就越差。它的最大优点是文件的尺寸固定，便于计算存储的空间。

VBR（Variable Bit Rate，可变比特率）

　　VBR是一种可变编码速率的MP3压缩方式，其原理就是将一首歌的复杂部分用高比特率编码，简单部分用低比特率编码，通过这种动态调整编码速率的方式，进一步得到音质和文件体积之间的平衡。它的主要优点是可以让整首歌都能大致达到我们的音质要求，缺点是编码时无法估计压缩出来的文件体积大小。
现在推出的MP3随身听大部分都支持VBR了，不过有些机器虽然能够播放VBR格式的歌曲，但是不能够正确显示播放时间，目前许多高品质的MP3音乐都是采用VBR编码的。

ABR（Average Bit Rate，平均比特率）

　　ABR是VBR的一种插值参数，它是在VBR的基础上发展出来的一种编码方式，是针对CBR较大的文件体积和VBR生成文件体积大小不定的特点创造了这种编码模式。ABR在指定的文件大小内，以每50帧（30帧约1秒）为一段，低频和不敏感频率使用相对低的流量，高频和大动态表现时使用高流量，可以作为VBR和CBR的一种折中选择。

3、 WMA（Windows Media Audio，视窗媒体音频）

　　 WMA是微软公司的多媒体压缩方式，它是在微软视窗媒体技术中只压缩音频数据的技术，音质类似MP3。从压缩比角度来说，在低于192kbps的编码速率条件下，WMA可以在同样音质条件下获得比MP3文件更小的体积——甚至一半（但当编码速率高于192kbps时，普遍的反映是MP3的音质要好于WMA）。微软官方宣布的资料中称WMA格式的可保护性极强，甚至可以限定播放机器、播放时间及播放次数，具有相当的版权保护能力。

4、 WAV（声音资源文件）

WAV是一种波形文件，直接记录声音的波形，未被压缩，从CD抓取的音轨就是wav文件，体积大。

5、 ADPCM

ADPCM是Adaptive Differential Pulse Code Modulation的缩写，全名为自适应差分脉冲编码，也是一种有损压缩数字音频格式。这个格式常用在MP3随身听的录音方面，它可以提供极高的压缩比，一般128MB的MP3随身听最长可以记录16小时的录音，但追求录音时间过长是以牺牲音质为代价的。

6、 AAC（Advanced Audio Coding，高级音频编码）

AAC是由Fraunhofer研究院（MP3格式的创造者）、杜比（DOLBY）试验室和AT&T（美国电话电报公司）共同研发出的一种有损压缩音频格式，是MPEG-2规范的一部分。与MP3相比，AAC增加了对立体声的完美再现、码流效果音扫描、多媒体控制、降噪优化等MP3音频格式所没有的特性，同时还支持更多种采样率和比特率、多种语言的兼容能力、更高的解码效率。总之，AAC可以在比MP3文件缩小30％的前提下提供更好的音质。
不过，在目前的MP3随身听上，仅有少数几家应用了这一格式。

7、 ASF（Advanced Streaming Format，高级流动格式）

ASF是微软公司针对Real公司开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术的特点是同时兼顾了保真度和网络传输需求，所以具有一定的先进性。也是由于微软的影响力，这种音频格式现在正获得越来越多的支持。

8、 OGG Vorbis格式

OGG是一个庞大的多媒体开发计划的项目名称，涉及视频音频等方面的编码开发。OGG Vorbis是高质量的音频编码方案，它比MP3先进在于可以支持多声道编码。官方数据显示，OGG Vorbis可以在相对较低的数据速率下实现比MP3更好的音质。但由于随身听使用耳机播放的局限，即便是经过多声道（两声道以上）编码的OGG Vorbis格式音频文件，用耳机收听也感受不到环绕效果，因为耳机只提供双声道输出。

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