基础电子知识优秀PPT.ppt

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1、基础电子知识第1页，本讲稿共86页目 录 第一章：万用表的使用方法及注意事项第二章：电子电路中常用五大元器件 第三章：电子辞典相关知识 第四章：认识MP3 第五章：了解MP4第2页，本讲稿共86页第一章：万用表的使用方法及注意事项第一章：万用表的使用方法及注意事项 以VC9800A系列为例：第第VC9800A系列仪表是一种性能稳定，用电池驱动的高可靠性数字万用表。此系列仪表可用来测量直流电压、直流电流可交流电流、电阻、电容、电感、二极管、三极管、通断测试、温度及频率等参数。第3页，本讲稿共86页1、液晶显示器2-1、电源开关2-2、APO按键3、保持开关4、hFE测试插座5、温度（TEMP）6

2、、旋钮开关7、电压、电阻、电容及频率插座8、公共地9、小于200mA电流测试插座10、20A电流测试插座11、背光显示一、操作面牌说明一、操作面牌说明第4页，本讲稿共86页二、直流电压测量二、直流电压测量1、将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔；2、将量程开关转至相应的DCV量程上，然后将测试表笔跨接在被测电路上，红表笔所接的该点电压与极性显示在屏幕上；注意：1、如果事先对被测电压范围没有概念，应将量程开关转到最高的档位，然后根据显示值转至相应档位上；第5页，本讲稿共86页2、如在高位显“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转至较高档位上；3、输入电压切勿超过1000V，如超过

3、，则有损坏仪表电路的危险4、当测量高电压电路时，千万注意避免触及高压电路第6页，本讲稿共86页三、交流电压测量三、交流电压测量1、将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔；2、将量程开关转至相应的ACV量程上，然后将测试表笔跨接在被测电路上。注意：1、如果事先对被测电压范围没有概念，应将量程开关转到最高的档位，然后根据显示值转至相应档位上；2、如在高位显“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转到最高的档位，然后根据显示值转至相应档位上。3、输入电压切勿超过于700Vrms，如超过则有损坏仪表电路的危险；4、当测量高电压电路时，千万注意避免触及高压电路第7页，本讲稿共86页四、直流电

4、流测量四、直流电流测量1、将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔直插入“mA”插孔中（最大为200mA），或红表笔插入“20A”插孔中（最大为20A）；2、将量程开关转至相应DCA档位上，然后将仪表串入被测电路中，被电流值及红色表笔点的电流极性将同时显示在液晶片上。注意：1、如果事先对被测电流范围没有概念，应将量程开关转到最高的档位，然后按显示值转至相应档上；第8页，本讲稿共86页2、如LCD显“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关调高一档；3、最大输入电流为200mA或者20A时（视红表笔插入位置而定），过大的电流会将保险丝熔断，在测量20A时要注意，该档位无保护，千万要小心，过大的电流将使电

5、路发热，甚至损坏仪表。第9页，本讲稿共86页五、交流电流测量五、交流电流测量1、将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“mA”插孔中，（最大为200mA），或红表笔插入“20A”插孔中（最大为20A）；2、将量程开关转至相应ACA档位上，然后将仪表串入被测电路中；注意：1、如果事先对被测电流范围没有概念，应将量程开关转到最高的档位，然后按显示值转至相应档上；第10页，本讲稿共86页2、如LCD显“1”，表明已超过量程范围，湎将量程开关调高一档；3、最大输入电流为200mA或者20A时（视红表笔插入位置而定），过大的电流会将保险丝熔断，在测量20A时要注意，该档位无保护，千万要小心，过大的电流将

6、使电路发热，甚至损坏仪表。第11页，本讲稿共86页六、电阻测量六、电阻测量1、将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔；2、将量程开关转至相应的电阻量程上，将两表笔跨接在被测电阻上；注意：1、如果电阻值超过所选的量程值，则会显“1”，这时应将开关转高一档。当测量电阻值超过1M以上时，读数需几秒间才能稳定，这在测量高电阻时是正常的；第12页，本讲稿共86页2、当输入端开路时，则显示过载情形；3、测量在线电阻时，要确认被测电路所有电源已关而所有电容都已完全放电时，才可进行；4、请勿在电阻量程输入电压，这是绝对禁止的，虽然仪表在该档位上有电压防护功能；第13页，本讲稿共86页七、电容测量七

