【硬件科普】音响耳机麦克风这些设备是怎么工作的？音频的采样率和采样精度是什么？
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- เผยแพร่เมื่อ 20 มี.ค. 2022
- 听觉，作为仅次于视觉的第二感官，是人们获取信息的重要来源，为了满足视听的双重传达，越来越多的电子设备都具有了声音播放的能力，如果你正在通过手机或电脑观看本期视频，那你大概率是通过手机的扬声器，电脑的音响，或者耳机等设备聆听我的声音，但你有没有想过，扬声器，外放，音响，耳机这些你每天都在接触的设备，他们究竟是如何播放出我们想要的声音的呢？
- วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
很少人能做到這麼細緻的環節！獻上我的膝蓋
补充两点。1、扬声器里不仅可以固定磁铁，让线圈连接薄膜振动发声，也可以固定线圈，让磁铁连接薄膜振动发声，即耳机圈子里的动圈和动铁之别。动铁基本上只能做耳塞，头戴耳机以及单元更大的音响都是动圈的，所以用动圈结构概括扬声器原理不能算不全面；2、记录音频除了视频中提到的同时使用采样频率和采样精度的方法外（例如CD光碟，或叫PCM技术），还有只用频率的1bit技术，如字面意思每次采样只用一个比特，通过把采样频率堆得很高后用密度表征电位来记录音频数据，例如SACD光碟，或叫DSD技术。举个例子，16bit 44100Hz 的 PCM 每一次采样用时 1/44100 秒，采样结果从 0 到 2^16-1=65535 之间变化。假设某一次采样得到的结果是 10086，这个结果如果用 1bit 技术表示的话，就会把这次采样的 1/44100 秒再分成65536份，并在其中的 10086 份中写 1，剩下的 55450 份中写入0，实现用 0 和 1 的密度表征信号强度。1bit 技术的好处在于拉高采样频率要比提高采样精度容易，如果从 16bit 升级到 24bit 基本上所有东西都要重新开发。另外同时代 1bit 产品结构上相对简单，可以降低成本，不过同时 1bit 技术也有音频不易编辑等缺点。此外最关键的，半导体产业实在发展太快了，音频芯片那点性能需求直接被淹没在了摩尔定律里，1bit 的优势并不明显，加上一些版权专利的问题，使得 1bit 技术并没有得到多少应用。
好奇啊,你说那些用手机直播的还得整个声卡,美名其曰是为什么伴奏混响什么的,这些功能难道不能用手机软件来实现?是不是智商税?
@@user-vi8ke1mk3z 不能 并不是硬件不行 而是软件底层沟通并不是互通 而且单看mixer就知道 mixer只要接根线就好 软件通常包含好几种转换 对于电脑理解差点的人就难了
@@user-vi8ke1mk3z 可以，但也不行。安卓没有很好的低延迟音频方案，iOS的话虽然有但直播软件不一定适配，所以再不济可能也是用一台苹果手机处理音效然后输出到另一台手机直播。（专业的硬件效果器能做的更好但这里不考虑。）其次就是软件的使用门槛会比较高，毕竟要设置一大堆东西，硬件插上就能用了。
红酒有期节目也讲了1bit的故事
讓我想到我手機里2.8MHz的DSD
我怎么感觉像是回形针复活了一样
一如往常的高品質
视频做的太好了，赏心悦目，清晰明了，简单易学，大写的牛
视频做的非常棒，尤其是电子感应的效果动画，真的很震撼！
我只覺得這動畫真的太專業，必須給動畫師加薪 加到最高！
2 bit的加薪 🤣
真的厲害 短短七分鐘可以大概了解聲音怎麼儲存跟還原的
動畫還是這麼高品質
希望下次能做個有關驅動的影片
w10裝完 晶片驅動、主板驅動 裝與不裝有什麼差別? 電腦都可以正常使用，玩遊戲也沒感覺到差異
其實你拿到win10系統的時候就已經有驅動，是win 10自帶的但是版本很老，最好自己手動更新
沒有驅動哪可以正常使用==
@@user-nm8zb9he2e windows自帶驅動，但是不是最新的
又刨了个有损编码压缩原理的坑.. 姑且期待一个 (・∀・)
很简易让新手小白理解，动画图解也很到位，因为这个我点赞跟订阅了
节目真的很用心，讲解的也很细致专业
終於說到我最想要知道的運作原理了~😍😍
解說動畫每次都讓我驚豔
謝謝，這解釋非常給力
小哥视频做的很棒 赞一个！
好内容，希望下次有机会能够做一期DAC设计、滤波等的详解
做得可真好呀！！！
讲得真好，配图搭配后很容易理解
ky致歉，但真的怀念回形针的高品质制作，尤其是引用文档的那部分动画
谢谢茶谈老师
動畫做得太好理解了吧
真厲害
谢谢，有学到东西。
其实44100和48000这个采样率很大程度上是为了高切滚降吧，简单来说麦克风录制音频还真不是直接原样通给ADC就完事的，需要先经过低通电路把人耳听不到的部分滤掉，否则这些高频信号会对采样造成干扰，这个过程在模拟电路上几乎无法一刀切，而是一个渐变的过程，所以需要在人耳听不到的频率留有一定余量。
