基礎(chǔ)電子知識

1、基礎(chǔ)電子知識制造部二OO五年五月二十一日1目 錄 第一章：萬用表的使用方法及注意事項第二章：電子電路中常用五大元器件 第三章：電子辭典相關(guān)知識 第四章：認識MP3 第五章：了解MP42第一章：萬用表的使用方法及注意事項 以VC9800A系列為例：第VC9800A系列儀表是一種性能穩(wěn)定，用電池驅(qū)動的高可靠性數(shù)字萬用表。此系列儀表可用來測量直流電壓、直流電流可交流電流、電阻、電容、電感、二極管、三極管、通斷測試、溫度及頻率等參數(shù)。31、液晶顯示器2-1、電源開關(guān)2-2、APO按鍵3、保持開關(guān)4、hFE測試插座5、溫度（TEMP）6、旋鈕開關(guān)7、電壓、電阻、電容及頻率插座8、公共地9、小于200mA

2、電流測試插座10、20A電流測試插座11、背光顯示一、操作面牌說明4二、直流電壓測量1、將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“V/”插孔；2、將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的DCV量程上，然后將測試表筆跨接在被測電路上，紅表筆所接的該點電壓與極性顯示在屏幕上；注意：1、如果事先對被測電壓范圍沒有概念，應(yīng)將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后根據(jù)顯示值轉(zhuǎn)至相應(yīng)檔位上；52、如在高位顯“1”，表明已超過量程范圍，須將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至較高檔位上；3、輸入電壓切勿超過1000V，如超過，則有損壞儀表電路的危險4、當測量高電壓電路時，千萬注意避免觸及高壓電路6三、交流電壓測量1、將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“V/”

3、插孔；2、將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的ACV量程上，然后將測試表筆跨接在被測電路上。注意：1、如果事先對被測電壓范圍沒有概念，應(yīng)將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后根據(jù)顯示值轉(zhuǎn)至相應(yīng)檔位上；2、如在高位顯“1”，表明已超過量程范圍，須將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后根據(jù)顯示值轉(zhuǎn)至相應(yīng)檔位上。3、輸入電壓切勿超過于700Vrms，如超過則有損壞儀表電路的危險；4、當測量高電壓電路時，千萬注意避免觸及高壓電路7四、直流電流測量1、將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆直插入“mA”插孔中（最大為200mA），或紅表筆插入“20A”插孔中（最大為20A）；2、將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)DCA檔位上，然后將儀表串入被測電路中，被

4、電流值及紅色表筆點的電流極性將同時顯示在液晶片上。注意：1、如果事先對被測電流范圍沒有概念，應(yīng)將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后按顯示值轉(zhuǎn)至相應(yīng)檔上；82、如LCD顯“1”，表明已超過量程范圍，須將量程開關(guān)調(diào)高一檔；3、最大輸入電流為200mA或者20A時（視紅表筆插入位置而定），過大的電流會將保險絲熔斷，在測量20A時要注意，該檔位無保護，千萬要小心，過大的電流將使電路發(fā)熱，甚至損壞儀表。9五、交流電流測量1、將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“mA”插孔中，（最大為200mA），或紅表筆插入“20A”插孔中（最大為20A）；2、將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)ACA檔位上，然后將儀表串入被測電路中；注意

5、：1、如果事先對被測電流范圍沒有概念，應(yīng)將量程開關(guān)轉(zhuǎn)到最高的檔位，然后按顯示值轉(zhuǎn)至相應(yīng)檔上；102、如LCD顯“1”，表明已超過量程范圍，湎將量程開關(guān)調(diào)高一檔；3、最大輸入電流為200mA或者20A時（視紅表筆插入位置而定），過大的電流會將保險絲熔斷，在測量20A時要注意，該檔位無保護，千萬要小心，過大的電流將使電路發(fā)熱，甚至損壞儀表。11六、電阻測量1、將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“V/”插孔；2、將量程開關(guān)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的電阻量程上，將兩表筆跨接在被測電阻上；注意：1、如果電阻值超過所選的量程值，則會顯“1”，這時應(yīng)將開關(guān)轉(zhuǎn)高一檔。當測量電阻值超過1M以上時，讀數(shù)需幾秒間才能穩(wěn)定，這在