7、、电容测量1、将量程开关置于相应之电容量程上，将测试电容插入“Cx“插孔或仅（VC9804A）将黑色表笔插入“mA”插孔，红色表笔插入“V/”插孔。2、将测试表笔跨接在电容两端进行测量，必要时注意极性。注意：1、如被测电容超过所选量程之最大值，显示器将只显示“1”，此时则应将开关转高一档；第14页，本讲稿共86页2、在测试电容之前，LCD显示值可能尚未回到零，残留读数会逐渐减小，但可以有予理会，它不会影响测量结果；3、单位 1uF=1000nF 1nF=1000pF 4、请在测试电容容量之前，对电容应充分地放电，以防止损坏仪表。第15页，本讲稿共86页二章：电子电路中常用五大元器件二章：电子电

8、路中常用五大元器件电阻电阻英文名称：Resistor元件用途：调节电流大小字母代码：R其它代码：无极 性：无方向性：无常用单位：（欧姆）、K（千欧）、M（兆欧）标 称 值：一般用色环表示误 差：色环表示第16页，本讲稿共86页分类：电阻一般有碳膜电阻（其外形越大，功率也越大）、线绕电阻、金属膜电阻。单位换算：1M=103 K 1K=103 电阻之间的串联：相加电阻之间的并联：相乘之积除以相加之和SMT电阻的识别方法：前两位数乘以10的N次幂（N代表第三位数）举例：丝印103计算方法：03第17页，本讲稿共86页无极性电容英文名称：Capacitor(Non-polarized)无件用途：贮存电

9、能，充电或放电字母代码：C其它代码：无极 性：无方 向 性：无常用单位：F（微法）nF（纳法）pF（皮法）说 明：无极性电容一般有：陶瓷电容；云母电容；涤沦电容（聚脂薄膜电容）电容电容第18页，本讲稿共86页 单位换算：1F=103MF=106 F=109 nF=1012 pF第19页，本讲稿共86页第20页，本讲稿共86页英文名称：Capacitor(Polarized)中文名称：电解电容（极性电容）元件用途：贮存电能，充电或放电字母代码：C其它代码：无极 性：电解电容长脚为正极，短脚为负极；电解电容元件上的“”表示负极方向 性：由其极性决定安装方向常用单位：F（微法）nF（纳法）pF（皮法

10、）标 称 值：一般的元件上直接标明其电容量，如“100F”，表示其电容量为100F误 差：一般用字母或百分比表示电容特性：隔直流通交流第21页，本讲稿共86页英文名称:Diode中文名称：二极管元件用途：单向导电（即电流只能由正极流向负极）字母代码：D其它代码：V，CR极 性：二极管上标有圆环的一端为负极（-）方向 性：由极性决定其安装方向常用单位：无标 称 值：无误 差：无 第22页，本讲稿共86页压降：硅(Si)管的正向压降为0.6V 0.7V 锗(Ge)管的正向压降为0.2V 0.3V测试方法：将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入“V/”插孔（注意红表笔极性为“+”）；将量程开关置有二

11、极管的档位，并将表笔连接到待测试二极管，红表笔接二极管正极，黑表笔接二极管负极，读数为二极管正向压降的近似值，一般较小；对换表笔，读数较大。如两次读数均接近于零，则二极管已击穿；如两次读数均很大，则二极管已开路。用 途：检波、整流、开关、稳压、混频等。第23页，本讲稿共86页英文名称：Light-Emitting Diode中文名称：发光二极管元件用途：发出不同颜色的光字母代码：LED其它代码：E，DS，D，DIS，CR极 性：长脚为正极方向 性：由极性决定其安装方向误 差：无第24页，本讲稿共86页英文名称：Inductor中文名称：电感元件用途：电磁转换（将电能与磁能相互转化）字母代码：L

12、 其它代码：T 极 性：无方向 性：一般电感无方向性，变压器/中周的方向性由其引脚的不规则排列决定安装方向常用单位：H（微享）、mH（毫享）单位换算：1 H=103mH=106 H标称值：一般电感用色环表示而变压器/中周无标称值第25页，本讲稿共86页误 差：一般电感用色环表示说 明：电感一般有色环电感、变压器（俗称“火牛）、中周、空心电感 电感特性：隔交流通直流第26页，本讲稿共86页英文名称：Transistor中文名称：三极管元件用途：放大电信号字母代码：Q其它代码：V或U极 性：无方 向 性：由管脚的排列来确定其安装方向常用单位：无标称 值：无第27页，本讲稿共86页误 差：无 压降：