另外，从播放的角度来说没有必要追求24bit采样率，因为16bit已经可以带来96dB的动态范围了，大部分播放设备的音量都不至于能让这个动态范围产生的底噪超越环境噪音。真正需要24bit的只有录音，因为录音是需要后期处理的，但处理完了压成母带16bit和24bit就已经没有区别了，真要有区别那也是做remix的人才需要担心的问题。
@@atussentinel 耳朵再金能比搓音乐的金么？不能吧。实际上高采样如果不在播放阶段滤到20000Hz的话反而很容易对音质造成干扰，因为会和听觉频率的声音产生环形调制。不排除有些所谓金耳朵把这种干扰带来的空灵的杂音当成高采样的空气感（
動畫也太精緻
做的太好了
超讚的 可以做一期顯卡的工作原理嗎
謝謝分享
硬件科補也順便上了一些科學
太赞了
啥时候出一期音频压缩编码原理的视频。期待这类原理性节目。视频采样压缩也可以出。搞一个系列吧。嘿嘿
支持支持支持
這動畫好評
有一个小错误，采样频率越高所带来的不是“更接近原始波形，而是“记录更加高频信号”，根据奈奎斯特-香农采样定理所述，用一个采样频率去采样一个模拟信号，在1/2采样频率以下的频率，具有唯一性 这一个原则来看，如果一个模拟信号能通过滤波器，完成采样，那么采样率高于2倍频率，无论你采样率多高，你都能且只能还原出一种信号，所以更高的采样率对于已经能采样的部分不会有任何额外的还原
學生在學校聽到一頭模糊的科學知識, 在這裡終於明白原理了😙🙂
教育部需要你這種人才
CD的标准就是44.1k 赫兹和16比特我认为听音乐足够了，已经比黑胶信噪比好很多，我小时候家里有一张拉威尔的《波雷罗》78转唱片，动态太大信噪比不够，前一半的音乐几乎全部只听到噪音，当然是唱片磨损的次数太多，也许新的时候好得多。其实当人耳听到100分贝的音量同时，再听20分贝的音乐应该听不见了
动画做的不错
还没看，先点赞
這影片動畫配上講解，真的很好懂基本原理。鬼吧。
現在大多數音樂都還是16bits的，並不是24bits
其实扬声器也是可以作为麦克风的，让我想起曾经驱动漏洞黑客可以通过耳机偷听，把耳机（不带麦克风的）变成麦克风
了解原理後就可以自製麥克風讓你朋友享受享受全損音質
👍👍👍👍
所以有啥好桌面音响推荐吗？
有没有回形针的感觉
門外漢竟然聽的懂 拖影片的福
個人問題，麥克風捕獲聲音的振膜，是怎麼做的？很微弱的聲音也可以跟著震動，怎麼做到這麼敏感？
駐極體麥克風和靜電耳機哭哭~
同位深、採樣率時專業外接錄機和電腦自帶聲卡差別在哪呢？是抗干擾能力或類比訊號電路的部分嗎？
這是一部份，解碼晶片的解碼精度還有許多電子元件反應電壓、電流的精準程度......等
"反之振幅越小聲音則就越小"---整個旁白聲音變小
哈哈哈哈哈哈哈哈，看到這邊不知道為甚麼一直笑
哈哈哈
質量高成這樣都怕招人眼紅了 上一個這麼屌的回形針被扣個大帽子死無全屍 觸目驚心的
zhina特色，不奇怪了。所以我很想这些频道主别再在粪坑里待了，来TH-cam
2:50瞬间想起托克马克🤣
聲音和數位化
反手就是一个赞！
来看看硬件茶谈的视频缅怀下回形针
学习了。不过既然可以做到近乎无损的还原声音，怎么合成的声音跟真人声音还是有差距呢😂
其实最新的ai语音，例如微软tts，基本和人类没啥差异了。甚至朗读文本的能力要优于部分人类。
@@xia282 英美两国的有声读物基本都是tts做的。声音效果比专业的播音员还好听。
人声变化太多，常用的合成器里像是Vocaloid也只有十几个参数可以调整。虽然Vocaloid确实并不算效果比较好的那一类人声合成器就是了。
"近乎"
況且線材、DAC、Preamp、AMP和揚聲器的質量都會對聲音造成影響
所以現今的High End音響大多都是在追求還原最真實的聲音
线上我的膝盖
声音三要素没讲音色呀
历史上扬声器有多种，今天只讲到一种，麦克风也一样
不过讲的原理都很对
所以手机软件只要获取了播放权限也就可以用喇叭来监听用户了（重点误。。
并不能，因为喇叭是接到DAC上的，不是ADC，要接到ADC上的麦克风才能录下声音。
@@FlameRat_YehLon 这个说得对。不过也有例外，比如电脑接了耳机，而电脑的声卡接口，声音输出、麦克风口输入功能可以靠软件来自定义，这样的话理论上就能通过黑客软件来改变声卡设定，用耳机当麦克风监听用户。
@@adamlee9699 印象中输出和输入之间好像没法切换来着，只是输出的通道可以重新分配？
决定使用 44100 Khz 采样率，因为 CD 创作者集团 "索尼" 希望将贝多芬第九交响曲完整装在 74 分钟的光盘上
华语数码科普区里质量最高的视频作者了把？！其他说得好的没你们的动画效果好，动画效果好的没你们容易理解，继续加油，你们的订阅和观看数不应该只有这么一点的。
臥槽 這動畫
目前最普遍的還是16bit吧
光是一堆經典麥克風都只有支援16bit了，哪來普遍24bit一說
第二
大学教课不如七分钟的视频.wav
居然没有业配……
谢谢分享 更新太慢了
讲得真好，配图搭配后很容易理解