6、測量高電阻時是正常的；122、當輸入端開路時，則顯示過載情形；3、測量在線電阻時，要確認被測電路所有電源已關(guān)而所有電容都已完全放電時，才可進行；4、請勿在電阻量程輸入電壓，這是絕對禁止的，雖然儀表在該檔位上有電壓防護功能；13七、電容測量1、將量程開關(guān)置于相應(yīng)之電容量程上，將測試電容插入“Cx“插孔或僅（VC9804A）將黑色表筆插入“mA”插孔，紅色表筆插入“V/”插孔。2、將測試表筆跨接在電容兩端進行測量，必要時注意極性。注意：1、如被測電容超過所選量程之最大值，顯示器將只顯示“1”，此時則應(yīng)將開關(guān)轉(zhuǎn)高一檔；142、在測試電容之前，LCD顯示值可能尚未回到零，殘留讀數(shù)會逐漸減小，但可以有予

7、理會，它不會影響測量結(jié)果；3、單位 1uF=1000nF 1nF=1000pF 4、請在測試電容容量之前，對電容應(yīng)充分地放電，以防止損壞儀表。15二章：電子電路中常用五大元器件電阻英文名稱：Resistor元件用途：調(diào)節(jié)電流大小字母代碼：R其它代碼：無極 性：無方向性：無常用單位：（歐姆）、K（千歐）、M（兆歐）標 稱 值：一般用色環(huán)表示誤 差：色環(huán)表示16分類：電阻一般有碳膜電阻（其外形越大，功率也越大）、線繞電阻、金屬膜電阻。 單位換算：1M=103 K 1K =103 電阻之間的串聯(lián)：相加電阻之間的并聯(lián)：相乘之積除以相加之和SMT電阻的識別方法：前兩位數(shù)乘以10的N次冪（N代表第三位數(shù)）

8、舉例：絲印103計算方法：0317無極性電容英文名稱：Capacitor (Non-polarized)無件用途： 貯存電能，充電或放電字母代碼： C其它代碼： 無極 性： 無方 向 性： 無常用單位：F（微法） nF（納法） pF（皮法）說 明： 無極性電容一般有：陶瓷電容；云母電容；滌淪電容（聚脂薄膜電容） 電容18 單位換算： 1F=103MF=106 F =109 nF =1012 pF1920英文名稱：Capacitor(Polarized)中文名稱：電解電容（極性電容）元件用途：貯存電能，充電或放電字母代碼：C其它代碼：無極 性：電解電容長腳為正極，短腳為負極；電解電容元件上的“”

9、表示負極方向 性：由其極性決定安裝方向常用單位：F（微法） nF（納法） pF（皮法）標 稱 值：一般的元件上直接標明其電容量，如“100F”，表示其電容量為100F誤 差：一般用字母或百分比表示電容特性：隔直流通交流21英文名稱:Diode中文名稱：二極管元件用途：單向?qū)щ姡措娏髦荒苡烧龢O流向負極）字母代碼：D其它代碼：V，CR極 性：二極管上標有圓環(huán)的一端為負極（-）方向 性：由極性決定其安裝方向常用單位：無標 稱 值：無誤 差：無 22壓降：硅 ( Si )管的正向壓降為0.6V 0.7V 鍺 (Ge)管的正向壓降為0.2V 0.3V測試方法：將黑表筆插入“COM”插孔，紅表筆插入“V

10、/ ”插孔（注意紅表筆極性為“+”）；將量程開關(guān)置有二極管的檔位，并將表筆連接到待測試二極管，紅表筆接二極管正極，黑表筆接二極管負極，讀數(shù)為二極管正向壓降的近似值，一般較?。粚Q表筆，讀數(shù)較大。如兩次讀數(shù)均接近于零，則二極管已擊穿；如兩次讀數(shù)均很大，則二極管已開路。用 途：檢波、整流、開關(guān)、穩(wěn)壓、混頻等。23英文名稱：Light-Emitting Diode中文名稱：發(fā)光二極管元件用途：發(fā)出不同顏色的光字母代碼：LED其它代碼：E，DS，D，DIS，CR極 性：長腳為正極方向 性：由極性決定其安裝方向誤 差：無24英文名稱：Inductor中文名稱：電感元件用途：電磁轉(zhuǎn)換（將電能與磁能相互轉(zhuǎn)化

