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【科普】Line Out的相关常识,以及耳机口接耳放

只看楼主收藏回复

其实上周五就发了,但是被度娘关键字给吞了,申请恢复没通过,这里再发一遍吧
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最近吧里某几个关于耳机口接耳放的帖子,暴露出很多烧友对line out,即线性输出这个概念不怎么了解,甚至于有一些误解.所以这里把line out相关知识用通俗易懂的语言进行描述,并且对耳机口接耳放这个行为进行分析
不少烧友认为,line out是解码芯片直接输出的未经放大的固定电平的信号,以区别于经过电压和电流放大的耳机输出.
本人在这里明确指出,这个理解是绝对绝对错误的.错误有二,一在于"直接输出",二在于"未经放大".


IP属地:重庆本楼含有高级字体1楼2018-03-19 18:02回复
    先介绍一些概念
    电平有多种计量单位,这里涉及到三个,Vrms,dBV,dBu
    其中Vrms是应该是学过高中物理的人都知道的,表示正弦交流信号的有效电压值,是一个绝对单位.而后两者则都是分贝为表示的相对单位
    dBV这个单位,是基于 1 Vrms=0 dBV 为基准的相对单位,这里我们只要记得0dBV=1Vrms,-10dBV=0.316Vrms,具体详细换算请自行查找wiki(会用到这个的人估计也不需要看这篇文章了)
    而dBu呢,则是由驱动600欧姆阻抗达到1毫瓦功率时的电平值进行定义,即0 dBu=0.7746 Vrms,同样我们只需要记住两个数值,一个就是前面的0dBu的定义,第二个就是+4dBu≈1.228Vrms

    上图为Vrms,dBV,dBu三者的关联图示,转自w_i_k_i_


    IP属地:重庆2楼2018-03-19 18:03
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      祈祷别再吞_(:з」∠)_至少别整贴全吞


      IP属地:重庆3楼2018-03-19 18:03
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        前排


        IP属地:广东来自iPhone客户端4楼2018-03-19 18:04
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          line out为固定电平的模拟输出,早年音频设备通行设计是输出阻抗600欧,输出电平有-10dBV≈0.316Vrms(普通消费级产品)和+4dBu≈1.228Vrms(专业级音频设备)两个标准.
          现今的一般hifi设备的line out输出电平多数为2Vrms单端/4Vrms平衡的水平,输出阻抗比早期设备更低,大部分在100欧~200欧之间,以增加带载能力,市面也有一些如3Vrms/6Vrms这种不常见数值输出电平(比如chord)和可调输出电平(即前级功能)的设备.
          由此可见,line out没有统一的电平标准的,如果非要定一个最低标准的话,那么输出电平达到了-10dBV也就是0.316Vrms,就可以认为是合格的line out


          IP属地:重庆5楼2018-03-19 18:06
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            然后进行纠误
            Q1:line out是解码芯片直接输出的信号吗?
            A1:当然不是,解码芯片输出模拟信号后,会经过电流/电压转换(I/V转换,电压输出型芯片无此部分),和低通滤波(LPF),而这两个环节多数情况下是由运放完成.
            Q2:line out输出的是未经放大的信号吗?
            A2:答案是否定的,无论是电压放大还是电流放大,都有可能在line out的电路设计中出现.电流输出型解码芯片的最终输出电平,通过调整I/V转换运放的反馈电阻,可以达到不同设计要求.而电压输出型解码芯片,要达到某些输出电平,则需要在后端再加一级电压放大级.如果设计者想要提升前端设备对于后端放大器的驱动能力,以适配较低输入阻抗的放大器,还可能会加入一级电流缓冲,也就是电流放大级.
            典型的例子比如Hi-End厂商Esoteric的一直使用的HCLD技术,就是在line out前使用了电流缓冲.
            更典型的例子是TEAC的UD-503,其line out不仅用了HCLD,在这之前还有个电压放大级,和耳机口输出的差别就在于输出阻抗.简单来说的话,就是把耳机口提升了输出阻抗作为line out.
            市面的一些耳机和line out共用3.5mm接口,通过系统主控来进行切换的一些随身设备,多数也是把固定音量的耳机输出当line out使用(PO不敢保证全部,就通过拆机逆向分析的几个是这么设计的)

            TEAC UD-503官方宣传截图,可以看到同样是在输出前进行了电流放大.其可调line out电平最高可达到12Vrms水平,明显是经过了电压放大.


            IP属地:重庆6楼2018-03-19 18:08
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              由此看来,一些人用普通前端的耳机口接驳耳放进行放大,从电路原理上来讲并没有什么错误(一般手机,把音量开大,耳机口输出电平能轻易达到0.316Vrms)
              所以,耳机口接耳放剩下的唯一问题就是失真的叠加了.
              那么我们来看看失真叠加的情况
              假设我们有一个性能指标普通的低端耳放,总谐波失真THD达到了0.01%这么高的数值(现在市面耳放很多都能做到THD 0.001%级别),然后有一个手机,耳机口输出的THD达到了0.1%这么高的级别.
              使用这个手机的耳机口接这个耳放,排除传输线材的影响,两设备叠加之后的THD约为0.1005%(通过THD的定义公式推算),比手机耳机口直接输出只高了0.0005%.意即用0.0005%的失真换取更大的推力来推好耳机.
              值得一提的是,市面多数耳机自身的THD在0.5%以上,未完全驱动的耳机的THD貌似没有人研究过这里就不清楚了
              上面的例子是低端设备的情况,越高端的设备,叠加失真的增加幅度会越低(排除胆机这种本身THD就有1%的情况).
              从数值上来讲,耳机口接驳耳放带来的失真叠加增量,是属于完全可以接受的范围.


              IP属地:重庆7楼2018-03-19 18:09
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                请教一下,我的台机系统,解码是通过xlr连接到耳放的,这时候解码可以调成fixed line out模式,也可以不调,这两个模式除了前者不能通过解码调节音量而后者可以之外,还有什么区别?


                IP属地:北京来自iPhone客户端9楼2018-03-19 18:14
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                  喵~顶薇菌


                  IP属地:湖北来自Android客户端10楼2018-03-19 18:18
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                    最后这里给出PO个人的观点
                    如果前端没有line out,增加推力带来的耳机声音提升大于失真叠加带来的损失,那么耳机口接耳放是可以考虑的.
                    如果使用的耳机对推力并没有那么大的要求,增加推力对于声音提升并不大,那么叠加失真的负面作用可能就会比较明显,这时耳机口接耳放就不怎么合适了
                    当然,耳机口接耳放终究只是不得已而为之的做法,前端有line out输出的话,还是尽量用line out吧

                    以上,全文完
                    _(:з」∠)_最后一段竟然又被吞了


                    IP属地:重庆本楼含有高级字体11楼2018-03-19 18:20
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                      好帖……


                      IP属地:江苏来自Android客户端12楼2018-03-19 18:23
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                        从po出来二次放大与lo出来的放大,在信噪比与THD+N上对于音乐的影响是否很大呢?是否可以这样理解手机po出来接耳放依然可以获得相当不错的提升呢?


                        IP属地:江苏13楼2018-03-19 18:25
                        收起回复
                          谢大佬科普


                          IP属地:广东来自Android客户端14楼2018-03-19 18:25
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                            @vantox73... 使用挽尊卡

                            挽回他的尊严!

                            效果:耳机吧经验+5



                            IP属地:重庆15楼2018-03-19 18:40
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                              @还好年幼不懂事
                              不知道能不能召唤过来


                              IP属地:重庆16楼2018-03-19 18:44
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