MP3的播放原理与维修

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MP3/MP4数码播放器的原理及其应用 与维修
一、 MP3/MP4基本原理
MP3/MP4就是采用国际标准MPEG中的第三层音频压缩模式，对声音信号进行压缩的一种格式，中文也称 “ 电脑网络音乐 ” 。 MPEG中的第三层音频压缩模式比第一层和第二层编码要复杂得多，但音质最高，可与CD音质相比。为了更深入地理解，先把MPEG－1音频标准的特点作一些介绍。
1．MPEG－1音频标准的特点
MPEG－1音频压缩标准是第一个高保真音频数据压缩标准。除了AC－3之外，其他的音频压缩算法只适用于语言(如码激励线性预测CELP)或只有中等的压缩质量(如自适应差分脉冲编码调制ADPCM)。MPEG－1音频压缩标准虽然是MPEG－1标准的一部分，但它完全可独立应用。
为保证其普遍适用性，MPEG－1音频压缩标准提供了以下压缩模式：
( 1 )音频信号采样频率可以是32kHz，44.1kHz或48kHz；
( 2 )压缩后的比特流可按下列4种模式之一支持单声道或双声道；
· 提供给音频通道的单声道模式 (monophonic mode).
· 提供给两个独立的单音频通道的双－单声道模式 (dual－monophonic mode).
· 提供给立体声通道的立体声模式 (stereomode),通道之间有比特共享。
· 联合立体声模式 (joint－stereomode)，利用立体声之间的关联或通道之间的相位差的无关性，或者对两者同时利用。
( 3 )压缩后的比特流具有预定的几种比特率之一。此外，MPEG－1音频标准也支持用户使用预定的比特率之外的比特率。
( 4 )MPEG－1音频标准提供三个独立的压缩层次，使用户可在复杂性和压缩质量之间权衡选择。
· 层 1 (Layer 1)最为简单，使用的比特率384kb／s，主要用于数字小卡座DCC(Digital Compact Cassette)。
· 层 2 (Layer 2)的复杂度属于中等，使用的比特率192kb／s左右。其应用包括：数字广播(Digital Audio Broadcasting)的音频编码，CD－ROM上的音频信号以及交互式CD－I(CD－zinteractive)。
· 层 3 (Layer 3)最为复杂，但音质最佳，使用的比特率为64kb／s，尤其适用于综合业务数据网(ISDN)上的音频传输。
( 5 )编码后的比特流支持循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)。
( 6 )MPEG－1音频标准还支持在比特流中载带附加信息。
2 ? MPEG－1层3 (Layer 3)音频标准的基本原理
MPEG－1层3 (Layer 3)音频标准是一个普遍适用的音频压缩标准，它对音频源没有任何要求。它利用人耳听觉系统的感知特性，压缩率的取得来自去掉人耳听不到的信息细节，虽然压缩是有失真的，但对人耳来说这些失真是听不到的。也即对人耳而言，MPEG－1音频压缩是不失真的。因此，MPEG－1音频标准的应用非常广泛。
3 ? MPEG－1层3 (Layer 3)声音的一些性能指标
从上述MPEG－1音频标准可看出：高压缩比是MP3/MP4的一个主要特性，其基本理论就是去除节目源中人耳听觉阈以外的所有信号，并将大信号掩盖下的小信号也加以除去，因为人耳具有掩盖效应，这种变化基本上觉察不出来，这样实际记录的信息量就比压缩前小得多，其压缩比可在10 ∶ 1～96 ∶ 1。这样，一张只能容纳十几首歌曲的光盘，就可记录150首以上的MP3/MP4格式歌曲。MP3/MP4的这一特性，大大节约了节目成本，肯定会受用户欢迎。
MP3/MP4的优点 ↑
MP3/MP4的突出优点是：压缩比高，音质较好，制作简单，交流方便。
压缩比高上面已述。音质是人们关心的一个焦点。虽然MP3/MP4对原始信号进行了高压缩比处理，但因为去除的大多是一些无关紧要的信号，因此单纯从听感上说，MP3/MP4压缩几乎对音质没有影响。事实上，制作精良的MP3/MP4音乐碟，在专门的数字随身听(比如MPMan)中播放，完全可以达到普通CD唱机播放CD唱片的音质水平。但最吸引人的还是MP3/MP4制作和交流上的方便。只要有一台电脑，就可将CD节目录入电脑硬盘，然后压制成MP3/MP4格式。也可直接从Internet网上下载MP3/MP4音乐，网上有取之不尽的MP3/MP4音乐。还可把你自己制作的MP3/MP4音乐上网交流。良好的音质和丰富的节目源将使MP3/MP4成为最佳的大众音乐媒体。
当然，MP3/MP4的高压缩比是以牺牲细微的音质换来的，无疑会对音质产生一定的影响，对一般人和爱好者不会在意，但MP3/MP4是否能为Hi－Fi发烧友喜爱?!只有他们自己来回答。
MP3/MP4的用途 ↑
由于MPEG－1是一个通用的标准，所以其应用非常广泛，如：
● 数字无线电广播的发射和接收
● 数字电视伴音，包括音乐、Internet电话
● 数字声音信号的制作与处理
● 数字声音信号的存储
● 凡涉及数字声音的地方都可利用MPEG－1音频标准。利用MPEG－1层3 (Layer 3)的音乐CD光盘在国外早已上市，可存储160多首歌曲，仍能保持CD音质。
内置闪存
MP3/MP4的大部分价值都是MP3/MP4的容量大小决定的。从早期的16M、32M到现在的64M、128M、256M、以及已经出现的512M。一般来说，128Kbps压缩率的MP3/MP4每首歌曲大约3-5M，所以现在主流的128M内存，可以存放这样的歌曲30首左右。2003年128M容量已经成为主流标配，到2004年底这个指标有可能达到256M。
扩充内存