11、）字母代碼：L 其它代碼：T 極 性：無方向 性：一般電感無方向性，變壓器/中周的方向性由其引腳的不規(guī)則排列決定安裝方向常用單位：H（微享）、mH（毫享）單位換算：1 H = 103mH =106 H標稱值：一般電感用色環(huán)表示而變壓器/中周無標稱值25誤 差：一般電感用色環(huán)表示說 明：電感一般有色環(huán)電感、變壓器（俗稱“火牛）、中周、空心電感 電感特性：隔交流通直流26英文名稱：Transistor中文名稱：三極管元件用途：放大電信號字母代碼：Q其它代碼：V或U極 性：無方 向 性：由管腳的排列來確定其安裝方向常用單位：無標稱 值：無27誤 差：無 壓降：以硅 ( Si )材料NPN管為例 使三

12、極管工作在放大狀態(tài)的條件 發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏，以e點為地，b點到e點偏置電壓Vbe為0.6V 0.7V測試方法：按照判別二極管極性的方法，可以判斷出其中一極為公共正極或公共負極，此極即為基極B，對NPN型管，基極是公共正極；對PNP型管則是公共負極。因此，判別出基極是公共正極還是公共負極，即可知道被測三極管是PNP型或NPN型。28若已判明基極為B端，另外兩個極，任意設(shè)E、C端。設(shè)被測管為PNP型，將萬用表紅表筆接C端，黑表筆接E端，再將假設(shè)的C、E極互換，看兩次測得電阻大小。分析可知，測得電阻小時，則C端是集電極C，E端是發(fā)射極E。判斷三極管的好壞：測試時用萬用表分別測試三極管發(fā)射結(jié)、集

13、電結(jié)的正、反向電阻，若兩結(jié)正、反向電阻正常，三極管一般為正常三極管。否則，三極管已損壞。29結(jié)構(gòu)：半導(dǎo)體三極管簡稱三極管或晶體管。它的結(jié)構(gòu)是在一塊半導(dǎo)體上應(yīng)用半導(dǎo)體工藝制成兩個PN結(jié)。按兩個PN結(jié)組合的方式不同，可分為PNP型和NPN型兩類。三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，各引出電極分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。發(fā)射區(qū)（e區(qū)）和基區(qū)（b區(qū)）之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)(c區(qū))和基區(qū)之間的結(jié)稱為集電結(jié)。半導(dǎo)體三極管按材料不同分為硅( Si )管和鍺 (Ge )管。目前我國制造的硅管多數(shù)為NPN型，鍺管多為PNP型。30總結(jié)：根據(jù)晶體管的引線數(shù)可以判斷是二極管或三極管 根據(jù)部分二極

14、管上標有的符號和二極管的外型可以判斷二極管的極性。對于常用的雙極性晶體管，可根據(jù)它的管腳排列順序，判斷出它的發(fā)射極、基極和集電極。在晶體管上一般都有晶體管的型號，根據(jù)型號，可以知道晶體管的材料、類別、序號。通過查閱手冊，還可得知晶體管的主要參數(shù)、使用方法等技術(shù)資料。31第三章 電子辭典相關(guān)知識電子詞典（含學(xué)習(xí)機）和MP3以及MP432一、 電子詞典相關(guān)知識、什么是電子詞典？答：電子辭典是一種將傳統(tǒng)的印刷詞典轉(zhuǎn)成數(shù)碼方式、進行快速查詢的數(shù)字學(xué)習(xí)工具。電子辭典以輕便易攜、查詢快捷、功能豐富等特點，成為21世紀學(xué)生學(xué)習(xí)生活、社會人士移動辦公的掌上利器。電子辭典主要有五大板塊功能，分別為：辭典查詢學(xué)習(xí)

15、功能、電子記事功能、計算功能、參考資料功能以及數(shù)據(jù)傳輸功能。332、什么是 Pclink？答：Pclink是PC機和電子辭典進行連接，上傳下載程序、文擋、資料，并可對數(shù)據(jù)進行管理的PC端軟件。3、什么是五筆和拼音？答：五筆是指當您選定反查五筆后，在用其它輸入法輸入漢字時，屏幕會顯示漢字“五筆輸入碼”，若選定反查拼音，則顯示漢字的“拼音”。344、什么是記憶體？答：記憶體相當于PC機上的硬盤，用來存儲和保存數(shù)據(jù)的。ROM數(shù)據(jù)不能隨意更新，但是在任何時候都可以讀取。即使是斷電，ROM也能夠保留數(shù)據(jù)。5、什么是電腦連接器?答：電腦連接器是將“網(wǎng)絡(luò)電子辭典”的記錄資料發(fā)送到PC機作為備份或是將PC機中