13、以硅(Si)材料NPN管为例 使三极管工作在放大状态的条件 发射结正偏、集电结反偏，以e点为地，b点到e点偏置电压Vbe为0.6V 0.7V测试方法：按照判别二极管极性的方法，可以判断出其中一极为公共正极或公共负极，此极即为基极B，对NPN型管，基极是公共正极；对PNP型管则是公共负极。因此，判别出基极是公共正极还是公共负极，即可知道被测三极管是PNP型或NPN型。第28页，本讲稿共86页若已判明基极为B端，另外两个极，任意设E、C端。设被测管为PNP型，将万用表红表笔接C端，黑表笔接E端，再将假设的C、E极互换，看两次测得电阻大小。分析可知，测得电阻小时，则C端是集电极C，E端是发射极E。判

14、断三极管的好坏：测试时用万用表分别测试三极管发射结、集电结的正、反向电阻，若两结正、反向电阻正常，三极管一般为正常三极管。否则，三极管已损坏。第29页，本讲稿共86页结构：半导体三极管简称三极管或晶体管。它的结构是在一块半导体上应用半导体工艺制成两个PN结。按两个PN结组合的方式不同，可分为PNP型和NPN型两类。三极管内部结构分为发射区、基区和集电区，各引出电极分别称为发射极e、基极b和集电极c。发射区（e区）和基区（b区）之间的PN结称为发射结，集电区(c区)和基区之间的结称为集电结。半导体三极管按材料不同分为硅(Si)管和锗(Ge)管。目前我国制造的硅管多数为NPN型，锗管多为PNP型。

15、第30页，本讲稿共86页总结：根据晶体管的引线数可以判断是二极管或三极管 根据部分二极管上标有的符号和二极管的外型可以判断二极管的极性。对于常用的双极性晶体管，可根据它的管脚排列顺序，判断出它的发射极、基极和集电极。在晶体管上一般都有晶体管的型号，根据型号，可以知道晶体管的材料、类别、序号。通过查阅手册，还可得知晶体管的主要参数、使用方法等技术资料。第31页，本讲稿共86页第三章第三章 电子辞典相关知识电子辞典相关知识电子词典（含学习机）和电子词典（含学习机）和MP3MP3以及以及MP4MP4第32页，本讲稿共86页一、一、电子词典相关知识电子词典相关知识、什么是电子词典？、什么是电子词典？答

16、：电子辞典是一种将传统的印刷词典转成数码方式、进行快速查询的数字学习工具。电子辞典以轻便易携、查询快捷、功能丰富等特点，成为21世纪学生学习生活、社会人士移动办公的掌上利器。电子辞典主要有五大板块功能，分别为：辞典查询学习功能、电子记事功能、计算功能、参考资料功能以及数据传输功能。第33页，本讲稿共86页2 2、什么是、什么是 Pclink Pclink？答：Pclink是PC机和电子辞典进行连接，上传下载程序、文挡、资料，并可对数据进行管理的PC端软件。3 3、什么是五笔和拼音？、什么是五笔和拼音？答：五笔是指当您选定反查五笔后，在用其它输入法输入汉字时，屏幕会显示汉字“五笔输入码”，若选定

17、反查拼音，则显示汉字的“拼音”。第34页，本讲稿共86页4 4、什么是记忆体？、什么是记忆体？答：记忆体相当于PC机上的硬盘，用来存储和保存数据的。ROM数据不能随意更新，但是在任何时候都可以读取。即使是断电，ROM也能够保留数据。5 5、什么是电脑连接器、什么是电脑连接器?答：电脑连接器是将“网络电子辞典”的记录资料发送到PC机作为备份或是将PC机中的资料发送至“网络电子词典”；还可以进行同步数据操作，即在PC上直接修改“网络电子词典”上的数据的设备。第35页，本讲稿共86页6 6、什么是数据传输接口？、什么是数据传输接口？答：数据传输接口是电脑辞典与PC相连接，实现上传下载、资料同步、电子

