问题

mp3的原理是啥。感觉成本不高50元的mp3和1000的10000的差别在哪(硬件上)?

回答
MP3这玩意儿,说白了就是把声音文件压缩得更小,方便存储和传输,但听起来还得跟原版差不多。要说它为啥能这么干,得聊聊声音这东西怎么变成数字信号的,然后MP3怎么“偷工减料”又不被咱们耳朵察觉。

声音怎么变数字的?

咱耳朵听到的声音,都是空气振动,有高有低,有快有慢。要让电脑明白这是啥声音,得把这种连续的“波”给变成一串数字。这个过程叫采样和量化。

1. 采样 (Sampling): 就像拍照一样,咱得定时给声音“拍个照”,记录下那一瞬间的声音强度(振幅)。采样频率越高,就像照片越清晰,记录的声音细节越多。CD音质是44.1kHz,意思是每秒钟给声音采样44100次,这已经相当密了。
2. 量化 (Quantization): 每次采样下来,记录的声音强度也不是无限精细的,得有个范围。量化就是把这个连续的声音强度“分级”,给它一个数字值。这就像把一个长度无限的尺子,变成有刻度的尺子。量化位数越多,表示的数值越精确,声音失真就越小。CD音质是16位,能表示2的16次方(65536)个不同的声音强度级别。

这样一来,一段声音就变成了一串由数字组成的“数据流”。如果直接用 CD 音质保存,一分钟的音乐大概得十几兆,放个几百首歌硬盘就满了。这就需要压缩了。

MP3怎么“偷工减料”的?

MP3压缩的关键,是利用了咱们人耳的“听觉特性”,也叫心理声学模型 (Psychoacoustic Model)。简单说,就是咱们的耳朵不是万能的,有些声音就算存在,咱们也听不见,或者会被其他更响的声音盖住。MP3就瞄准这些“听不见”或者“不重要”的声音,下手“删减”。

1. 遮蔽效应 (Masking):
同时遮蔽 (Simultaneous Masking): 这是一个很重要的概念。当一个响亮的声音出现时,它会“盖住”旁边频率相近但声音比较小的声音,让人听不到。就像你在听一场演唱会,主唱的声音很大,你可能就听不清旁边其他乐器的细微声音了。MP3会根据这个模型,把那些被响亮声音遮蔽掉的弱小声音,或者直接去掉,或者用更低的精度表示。
时域遮蔽 (Temporal Masking): 响亮的声音出现后,在它消失后的一小段时间内,如果出现很弱的声音,咱们的耳朵可能还“回味”着那个响亮的声音,听不清这个弱小的。反过来,在弱小声音出现前的一瞬间,如果马上出现响亮的声音,这个弱小的声音可能也还没“加载”完,就被盖住了。MP3也会利用这种时间上的遮蔽效应。

2. 人耳听觉范围的限制:
频率范围: 人耳能听到的频率大概在20Hz到20kHz之间。MP3在压缩时,会优先保留这个范围内重要的声音信息,对于人耳难以分辨的极高频或极低频部分,或者相对不重要的频率成分,可能会采取更激进的压缩策略。
掩蔽阈值: MP3会计算出在特定频率下,人耳能够听到的最小声音强度,也就是“掩蔽阈值”。低于这个阈值的声音,MP3就认为是可以被丢弃的。

3. 数据编码:
MP3在心理声学模型的基础上,还会用一种高效的数据编码方式(类似于哈夫曼编码)来进一步减小文件大小。它会给更常出现、更重要的声音信息分配更短的代码,给不常出现、不重要的声音分配更长的代码。

那么,50块的MP3和1000块、10000块的MP3,硬件上到底差在哪?