16、的資料發(fā)送至“網(wǎng)絡(luò)電子詞典”；還可以進行同步數(shù)據(jù)操作，即在PC上直接修改“網(wǎng)絡(luò)電子詞典”上的數(shù)據(jù)的設(shè)備。356、什么是數(shù)據(jù)傳輸接口？答：數(shù)據(jù)傳輸接口是電腦辭典與PC相連接，實現(xiàn)上傳下載、資料同步、電子圖書方便自如；雙機互傳，互通有無的數(shù)據(jù)接口36二、 電子詞典基本組成部分A、電子詞典主要由以下幾大部分組成:1、MCU (分8位與16位和32位) . 目前用到的為矽創(chuàng)8位MCU和32位愛普生的32位MCU；2、 擴展存儲器. 分SRAM和NOR FLASH以及NAND FLASH；3、鍵盤4、通訊設(shè)備375、 電源6、 語音輸出部分(DSP+AMP或解碼器)7、 LCM 顯示模組8、 主振/時鐘

17、電路38B、電子詞典主要幾大部分示意框圖:39C、詞典組成部分簡介一 擴展存儲器（SRAM、NAND FLASH、 NOR FLASH等）閃速存貯器FLASH技術(shù)分類（轉(zhuǎn)）全球閃速存儲器的技術(shù)主要掌握在AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA，由于各自技術(shù)架構(gòu)的不同，分為幾大陣營。401.NOR技術(shù)NOR技術(shù)（亦稱為Linear技術(shù)）閃速存儲器是最早出現(xiàn)的FlashMemory，目前仍是多數(shù)供應(yīng)商支持的技術(shù)架構(gòu)。它源于傳統(tǒng)的EPROM器件，與其它FlashMemory技

18、術(shù)相比，具有可靠性高、隨機讀取速度快的優(yōu)勢，在擦除和編程操作較少而直接執(zhí)行代碼的場合，尤其是純代碼存儲的應(yīng)用中廣泛使用，如PC的BIOS固件、移動電話、硬盤驅(qū)動器的控制存儲器等。41NOR技術(shù)FlashMemory具有以下特點：(1)程序和數(shù)據(jù)可存放在同一芯片上，擁有獨立的數(shù)據(jù)總線和地址總線，能快速隨機讀取，允許系統(tǒng)直接從Flash中讀取代碼執(zhí)行，而無需先將代碼下載至RAM中再執(zhí)行；(2)可以單字節(jié)或單字編程，但不能單字節(jié)擦除，必須以塊為單位或?qū)φ瑘?zhí)行擦除操作，在對存儲器進行重新編程之前需要對塊或整片進行預(yù)編程和擦除操作。由于NOR技術(shù)FlashMemory的擦除和編程速度較慢，而塊尺寸又較

19、大，因此擦除和編程操作所花費的時間很長，在純數(shù)據(jù)存儲和文件存儲的應(yīng)用中，NOR技術(shù)顯得力不從心。42不過，仍有支持者在以寫入為主的應(yīng)用，如CompactFlash卡中繼續(xù)看好這種技術(shù)。 Intel公司的StrataFlash家族中的最新成員28F128J3，是迄今為止采用NOR技術(shù)生產(chǎn)的存儲容量大的閃速存儲器件，達到128Mb（位），對于要求程序和數(shù)據(jù)存儲在同一芯片中的主流應(yīng)用是一種較理想的選擇。該芯片采用0.25m制造工藝，同時采用了支持高存儲容量和低成本的MLC技術(shù)。43所謂MLC技術(shù)（多級單元技術(shù)）是指通過向多晶硅浮柵極充電至不同的電平來對應(yīng)不同的閾電壓，代表不同的數(shù)據(jù)，在每個存儲單元中

20、設(shè)有4個閾電壓（00/01/10/11），因此可以存儲2b信息；而傳統(tǒng)技術(shù)中，每個存儲單元只有2個閾電壓（0/1），只能存儲1b信息。在相同的空間中提供雙倍的存儲容量，是以降低寫性能為代價的。Intel通過采用稱為VFM（虛擬小塊文件管理器）的軟件方法將大存儲塊視為小扇區(qū)來管理和操作，在一定程度上改善了寫性能，使之也能應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲中。442.NAND技術(shù)NANDSamsung、Toshiba和Fujitsu支持NAND技術(shù)FlashMemory。這種結(jié)構(gòu)的閃速存儲器適合于純數(shù)據(jù)存儲和文件存儲，主要作為SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIAATA卡、固態(tài)盤的存儲介質(zhì)，