18、图书方便自如；双机互传，互通有无的数据接口第36页，本讲稿共86页二、二、电子词典基本组成部分电子词典基本组成部分A、电子词典主要由以下几大部分组成:1、MCU(分8位与16位和32位).目前用到的为矽创8位MCU和32位爱普生的32位MCU；2、扩展存储器.分SRAM和NOR FLASH以及NAND FLASH；3、键盘4、通讯设备第37页，本讲稿共86页5、电源6、语音输出部分(DSP+AMP或解码器)7、LCM 显示模组8、主振/时钟电路第38页，本讲稿共86页B B、电子词典主要几大部分示意框图、电子词典主要几大部分示意框图:第39页，本讲稿共86页C C、词典组成部分简介、词典组成部

19、分简介一 扩展存储器（SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH等）闪速存贮器FLASH技术分类（转）全球闪速存储器的技术主要掌握在AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA，由于各自技术架构的不同，分为几大阵营。第40页，本讲稿共86页1.1.NORNOR技术技术NOR技术（亦称为Linear技术）闪速存储器是最早出现的FlashMemory，目前仍是多数供应商支持的技术架构。它源于传统的EPROM器件，与其它FlashMemory技术相比，具有可靠性高、随机读

20、取速度快的优势，在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是纯代码存储的应用中广泛使用，如PC的BIOS固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。第41页，本讲稿共86页NOR技术FlashMemory具有以下特点：(1)程序和数据可存放在同一芯片上，拥有独立的数据总线和地址总线，能快速随机读取，允许系统直接从Flash中读取代码执行，而无需先将代码下载至RAM中再执行；(2)可以单字节或单字编程，但不能单字节擦除，必须以块为单位或对整片执行擦除操作，在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作。由于NOR技术FlashMemory的擦除和编程速度较慢，而块尺寸又较大，因此

21、擦除和编程操作所花费的时间很长，在纯数据存储和文件存储的应用中，NOR技术显得力不从心。第42页，本讲稿共86页不过，仍有支持者在以写入为主的应用，如CompactFlash卡中继续看好这种技术。Intel公司的StrataFlash家族中的最新成员28F128J3，是迄今为止采用NOR技术生产的存储容量大的闪速存储器件，达到128Mb（位），对于要求程序和数据存储在同一芯片中的主流应用是一种较理想的选择。该芯片采用0.25m制造工艺，同时采用了支持高存储容量和低成本的MLC技术。第43页，本讲稿共86页所谓MLC技术（多级单元技术）是指通过向多晶硅浮栅极充电至不同的电平来对应不同的阈电压，代

22、表不同的数据，在每个存储单元中设有4个阈电压（00/01/10/11），因此可以存储2b信息；而传统技术中，每个存储单元只有2个阈电压（0/1），只能存储1b信息。在相同的空间中提供双倍的存储容量，是以降低写性能为代价的。Intel通过采用称为VFM（虚拟小块文件管理器）的软件方法将大存储块视为小扇区来管理和操作，在一定程度上改善了写性能，使之也能应用于数据存储中。第44页，本讲稿共86页2.2.NANDNAND技术技术NANDSamsung、Toshiba和Fujitsu支持NAND技术FlashMemory。这种结构的闪速存储器适合于纯数据存储和文件存储，主要作为SmartMedia卡、C

23、ompactFlash卡、PCMCIAATA卡、固态盘的存储介质，并正成为闪速磁盘技术的核心。第45页，本讲稿共86页NAND技术FlashMemory具有以下特点：(1)以页为单位进行读和编程操作，1页为256或512B（字节）；以块为单位进行擦除操作，1块为4K、8K或16KB。具有快编程和快擦除的功能，其块擦除时间是2ms；而NOR技术的块擦除时间达到几百ms。(2)数据、地址采用同一总线，实现串行读取。随机读取速度慢且不能按字节随机编程。(3)芯片尺寸小，引脚少，是位成本(bitcost)最低的固态存储器，将很快突破每兆字节1美元的价格限制。(4)芯片包含有失效块，其数目最大可达到33