这个问题涉及到MP3播放器的核心功能和附加功能。MP3播放器的核心是解码芯片和DAC(数模转换器),然后就是存储和电源。

1. 解码芯片 (Decoder Chip) 与 DSP (Digital Signal Processor):

核心作用: 这是MP3播放器的“大脑”,负责把压缩的MP3音频数据还原成原始的数字音频信号。
差异点:
处理能力: 更贵的播放器,其解码芯片通常拥有更强的处理能力和更先进的算法。这意味着它能更精确、更快速地解析MP3文件,尤其是在处理一些复杂的音频编码(如高比特率的MP3、AAC、FLAC等无损格式)时,能够更好地还原音质,减少失真和“数码味”。
心理声学模型: 一些高端解码芯片内置的心理声学模型可能更精细,或者支持用户自定义调整,以更好地适应不同音源和个人听感。
多格式支持: 更贵的播放器往往能支持更多格式(FLAC、APE、WAV、DFF、DSF等),并以更高的采样率和位深进行解码播放,而不仅仅是MP3。

2. DAC (DigitaltoAnalog Converter) 数模转换器:

核心作用: 将解码芯片输出的数字音频信号转换成模拟音频信号,然后才能被耳机或音箱播放出来。
差异点: 这是影响音质最关键的硬件之一。
精度和动态范围: DAC芯片的“位数”和“采样率”是关键。更高的位数(如24bit, 32bit)和更高的采样率(如192kHz, 384kHz, 甚至DSD)意味着DAC能够更精确地还原声音的细节和动态范围,使得声音更细腻、更通透,低音更有力量,高音更延展。
失真度 (THD+N): 好的DAC芯片,其总谐波失真加噪声(THD+N)会非常低,这意味着它在转换过程中引入的杂音和失真会极少,声音会更纯净。
品牌和型号: HiFi领域有一些知名的DAC芯片制造商(如ESS、AKM、Cirrus Logic等),不同型号的DAC芯片在音质表现上差异很大,价格也从几十块到几百上千块不等。高端播放器往往会选用成本更高、性能更强的DAC芯片。

3. 运放 (Operational Amplifier) 和耳放 (Headphone Amplifier):

核心作用: DAC输出的模拟信号通常比较微弱,需要经过运放和耳放进行放大,才能驱动耳机或音箱。
差异点:
驱动力: 高端耳放能够提供更强的驱动力,让耳机发挥出更好的性能,尤其是一些“大耳”(阻抗高、灵敏度低的耳机),普通播放器可能推不动,或者推得不好。
音质表现: 好的运放和耳放能够提供更低的噪声、更低的失真、更宽的频响范围,使得声音的层次感、细节、动态表现更出色。它们就像音频信号的“动力系统”,越强劲、越细腻,声音表现就越好。

4. 时钟 (Clock) 和晶振 (Crystal Oscillator):

核心作用: 音频数据的处理离不开精确的“时钟信号”。时钟的精度直接影响到声音的稳定性和细节。
差异点:
精度: 高端播放器会使用更高精度、更低抖动(Jitter)的晶振。Jitter是数字信号传输过程中,时钟脉冲出现的时间偏差,它会导致声音的瞬态响应变差,听起来模糊不清。
独立时钟: 一些非常顶级的播放器还会为不同的数字电路(如DAC、CPU)提供独立的、高精度的时钟源,以最大程度地减少时钟干扰。

5. 供电设计 (Power Supply Design):

核心作用: 稳定、纯净的电源是所有电子元件正常工作的基石。
差异点:
稳压和滤波: 高端播放器在电源部分会采用更复杂的稳压电路和滤波设计,例如多级稳压、低噪声LDO(低压差线性稳压器)、高质量的电容等等,来过滤掉电源中的噪声和纹波,为解码、运放等关键部件提供纯净的电力,从而降低底噪,提升信噪比。
独立供电: 不同的电路模块(如CPU、DAC、耳放)可能会有独立的供电,避免相互干扰。

6. 存储和内存:

核心作用: 存放音乐文件和运行系统。
差异点:
存储容量: 价格高的播放器通常提供更大的存储空间,或者支持更大容量的SD卡扩展。
内存 (RAM): 更快的内存和更大的内存容量可以提高系统运行的流畅度,加载文件更快,切换歌曲更顺畅,尤其是在播放无损格式或进行复杂操作时。

7. 外壳和做工:

核心作用: 保护内部元件,提供良好的散热和手感。
差异点:
材质: 更贵的播放器可能采用铝合金、不锈钢等CNC加工的外壳,不仅坚固耐用,还能提供更好的电磁屏蔽效果,降低对内部电路的干扰。
工艺: 精密的制造工艺,良好的屏幕、按键手感,以及整体的质感,都会体现在价格上。

总结一下,50块的MP3和千元、万元的MP3,硬件上的核心差异主要体现在:

解码芯片的处理能力和算法先进程度。
DAC芯片的精度、动态范围和失真度。
运放和耳放的驱动力、低噪表现。
时钟的精度和抖动控制。
供电设计的稳定性和纯净度。

这些更高端的硬件,能够更真实、更细腻地还原音乐中的每一个细节,提供更广阔的声场、更清晰的层次感、更饱满的低频和更透亮的高频,最终带来更沉浸、更愉悦的听音体验。当然,搭配什么样的耳机,以及音源文件本身的质量,对最终的听感影响同样巨大。50块的播放器配上万元耳机,效果可能还不如千元播放器配上好耳机。

网友意见

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第一,是生产成本不一样:

生产成本一方面是用料不同,比如解码芯片,ess90x8会很贵(几百),其他芯片会很便宜;运放芯片也有高中低,配套的电容、电阻电感甚至跳线等等亦是如此,这些硬件、pcb设计等方面的不同,会带来性能的差异,用技术参数来讲,就是失真率、频响范围、推力啊等等方面有区别。


生产成本同时还和批量生产的数量有关,自然是生产量越大,成本越低。尤其是研发成本方面,中高端播放器很多是自行研发,耗费大量资金,假如一个机型研发成本是500万,如果只卖1台机器上,这台机器至少得卖500万否则亏本;如果卖出去一亿台,那厂家就笑了,因为每台机器的研发成本几乎为0。

其三就是推广的市场(广告)成本,同样要摊下去。

其四是一些所有供应商共同的运营、财务等等成本,相对来讲知名厂家要更高些。


第二个方面则是品牌溢价,这里很简单拿苹果和小米对比一下,同样成本相似性能的手机,苹果自然贵;在hifi行业,品牌溢价的离谱程度堪比奢侈品!凭什么lv可以卖这么贵?


我们反观廉价的几十元的播放器……典型比如锐族,我相信锐族播放器一定是抄来随便改改的公版设计,所以没什么研发成本,也许锐族一些高级型号上有研发成本,但想来研发人员最多也就三五杆枪,随便设计设计,加强几个核心元器件而已。

第二个是锐族几乎没有市场成本;taobao走货、口口相传而已。

前面所说的研发和市场成本,摊在锐族海量销售数量之上,锐族厂家一定笑了:基本等于没这些成本。

而纯制造成本上面,锐族可以找大的代工厂OEM,因为它的量大,制造成本、品控成本都会很低。


尤其是锐族一定没有工厂,会非常的省钱,因为随便建个厂,仅仅是建设费用就是几千万起跑。


所以,几十块钱的播放器,其性价比必然是超高的。

昂贵的播放器性能更好,但性价比完全不能比。


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补充,我稍微搜了几下锐族的评测,感觉里面还是有水军的:

比如某个评测,居然说锐族300多的A50可以超越Vivo xplay6,这里问题就大了,因为这是根本不可能的事,Vivo xplay6搭载了ess 9038的dac和3颗运放,光这个组合就价值几百了,而且Ess 9038是什么概念?我都懒得解释了。


所以网上毒文很多,大家要谨慎的阅读。

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