21、并正成為閃速磁盤技術(shù)的核心。45NAND技術(shù)FlashMemory具有以下特點：(1)以頁為單位進行讀和編程操作，1頁為256或512B（字節(jié)）；以塊為單位進行擦除操作，1塊為4K、8K或16KB。具有快編程和快擦除的功能，其塊擦除時間是2ms；而NOR技術(shù)的塊擦除時間達到幾百ms。(2)數(shù)據(jù)、地址采用同一總線，實現(xiàn)串行讀取。隨機讀取速度慢且不能按字節(jié)隨機編程。(3)芯片尺寸小，引腳少，是位成本(bitcost)最低的固態(tài)存儲器，將很快突破每兆字節(jié)1美元的價格限制。(4)芯片包含有失效塊，其數(shù)目最大可達到335塊（取決于存儲器密度）。失效塊不會影響有效塊的性能，但設(shè)計者需要將失效塊在地址映射表

22、中屏蔽起來。46Samsung公司在1999年底開發(fā)出世界上第一顆1GbNAND技術(shù)閃速存儲器。據(jù)稱這種FlashMemory可以存儲560張高分辨率的照片或32首CD質(zhì)量的歌曲，將成為下一代便攜式信息產(chǎn)品的理想媒介。Samsung采用了許多DRAM的工藝技術(shù)，包括首次采用0.15m的制造工藝來生產(chǎn)這顆Flash。已經(jīng)批量生產(chǎn)的K9K1208UOM采用0.18m工藝，存儲容量為512Mb。473.AND技術(shù)AND技術(shù)是Hitachi公司的專利技術(shù)。Hitachi和Mitsubishi共同支持AND技術(shù)的FlashMemory。AND技術(shù)與NAND一樣采用“大多數(shù)完好的存儲器”概念，目前，在數(shù)據(jù)

23、和文檔存儲領(lǐng)域中是另一種占重要地位的閃速存儲技術(shù)。 Hitachi和Mitsubishi公司采用0.18m的制造工藝，并結(jié)合MLC技術(shù)，生產(chǎn)出芯片尺寸更小、存儲容量更大、功耗更低的512Mb-ANDFlashMemory，再利用雙密度封裝技術(shù)DDP（DoubleDensityPackageTechnology），將2片512Mb芯片疊加在1片TSOP48的封裝內(nèi)，形成一片1Gb芯片。48HN29V51211T具有突出的低功耗特性，讀電流為2mA，待機電流僅為1A，同時由于其內(nèi)部存在與塊大小一致的內(nèi)部RAM緩沖區(qū)，使得AND技術(shù)不像其他采用MLC的閃速存儲器技術(shù)那樣寫入性能嚴重下降。Hitach

24、i公司用該芯片制造128MB的MultiMedia卡和2MB的PC-ATA卡，用于智能電話、個人數(shù)字助理、掌上電腦、數(shù)字相機、便攜式攝像機、便攜式音樂播放機等。494.由EEPROM派生的閃速存儲器EEPROM具有很高的靈活性，可以單字節(jié)讀寫（不需要擦除，可直接改寫數(shù)據(jù)），但存儲密度小，單位成本高。部分制造商生產(chǎn)出另一類以EEPROM做閃速存儲陣列的FlashMemory，如ATMEL、SST的小扇區(qū)結(jié)構(gòu)閃速存儲器（SmallSectorFlashMemory）和ATMEL的海量存儲器（Data-FlashMemory）。50這類器件具有EEPROM與NOR技術(shù)FlashMemory二者折衷的

25、性能特點：(1)讀寫的靈活性遜于EEPROM，不能直接改寫數(shù)據(jù)。在編程之前需要先進行頁擦除，但與NOR技術(shù)FlashMemory的塊結(jié)構(gòu)相比其頁尺寸小，具有快速隨機讀取和快編程、快擦除的特點。(2)與EEPROM比較，具有明顯的成本優(yōu)勢。(3)存儲密度比EEPROM大，但比NOR技術(shù)FlashMemory小，如SmallSectorFlashMemory的存儲密度可達到4Mb，而32Mb的DataFlashMemory芯片有試用樣品提供。正因為這類器件在性能上的靈活性和成本上的優(yōu)勢，使其在如今閃速存儲器市場上仍占有一席之地。51SmallSectorFlashMemory采用并行數(shù)據(jù)總線和頁結(jié)