24、5块（取决于存储器密度）。失效块不会影响有效块的性能，但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。第46页，本讲稿共86页Samsung公司在1999年底开发出世界上第一颗1GbNAND技术闪速存储器。据称这种FlashMemory可以存储560张高分辨率的照片或32首CD质量的歌曲，将成为下一代便携式信息产品的理想媒介。Samsung采用了许多DRAM的工艺技术，包括首次采用0.15m的制造工艺来生产这颗Flash。已经批量生产的K9K1208UOM采用0.18m工艺，存储容量为512Mb。第47页，本讲稿共86页3.3.ANDAND技术技术AND技术是Hitachi公司的专利技术。Hita

25、chi和Mitsubishi共同支持AND技术的FlashMemory。AND技术与NAND一样采用“大多数完好的存储器”概念，目前，在数据和文档存储领域中是另一种占重要地位的闪速存储技术。Hitachi和Mitsubishi公司采用0.18m的制造工艺，并结合MLC技术，生产出芯片尺寸更小、存储容量更大、功耗更低的512Mb-ANDFlashMemory，再利用双密度封装技术DDP（DoubleDensityPackageTechnology），将2片512Mb芯片叠加在1片TSOP48的封装内，形成一片1Gb芯片。第48页，本讲稿共86页HN29V51211T具有突出的低功耗特性，读电流为

26、2mA，待机电流仅为1A，同时由于其内部存在与块大小一致的内部RAM缓冲区，使得AND技术不像其他采用MLC的闪速存储器技术那样写入性能严重下降。Hitachi公司用该芯片制造128MB的MultiMedia卡和2MB的PC-ATA卡，用于智能电话、个人数字助理、掌上电脑、数字相机、便携式摄像机、便携式音乐播放机等。第49页，本讲稿共86页4.4.由由EEPROMEEPROM派生的闪速存储器派生的闪速存储器EEPROM具有很高的灵活性，可以单字节读写（不需要擦除，可直接改写数据），但存储密度小，单位成本高。部分制造商生产出另一类以EEPROM做闪速存储阵列的FlashMemory，如ATMEL

27、、SST的小扇区结构闪速存储器（SmallSectorFlashMemory）和ATMEL的海量存储器（Data-FlashMemory）。第50页，本讲稿共86页这类器件具有EEPROM与NOR技术FlashMemory二者折衷的性能特点：(1)读写的灵活性逊于EEPROM，不能直接改写数据。在编程之前需要先进行页擦除，但与NOR技术FlashMemory的块结构相比其页尺寸小，具有快速随机读取和快编程、快擦除的特点。(2)与EEPROM比较，具有明显的成本优势。(3)存储密度比EEPROM大，但比NOR技术FlashMemory小，如SmallSectorFlashMemory的存储密度可

28、达到4Mb，而32Mb的DataFlashMemory芯片有试用样品提供。正因为这类器件在性能上的灵活性和成本上的优势，使其在如今闪速存储器市场上仍占有一席之地。第51页，本讲稿共86页SmallSectorFlashMemory采用并行数据总线和页结构（1页为128或256B），对页执行读写操作，因而既具有NOR技术快速随机读取的优势，又没有其编程和擦除功能的缺陷，适合代码存储和小容量的数据存储，广泛地用以替代EPROM。第52页，本讲稿共86页DataFlashMemory是ATMEL的专利产品，采用SPI串行接口，只能依次读取数据，但有利于降低成本、增加系统的可靠性、缩小封装尺寸。主存储

29、区采取页结构。主存储区与串行接口之间有2个与页大小一致的SRAM数据缓冲区。特殊的结构决定它存在多条读写通道：既可直接从主存储区读，又可通过缓冲区从主存储区读或向主存储区写，两个缓冲区之间可以相互读或写，主存储区还可借助缓冲区进行数据比较。适合于诸如答录机、寻呼机、数字相机等能接受串行接口和较慢读取速度的数据或文件存储应用。Memory将突破每兆字节1美元的价格限制，更显示出它对于NOR技术的价格优势。第53页，本讲稿共86页二数据通信二数据通信数据通信的主要技术指标在数字通信中，我们一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽和波特率

30、来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。第54页，本讲稿共86页1.1.带宽带宽在模拟信道中，我们常用带宽表示信道传输信息的能力，带宽即传输信号的最高频率与最低频率之差。理论分析表明，模拟信道的带宽或信噪比越大，信道的极限传输速率也越高。这也是为什么我们总是努力提高通信信道带宽的原因。第55页，本讲稿共86页2.2.比特率比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储

