MP3播放器的音频技术及音质评定

　　2006年，福州瑞芯微（Rockchip）推出了RK26XX系列芯片，凭借其对MPEG-4视频文件播放功能的出色支持，一举成为行业关注的焦点。RK26XX系列芯片方案在视频上的明显优势是勿庸讳言的，而Rockchip在音频上的表现，其实也是有其独特之处。毕竟MP3播放器是作为音乐随身听而兴起的，音质的好坏，到目前为止依然还是评价一款MP3播放器的最重要的指标。



　　影响MP3播放器音质的因素实际上有很多，从MP3音频文件解码开始，一直到最后从耳机上输出声音，这之间要经过一系列的处理，任何一个环节都可能对最终的音质好坏产生影响，下面我们就按照MP3播放器将数字音频文件最终还原成模拟音频信号的过程，详细叙述会影响音质的各个环节。



　　众所周知，无论是MP3还是WMA，实际上都是一种有损压缩的音频格式。它是在基本保持音频没有大的损失的情况下，将原始的音频数据压缩到原来的几分之一甚至十几分之一。因此，MP3播放器要播放一首MP3歌曲，首先要做的就是对MP34歌曲的解码。所谓解码，实际上就是MP3播放器的主芯片（也叫解码芯片）的处理器通过大量的乘法和加法运算，将被压缩过的音频文件展开还原成尽可能接近于原始音频的数据。在这个至关重要的还原过程中，越完善的解码算法还原出来的音频数据，就越接近原始音频数据，但同时对主芯片的运算能力和运算精度要求也越高。

　　Rockchip的RK26XX系列芯片可进行32位乘法的高精度运算，因此在MP3的浮点转定点的运算上，可以得到比普通只能执行16位或24位乘法运算处理器高得多的精度，同时它的运算速度也是在同类产品中首屈一指的。这样就充分保证了将MP3文件解码成为PCM文件的质量。

　　同时还有音效（EQ）的处理，音效处理的好坏对MP3播放器来说也是非常重要的。前面提到MP3是有损压缩的音频压缩格式，天生存在不足，而且为了保证最终生成的音乐文件的体积，在压缩MP3歌曲时有部分频率的信号被滤除掉了，例如128K 比特率的MP3高频带宽就只能到16KHz；另外一般耳机的特性也无法满足CD音质的带宽需求（20Hz～20KHz），特别是低音部分，为了满足最终的听感要求，就需要MP3播放器在解码后进行音效处理。现在市场上的MP3播放器，都预置了一些设置好的音效模式，实际上音效处理就是在一些频段上进行提升或衰减，以满足不同用户的听觉感受。和解码过程相同，音效的好坏取决于音效算法的好坏，而复杂的音效算法的实现，也需要主芯片强劲的运算能力。

　　处理器将音频信号还原后，就可以把解码出来的数字信号转换成为模拟的声音信号，这个过程是由AUDIO DAC（数模转换器）完成的，因此芯片内嵌的AUDIO DAC的性能和精度，就决定了最终听到的声音的质量。一般说来，对于MP3播放，16位的转换精度就能满足大部分的需求（普通CD的精度就是16位），当然更高精度的DAC就意味着更低的失真、更高的信噪比和动态范围。Rockchip芯片集成了18位DAC（数模转换器），从而保证了经过数模转换后输出的声音信号的质量，事实上，RK26XX系列芯片方案的各项测试指标都达到或接近了行业的最高水平。

　　主芯片对于音质的影响集中解码和数模转换这两个环节上，除此之外，MP3的控制软件、硬件电路和所选配的耳机等，也将对MP3播放器的音质产生较大的影响。

　　首先是耳机。模拟信号最后是通过耳机转换成声信号然后才被人耳听到的，因此起着喉舌作用耳机的好坏对最终听到音乐的素制起着决定性作用，不管MP3播放器设计的多么优秀，指标如何的漂亮，但如果没有好的回放设备的话也只是徒劳。另外由于MP3播放器因为受体积和功耗的局限不可能选用功率偏大的耳机放大器方案，再加上不同耳机放大器方案之间性能还存在很大差异，因此耳机和MP3播放器之间实际还存在一个搭配的问题，这往往却又是被大半用户所忽略的问题，这就是朋友们常遇见的有的MP3播放器搭配SENNHEISER牌的耳机更好听，有的MP3播放器却要搭配同等级的AKG牌耳机时声音才更好听的原因。

　　同时，音质还受到MP3播放器的PCB（印刷电路板）布板的影响。我们知道，MP3播放器的所有的电子零件都要固定在PCB板上，而同样的电路原理图，经过不同的工程师布板后，其所布PCB版图可能会非常大的不同。由于MP3芯片组本身集成度非常高，在同一块芯片上也同时会存在着很多种频率的信号，如果处理不当的话，就会造成信号间的互相干扰，从而使音质变差，甚至使MP3播放器的工作不稳定。因此，一个优秀的、经验丰富的电路工程师，在布板时就会尽量减少信号间的干扰，以保证电路的稳定和输出的音质。

　　控制软件的影响也不容忽视。如果软件设计有缺陷的话，也会使音质明显变差；当然更重要的是，一个好的软件和操作系统才会让用户更加方便舒适地使用MP3播放器。

　　此外，MP3播放器作为低功耗的小型音频设备，其电源处理部分的硬件电路的设计也是非常重要的，设计不好的话，不但耗电量大，电源还会产生干扰信号，从而对音频信号造成影响。而电路上使用的电子元件，尤其是模拟电路的器件，如果选择不当，对于音质的影响也是不可忽视的。

　　可见，MP3播放器的音质会受到各种因素的影响，一颗性能强大、数模转换精度高的主芯片，可以保证数字音频信号解码的质量，但是耳机、电路、软件等其他方面的因素，也会对最终听到的音质产生不可忽视的影响。