26、構(gòu)（1頁為128或256B），對頁執(zhí)行讀寫操作，因而既具有NOR技術(shù)快速隨機讀取的優(yōu)勢，又沒有其編程和擦除功能的缺陷，適合代碼存儲和小容量的數(shù)據(jù)存儲，廣泛地用以替代EPROM。52DataFlashMemory是ATMEL的專利產(chǎn)品，采用SPI串行接口，只能依次讀取數(shù)據(jù)，但有利于降低成本、增加系統(tǒng)的可靠性、縮小封裝尺寸。主存儲區(qū)采取頁結(jié)構(gòu)。主存儲區(qū)與串行接口之間有2個與頁大小一致的SRAM數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。特殊的結(jié)構(gòu)決定它存在多條讀寫通道：既可直接從主存儲區(qū)讀，又可通過緩沖區(qū)從主存儲區(qū)讀或向主存儲區(qū)寫，兩個緩沖區(qū)之間可以相互讀或?qū)?，主存儲區(qū)還可借助緩沖區(qū)進行數(shù)據(jù)比較。適合于諸如答錄機、尋呼機、數(shù)字相

27、機等能接受串行接口和較慢讀取速度的數(shù)據(jù)或文件存儲應(yīng)用。Memory將突破每兆字節(jié)1美元的價格限制，更顯示出它對于NOR技術(shù)的價格優(yōu)勢。53二數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標在數(shù)字通信中，我們一般使用比特率和誤碼率來分別描述數(shù)據(jù)信號傳輸速率的大小和傳輸質(zhì)量的好壞等；在模擬通信中，我們常使用帶寬和波特率來描述通信信道傳輸能力和數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率。541.帶寬在模擬信道中，我們常用帶寬表示信道傳輸信息的能力，帶寬即傳輸信號的最高頻率與最低頻率之差。理論分析表明，模擬信道的帶寬或信噪比越大，信道的極限傳輸速率也越高。這也是為什么我們總是努力提高通信信道帶寬的原因。 552.比特率在數(shù)字信道中，比特

28、率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M制代碼的有效位(bit)數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)bit/s(bps)、每秒千比特數(shù)(Kbps)或每秒兆比特數(shù)(Mbps)來表示(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機存儲器容量時的1024和1048576)。563.波特率波特率指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表示，其單位為波特(Baud)。 波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進制位數(shù)。 顯然，兩相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進制位)的比特率等于波特率；四相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進制位)的比特率為波特率的兩倍；

29、八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進制位)的比特率為波特率的三倍；依次類推。574.誤碼率誤碼率指在數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤率。在計算機網(wǎng)絡(luò)中一般要求數(shù)字信號誤碼率低于10(-6)。58第四章：認識MP359一、什么是MP3？ MP3的全稱是MovingPicture Experts Group, AudioLayerIII,它所使用的技術(shù)是在VCD（MPEG-1）的音頻壓縮技術(shù)上發(fā)展出的第三代，而不是MPEG-3。MP3是一種音頻壓縮的國際技術(shù)標準,開始于1980年代中期(1987)，在德國Erlangen的Fraunhofer研究所開始的，研究致力于高質(zhì)量、低數(shù)據(jù)率的聲音編碼。在DieterSeit

30、zer個德國大學(xué)教授的幫助下，1989年，F(xiàn)raunhofer在德國被獲準取得了MP3的專利權(quán)，幾年后這項技術(shù)被提交到國際標準組織(ISO),整合進入了MPEG-1標準。60MPEG聲音標準提供三個獨立的壓縮層次：層1(Layer1)、層2(Layer2)和層3(Layer3)，用戶對層次的選擇可在復(fù)雜性和聲音質(zhì)量之間進行權(quán)衡。層1的編碼器最為簡單，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為384kb/s，主要用于小型數(shù)字盒式磁帶(digitalcompactcassette，DCC)。層2的編碼器的復(fù)雜程度屬中等，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為256kb/s192kb/s，其應(yīng)用包括數(shù)字廣播聲音(digitalbroadc