31、器容量时的1024和1048576)。第56页，本讲稿共86页3.3.波特率波特率波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。第57页，本讲稿共86页4.4.误码率误码率误码率指在数据传输中的错误率。在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于10(-6)。第58页，本讲

32、稿共86页第四章：认识第四章：认识MP3MP3第59页，本讲稿共86页一、什么是一、什么是MP3MP3？MP3的全称是MovingPicture Experts Group,AudioLayerIII,它所使用的技术是在VCD（MPEG-1）的音频压缩技术上发展出的第三代，而不是MPEG-3。MP3是一种音频压缩的国际技术标准,开始于1980年代中期(1987)，在德国Erlangen的Fraunhofer研究所开始的，研究致力于高质量、低数据率的声音编码。在DieterSeitzer个德国大学教授的帮助下，1989年，Fraunhofer在德国被获准取得了MP3的专利权，几年后这项技术被提交

33、到国际标准组织(ISO),整合进入了MPEG-1标准。第60页，本讲稿共86页MPEG声音标准提供三个独立的压缩层次：层1(Layer1)、层2(Layer2)和层3(Layer3)，用户对层次的选择可在复杂性和声音质量之间进行权衡。层1的编码器最为简单，编码器的输出数据率为384kb/s，主要用于小型数字盒式磁带(digitalcompactcassette，DCC)。层2的编码器的复杂程度属中等，编码器的输出数据率为256kb/s192kb/s，其应用包括数字广播声音(digitalbroadcastaudio，DBA)、数字音乐、CD-I(compactdisc-interactive)

34、和VCD(videocompactdisc)等。第61页，本讲稿共86页层3的编码器最为复杂，编码器的输出数据率为64kb/s，主要应用于ISDN上的声音传输。Mpeg-1lay3支持的采样率为32,44.1,48khz,比特率支持32-320kbpsMpeg-2lay3支持的采样率为16,22.05,24khz,比特率支持8-160kbpsFraunhofer对此又进行扩展，将原来MPEG-2所支持的低采样率再除以2，得到：8,11.025,和12kHz，比特率跟MPEG-2相同，称为“MPEG2.5”。第62页，本讲稿共86页MP3文件可以以不同比特率进行编码，比特率越小，压出来的文件也越

35、小，当然失真也越大。至于它的品质，只要不是太夸张的压缩比，一般人的耳朵是听不出来的，一般来说128kbps已经相当于CD的音质了。第63页，本讲稿共86页二、二、MP3MP3的优点的优点MP3的突出优点是：压缩比高，音质较好，制作简单，交流方便。音质是人们关心的一个焦点。虽然MP3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压缩几乎对音质没有影响。事实上，制作精良的MP3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。第64页，本讲稿共86页但最吸引人的还是MP3制作和交流上的方便。只要有一台

36、电脑，就可将CD节目录入电脑硬盘，然后压制成MP3格式。也可直接从Internet网上下载MP3音乐，网上有取之不尽的MP3音乐。还可把你自己制作的MP3音乐上网交流。良好的音质和丰富的节目源将使MP3成为最佳的大众音乐媒体。当然，MP3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是否能为HiFi发烧友喜爱?!只有他们自己来回答。第65页，本讲稿共86页三三Mp3Mp3是怎样压缩数据的？是怎样压缩数据的？MP3压缩时运用到五个重要的技巧，分别是最小听觉门槛判定(Theminimalauditionthreshold)，遮蔽效应(TheMas

37、kingeffect)，位元储存槽(Thereservoirofbyres)，TheJointStereo，和Huffman编码。最小听觉门槛判定是一种减少资料量的手段，因为人耳对不同频率的声音听到的音量反应不是平直的，因此我们可以将大部分的纪录资讯集中在人耳最灵敏的2kHz到5kHz，其余频率分配比较少的容量纪录。第66页，本讲稿共86页遮蔽效应也是听觉心理学模型(Psychoacousticmodels)的一种，它是指一个声音A能感知的阀值因另一个声音B的出现而提高的现象，这时B叫遮蔽声，A叫被遮蔽声；在视觉上呈现的效果就是在大太阳下你比较难看到天空中飞翔的鸟，听觉上的涵义就是当有一个音量