相当于自己给电脑增加容量一样。不同的是这个增加的闪存根据 MP3/MP4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/MP4使用的，现在因为体积和耗电的原因，已经很少用到了；SM卡应该算是目前MP3/MP4上用得最多的扩充卡了；MMC卡属第二代的扩展卡了，用得也比较多；SD卡是在MMC卡基础上发展出来的，所以它也向下兼容－－就是说如果你的MP3/MP4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/MP4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（Memeory Stick），一般只用在SONY的机型上，很少看到其他产品使用。
采样率
大部分的 MP3/MP4都支持44．1kHz，有很少部分MP3/MP4随身听支持48kHz的MP3/MP4文件。
比特率
也称码率， MP3/MP4文件可以使用的一般是8～320kbps，但不同MP3/MP4机在这方面支持的范围不一样，大部分的是32-256Kbps，这个指数当然是越广越好了，不过320Kbps是最高等级了。
MP3/MP4解码芯片对比
1.炬力ATJ2075，国产MP3/MP4解码芯片的领航者,也是中国本土在MP3/MP4领域IC生产商最大最成熟的公司,与摄像头主控IC占有70%的中国中星微一样在IC业界熠熠闪光,因为服务非常好，价格便宜,贴近用户，音质也随着AT2085,AT2087等新IC的出现大为提高,稳定性也很高,因此目前的市场份额越来越大。
2.飞利浦的SAA7750，价格较贵，光电子成本都需要RMB260左右，音质相对其他方案更的突出，主要在进口MP3/MP4才用到，同时芯片是BGA封装，国内生产技术有限。
3.韩国的TELECHIPS的TCC730，价格比SAA7750便宜一点，需要外接ROM，外围元件多点，因此太小的MP3/MP4还做不了，音质还算可以。
4.韩国ECT公司的SKYLARK芯片，目前国产的纽扣机都用到，只是目前还不支持WMA，价格与STMP3/MP4410差不多，功能较全。
5.美国SIGMATEL的STMP3/MP4410，由于很多开发公司都从事这块芯片开发，因此目前能做的功能越来越多，包括电子图片，歌词同步，TXT阅读，闹钟等，也是国产机比较多人采用的。
6.凌阳方案，价格比STMP3/MP4410要便宜点，音质一般，国产MP3/MP4很多用到。
7.珠海科广，用的工厂较少，市面上仿JNC的圆筒机就是用到这个方案，价格和炬力差不多，还未完全完善。
8.华矽，市面上最低端的方案，价格便宜，功能简单，音质不好。
9.台湾ACCFAST,用的人较少.
10.早期的cirrus,cs72xx cs73xx是MP3/MP4方案中的最主要方案。
MP4背景知识
一 . MPEG及各阶段格式介绍
MPEG的全称是“Motion Picture Expert Group”（移动影像专家组），组建于1988年，目的是为传送音频和视频制定标准。
MPEG-1： 广泛的应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载的网络应用上面，可以说 99% 的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的。
我们目前习惯的MP3/MP4，并不是MPEG-3，而是MPEG 1 layer 3，属于MPEG 1中的音频部分。
MPEG 1的像质等同于VHS，存储媒体为CD-ROM，图像尺寸320×240，音质等同于CD，比特率为1.5Mbps。
该标准分三个部分：
1.系统：控制将视频、音频比特流合为统一的比特流。
2.视频：基于H.261和JPEG。
3.音频：基于MUSICAM技术。
MPEG-2： 应用在 DVD 的制作（压缩）方面，同时在一些 HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用面。
目标：
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Level　size　Pixels/sec bit-rat　Application　
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Low　352 x 240　3 M　4　consumer tape equiv.
Main　720 x 480　10 M　15　studio TV　
High 1440　1440 x 1152　47 M　60　consumer HDTV　
High　1920 x 1080　63 M　80　film production　
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·与MPEG-1的区别：
1.除了对帧(frame)进行搜索，还对场(field)进行搜索。
2.MB色度格式还可为4:2:2、4:4:4。
3.帧尺寸最大可为16383×16383
4.可分级(Scalable)：时域(Temporal)等等……
5.非线性MB量化因子。
6.A bunch of minor fixes
MPEG-3： 原本针对于HDTV(1920×1080)，后来被MPEG-2代替。
MPEG-4： 针对多媒体应用的图像编码标准。
是一种新的压缩算法，使用这种算法的 ASF 格式可以把一部 120 分钟长的电影（未视频文件）压缩到 300M 左右的视频流，可供在网上观看。其它的 DIVX 格式也可以压缩到 600M 左右，但其图象质量比 ASF 要好很多。
MPEG-7： 基于内容表示的标准，应用于多媒体信息的搜索，过滤，组织和处理。
在以上背景知识基础上，抛开这些专用术语，对我们用户来说，一个最直观的描述：MPEG4的影像压缩，可以提供给我们接近DVD的质量，文件又更小的选择！
我想，这也是MPEG4逐渐发展的动力——图象更清晰、文件更小。如同在音频压缩编码格式上发生的格式一样（追求的都是更接近无损音质、体积相对更小）。
小结：MPEG-1代表了我们熟悉的VCD，MPEG-2代表了我们熟悉的DVD，MPEG-4则在比DVD文件体积更小的情况下，提供接近DVD品质的目标。

風雨後的陽光

长知识了

午夜咖啡

尽管是抄袭来的，但是还是值得奖励

zjl908

好，很好，非常好！