31、astaudio，DBA)、數(shù)字音樂、CD-I(compactdisc-interactive)和VCD(videocompactdisc)等。61層3的編碼器最為復(fù)雜，編碼器的輸出數(shù)據(jù)率為64kb/s，主要應(yīng)用于ISDN上的聲音傳輸。Mpeg-1lay3支持的采樣率為32,44.1,48khz,比特率支持32-320kbpsMpeg-2lay3支持的采樣率為16,22.05,24khz,比特率支持8-160kbpsFraunhofer對此又進行擴展，將原來MPEG-2所支持的低采樣率再除以2，得到：8,11.025,和12kHz，比特率跟MPEG-2相同，稱為“MPEG2.5”。62MP3文

32、件可以以不同比特率進行編碼，比特率越小，壓出來的文件也越小，當然失真也越大。至于它的品質(zhì)，只要不是太夸張的壓縮比，一般人的耳朵是聽不出來的，一般來說128kbps已經(jīng)相當于CD的音質(zhì)了。63二、MP3的優(yōu)點MP3的突出優(yōu)點是：壓縮比高，音質(zhì)較好，制作簡單，交流方便。音質(zhì)是人們關(guān)心的一個焦點。雖然MP3對原始信號進行了高壓縮比處理，但因為去除的大多是一些無關(guān)緊要的信號，因此單純從聽感上說，MP3壓縮幾乎對音質(zhì)沒有影響。事實上，制作精良的MP3音樂碟，在專門的數(shù)字隨身聽(比如MPMan)中播放，完全可以達到普通CD唱機播放CD唱片的音質(zhì)水平。64但最吸引人的還是MP3制作和交流上的方便。只要有一臺

33、電腦，就可將CD節(jié)目錄入電腦硬盤，然后壓制成MP3格式。也可直接從Internet網(wǎng)上下載MP3音樂，網(wǎng)上有取之不盡的MP3音樂。還可把你自己制作的MP3音樂上網(wǎng)交流。良好的音質(zhì)和豐富的節(jié)目源將使MP3成為最佳的大眾音樂媒體。當然，MP3的高壓縮比是以犧牲細微的音質(zhì)換來的，無疑會對音質(zhì)產(chǎn)生一定的影響，對一般人和愛好者不會在意，但MP3是否能為HiFi發(fā)燒友喜愛?!只有他們自己來回答。65三Mp3是怎樣壓縮數(shù)據(jù)的？MP3壓縮時運用到五個重要的技巧，分別是最小聽覺門檻判定(Theminimalauditionthreshold)，遮蔽效應(yīng)(TheMaskingeffect)，位元儲存槽(There

34、servoirofbyres)，TheJointStereo，和Huffman編碼。最小聽覺門檻判定是一種減少資料量的手段，因為人耳對不同頻率的聲音聽到的音量反應(yīng)不是平直的，因此我們可以將大部分的紀錄資訊集中在人耳最靈敏的2kHz到5kHz，其余頻率分配比較少的容量紀錄。66遮蔽效應(yīng)也是聽覺心理學(xué)模型(Psychoacousticmodels)的一種，它是指一個聲音A能感知的閥值因另一個聲音B的出現(xiàn)而提高的現(xiàn)象，這時B叫遮蔽聲，A叫被遮蔽聲；在視覺上呈現(xiàn)的效果就是在大太陽下你比較難看到天空中飛翔的鳥，聽覺上的涵義就是當有一個音量或音色特別突出的聲音出現(xiàn)，其他細小的聲音就比較難被察覺，就像是管弦

35、樂團齊奏時我們很難發(fā)現(xiàn)有觀眾的咳嗽聲，盡管咳嗽的音量與沒有其他聲音時其實是相同的。因此在編碼時我們不需要把所有的聲音細節(jié)都編進去，而該把資料拿去紀錄比較突出容易引起注意的聲音。67在解釋前位元儲存槽之前要先說明MP3的幾個屬性CBR和VBR。CBR是ConstantBitrate的縮寫，也就是說該MP3每秒鐘的資料流量是固定的，常見的MP3都是以CBR編碼，好處是壓縮速度快。相對的VBR是VariableBitrate的縮寫，每秒鐘的流量是可以變化的，好處是在訊號復(fù)雜時用比較多的容量去紀錄，波型簡單時就用比較低的流量，以有效利用空間。68CBR的缺點就是每秒鐘的流量都相同，很容易造成空間的浪費