38、或音色特别突出的声音出现，其他细小的声音就比较难被察觉，就像是管弦乐团齐奏时我们很难发现有观众的咳嗽声，尽管咳嗽的音量与没有其他声音时其实是相同的。因此在编码时我们不需要把所有的声音细节都编进去，而该把资料拿去纪录比较突出容易引起注意的声音。第67页，本讲稿共86页在解释前位元储存槽之前要先说明MP3的几个属性CBR和VBR。CBR是ConstantBitrate的缩写，也就是说该MP3每秒钟的资料流量是固定的，常见的MP3都是以CBR编码，好处是压缩速度快。相对的VBR是VariableBitrate的缩写，每秒钟的流量是可以变化的，好处是在讯号复杂时用比较多的容量去纪录，波型简单时就用比较

39、低的流量，以有效利用空间。第68页，本讲稿共86页CBR的缺点就是每秒钟的流量都相同，很容易造成空间的浪费，因此有reservoirofbyres的出现，用途就是当波型简单时就不要用那么大的流量，把多余的空间保留下来储存将来比较复杂的波性资料，维持流量的大小，达到类似VBR的效果。VBR的MP3并不需要reservoirofbyres。JointStereo是一种立体声编码技巧，主要分为IntensityStereo(IS)和 Mid/Side(M/S)stereo两种。第69页，本讲稿共86页IS的是在比较低流量时使用，利用了人耳对于低频讯号指向性分辨能力的不足，将音讯资料中的低频分解出来合

40、成单声道资料，剩余的高频资料则合成另一个单声道资料，并另外纪录高频资料的位置资讯，来重建立体声的效果。例如钢琴独奏的录音就可以利用这种方法在有限的资料流量中减少音场资讯却大幅增加音色资讯。Mid/Side(M/S)stereo在左右声道资料相似度大时常被用到，纪录方式是将左右声道音讯合并(L+R)得到新的一轨，再将左右声道音讯相减(L-R)得到另外一轨，然后再将这两轨资料用上面提到听觉心理学模型与滤波器理。Mid/Side(M/S)stereo与IS一样的是利用部分相位(phase)资讯的损失来换得较高的音色纪录资讯。第70页，本讲稿共86页一般的MP3是Mid/Sidestereo和Inte

41、nsityStereo交替使用的，视资料内容与流量而定。如果是更高流量如160kbps以上的MP3，则可以单独将立体声的两个声道独立编码，以保存相位资讯。Huffman编码(coding)是一种常见的无失真压缩方案。当PCM讯号被分成好几个频段并经过以上的处理之后，最后就是经过一种类似FFT(FastFourierTransforms)的运算称为MDCT(ModifiedDiscreteCosineTransform)，将波型转换为一连串的系数。这些系数最后就要经过Huffman编码来做最后的压缩。第71页，本讲稿共86页Huffman编码的原理是将比较常出现的字串用特定的符号表示，压缩后就得

42、到一个纪录每个符号代表的字串的编码表以及一连串由各符号组成的资料内容。Huffman编码可以节省约20%的空间，而也因为经过了Huffman编码，我们可以发现用WinZip、WinRAR之类的压缩软体并没有办法把MP3压缩小多少，理由就是因为这些压缩软体也是利用类似Huffman编码的技巧，因此压缩程度有限。(以上关于MP3编码的资料取自http:/www.mp3-tech.org/tech.html。)第72页，本讲稿共86页MP3播放时的运算远比编码时简单，只要先经过Huffman解码再由MDTC的逆运算重建波型就可以了，值得注意的是MP3不同于PCM没有bits的概念，我们可以自由使用1

43、6bits或是20bits甚至24bits的运算精度来重建波型第73页，本讲稿共86页四什么是四什么是MPEG-1MPEG-1，-2-2，和其他？，和其他？MPEG是MovingPictureExpertsGroup,“运动图象专家组”的缩写。在ISO（国际标准组织）和IEC（国际电子技术委员会）的组织下共同工作。这个团体在运动图象和音频编码标准上作研究。MPEG有自己的网页，提供了有关这些标准的各种信息。MPEG逐步地接近在多媒体标准方面增长的需要。如今，三个主要步伐已经定了下来（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4）。第74页，本讲稿共86页MPEG-1：为数字存储媒体在1.5M比特/