36、，因此有reservoirofbyres的出現(xiàn)，用途就是當波型簡單時就不要用那么大的流量，把多余的空間保留下來儲存將來比較復(fù)雜的波性資料，維持流量的大小，達到類似VBR的效果。VBR的MP3并不需要reservoirofbyres。JointStereo是一種立體聲編碼技巧，主要分為IntensityStereo (IS)和 Mid/Side(M/S)stereo兩種。69IS的是在比較低流量時使用，利用了人耳對于低頻訊號指向性分辨能力的不足，將音訊資料中的低頻分解出來合成單聲道資料，剩余的高頻資料則合成另一個單聲道資料，并另外紀錄高頻資料的位置資訊，來重建立體聲的效果。例如鋼琴獨奏的錄音就可

37、以利用這種方法在有限的資料流量中減少音場資訊卻大幅增加音色資訊。Mid/Side(M/S)stereo在左右聲道資料相似度大時常被用到，紀錄方式是將左右聲道音訊合并(L+R)得到新的一軌，再將左右聲道音訊相減(L-R)得到另外一軌，然后再將這兩軌資料用上面提到聽覺心理學(xué)模型與濾波器理。Mid/Side(M/S)stereo與IS一樣的是利用部分相位(phase)資訊的損失來換得較高的音色紀錄資訊。70一般的MP3是Mid/Sidestereo和IntensityStereo交替使用的，視資料內(nèi)容與流量而定。如果是更高流量如160kbps以上的MP3，則可以單獨將立體聲的兩個聲道獨立編碼，以保存

38、相位資訊。Huffman編碼(coding)是一種常見的無失真壓縮方案。當PCM訊號被分成好幾個頻段并經(jīng)過以上的處理之后，最后就是經(jīng)過一種類似FFT(FastFourierTransforms)的運算稱為MDCT(ModifiedDiscreteCosineTransform)，將波型轉(zhuǎn)換為一連串的系數(shù)。這些系數(shù)最后就要經(jīng)過Huffman編碼來做最后的壓縮。71Huffman編碼的原理是將比較常出現(xiàn)的字串用特定的符號表示，壓縮后就得到一個紀錄每個符號代表的字串的編碼表以及一連串由各符號組成的資料內(nèi)容。Huffman編碼可以節(jié)省約20%的空間，而也因為經(jīng)過了Huffman編碼，我們可以發(fā)現(xiàn)用Wi

39、nZip、WinRAR之類的壓縮軟體并沒有辦法把MP3壓縮小多少，理由就是因為這些壓縮軟體也是利用類似Huffman編碼的技巧，因此壓縮程度有限。(以上關(guān)于MP3編碼的資料取自。)72MP3播放時的運算遠比編碼時簡單，只要先經(jīng)過Huffman解碼再由MDTC的逆運算重建波型就可以了，值得注意的是MP3不同于PCM沒有bits的概念，我們可以自由使用16bits或是20bits甚至24bits的運算精度來重建波型73四什么是MPEG-1，-2，和其他？MPEG是MovingPictureExpertsGroup,“運動圖象專家組”的縮寫。在ISO（國際標準組織）和IEC（國際電子技術(shù)委員會）的組

40、織下共同工作。這個團體在運動圖象和音頻編碼標準上作研究。MPEG有自己的網(wǎng)頁，提供了有關(guān)這些標準的各種信息。MPEG逐步地接近在多媒體標準方面增長的需要。如今，三個主要步伐已經(jīng)定了下來（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。74MPEG-1：為數(shù)字存儲媒體在1.5M比特/s的比特率對運動圖象和關(guān)聯(lián)的音頻進行編碼MPEG-2：對運動圖象和關(guān)聯(lián)音頻信息進行通用編碼MPEG-3：原來計劃主要是為HDTV（高清晰度電視）開發(fā)的編碼和壓縮標準而設(shè)計的，后來，由于MPEG2的高速發(fā)展，MPEG3被并入了MPEG-2MPEG-4：對音頻可視對象進行編碼，目標是提供未來的交互式多媒體應(yīng)用75MPEG-5：直至1998年9月還沒有見到定義MPEG-6：直至1998年9月還沒有見到定義MPEG-7：多媒體內(nèi)容描述接口MPEG1使得VCD取代了傳統(tǒng)的錄象帶，而MPEG2將使數(shù)字電視最終完全取代現(xiàn)有的模擬電視，而高畫質(zhì)和音質(zhì)的DVD也將取代現(xiàn)有的VCD。76第五章：了解MP