44、s的比特率对运动图象和关联的音频进行编码MPEG-2：对运动图象和关联音频信息进行通用编码MPEG-3：原来计划主要是为HDTV（高清晰度电视）开发的编码和压缩标准而设计的，后来，由于MPEG2的高速发展，MPEG3被并入了MPEG-2MPEG-4：对音频可视对象进行编码，目标是提供未来的交互式多媒体应用第75页，本讲稿共86页MPEG-5：直至1998年9月还没有见到定义MPEG-6：直至1998年9月还没有见到定义MPEG-7：多媒体内容描述接口MPEG1使得VCD取代了传统的录象带，而MPEG2将使数字电视最终完全取代现有的模拟电视，而高画质和音质的DVD也将取代现有的VCD。第76页，

45、本讲稿共86页第五章：了解第五章：了解MP4MP4 MP4MP4简介：简介：MP4播放器就是一种能够有助于提高生活品质的产品，随着这种产品的出现，人们可以在旅途中观看电影，让原本枯燥的旅途变得充满乐趣，让你在外出进行视频演示时变得轻松。但是现在它的售价还很高，电池续航时间也并不如人意，而且没有一个明确的产品规范对其约束众多负面因素的影响让MP4成了一个叫好不叫座的产品，MP4播放器的出现是一个错误，还是它走在时代最前沿？我们不妨拭目以待 第77页，本讲稿共86页第78页，本讲稿共86页顾名思义，MP4播放器是一个能够播放MPEG-4文件的设备，它可以叫做PVP（Personal Video P

46、layer，个人视频播放器）也可以叫做PMP（Portable Media Player，便携式媒体播放器）。第79页，本讲稿共86页现在对MP4播放器的功能没有具体界定，虽然不少厂商都将它定义为多媒体影音播放器，但它除了听看电影的基本功能外还支持音乐播放、浏览图片，甚至部分产品还可以上网。但为了强调便携的特征，我们在这里所讨论的MP4播放器都将以便携、播放视频为准则，它们可以通过USB或1394端口传输文件，很方便地将视频文件下载到设备中进行播放，而且应当自带LCD屏幕，以满足随时播放视频的需要。第80页，本讲稿共86页MPEG-4技术的出现使得高品质视频能够被压缩得更小，这一点很多用户已经

47、在通过不同渠道所得到影片中得到印证，而且由于推出时间长、支持公司众多，你能够很方便地获得这方面的影片资源。但真正给MP4播放器带来好处的编码器则是MPEG-4的衍生技术Divx、Xvid。第81页，本讲稿共86页不过在享受高质量视频编码技术的同时，MP4播放器也遇到一些困难：由于MPEG-4编码技术复杂而且数量众多，以Divx、Xvid为例，Divx技术编码的AVI视频文件可以叫做MPEG-4，而以Xvid编码的AVI视频文件也可以叫做MPEG-4。两种完全不兼容的编码格式所生成的MPEG-4文件都采用了相同的扩展名，因此播放器如何快速、完美地兼容编码不同的文件是一个值得关注的问题。第82页，

48、本讲稿共86页MP4播放器需要一个相当强大的解码处理芯片来完成对视频文件的解码过程，如果您是一个使用计算机时间较长的用户应当可以记得在Divx编码器问世之初，编码器开发者就推荐使用主频为400MHz以上的计算机来完成解码（Xvid编码器出现较晚，但解码数据量同Divx基本相同）。尽管专用DSP芯片与CPU芯片所侧重的应用不同，但由此可见，MP4播放器对芯片计算能力的要求并不简单。第83页，本讲稿共86页不仅如此，由于MP4播放器属于便携设备，因此还需要芯片整合许多功能（如支持LCD显示，CF、SD存储卡，或硬盘接口控制器等）且能耗较低，正是由于这些苛刻的要求才令MP4播放器姗姗来迟。第84页，本讲稿共86页庆幸的是现在MP4播放器有很多高性能DSP芯片可以选择，不仅Intel推出了高性能的Xscale处理器，而且像TITMS320DSC21/DSC25/DM270/DM310、Sigma Designs EM8510等成熟的专用芯片也相继出现，它们能够支持LCD显示、USB 2.0/IEEE 139、硬盘接口控制功能，还可以支持MPEG-1、MPEG-2、DivX文件解码，而且可以保持在720480的分辨率下30帧/秒的解码度，在功能以及性能上为便携式播放器拓平了发展的道路。第85页，本讲稿共86页 E N D E N D 第86页，本讲稿共86页