MP3：一样的解码芯片，一样的音质？

　　最近经常看到论坛和IMP3上面的很多朋友再说，3520芯片的MP3越来越多，MEIZU没有优势了，更甚者还有人说，解码芯片都是一样的，音质应该也是一样的。现在我们就从技术的角度上来说说同一样的解码芯片是否能够出一模一样的声音。

　　首先要举一个例子，我们知道MEIZU的MX是使用ST3410解码芯片的。同样市面上使用ST3410解码芯片的产品多如牛毛，就以当时MEIZU厂家发展的规模和定位来说，在国内中端档位的机器上，我听过的3410解码芯片的MP3播放器不下20种，但是遗憾的是我始终没有听到一款机器的音质能够与MX媲美的。当然，韩国的三星和JNC这些实力雄厚的大牌厂家出产的高端机器我们不能列入对比行列。

　　当然，3410是上一代的产品，说近点的，目前我听过、对比过的使用3520的MP3有MEIZU的ME/MI系列、ANN的MP3、还有另外一个是别的品牌的厂家的新品，还没有面世，我们就叫他X吧。

　　我接触过这几款的同样使用ST3520解码芯片的MP3里面还是没有一款可以和MEIZU的产品媲美。ANN的机器甚至连使用3410的MX都比不上。所以这一点对所有评价使用3520芯片的MP3的朋友我觉得你们还是要实际的对比和试听一下，不能想当然的。

　　OK，现在我们就从电路和技术的角度来分析一下MP3的音质影响有几方面：

　　首先，我们来了解一下MP3的工作原理：

　　一个完整MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC和功放、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。这里的中央处理器我们通常称为MCU(单片微处理器)，简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称为Fireware(或者固件程序)。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码(有的MP3播放机是软件解码，由高速中央处理器完成)。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM或I2S格式的数字音频信号。

　　存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器(FLASH MEMORY)或者硬盘(HDD)作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传来的数据(通常以文件形式)，回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系统，这也是最广泛使用的一种。播放机其中一个任务就是要实现FAT文件系统，即可以从FAT文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。

　　主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。

　　音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC(模拟-数字转换)过程,DAC(数字-模拟转换)过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号(数字音频信号有不同的格式，最常用的是PCM和I2S两种)，需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，被人耳所识别。

　　MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者OLED等来显示系统的工作状态。控制键盘通常是按钮开关。键盘和显示设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。

　　MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。最简化的MP3软件处理任务只有两个操作：

　　1.读取存储器上的数据，送到解码器，解码器的输出送到音频DAC；

　　2.分析USB主机控制器发的指令，完成对存储器的操作，将操作结果送回USB主机。

　　好，通过上面的了解我们知道，其实硬件方面对音质影响最大的就是音频DAC和功放这两部分，因为数字音频方面相对同样的解码芯片实现的素质和效果都是相差不多的，而数字音频方面受其外围零部件的影响而产生差异的可能性不大，我们暂时可以忽略不计。我们重点来看看音频DAC和模拟放大还有软件这三个部分。

　　因为我现在还没有弄到ST3520的应用电路图纸，所以我只能先用ST3410的代替了，以下的分析不完全代表ST3520的MP3。敬请原谅：(本来想上传资料图纸的，但是因为论坛的限制，没有办法上传PDF的资料，只能算了。)

　　从图纸上看到(大家没有办法看到了，呵呵)，ST3410是使用单芯片的方案的，也就是说把MP3所有的硬件功能除了存储器外都集成在一个芯片里面了，那么也就是最影响音质的音频DAC、模拟放大都集成在一个芯片里面了。这样做的好处就是减少了因为外围零配件的质量而造成稳定性的问题，电路设计方面也大大的减少了工作量，但是也带来了设计灵活性比较差，拓展能力比较差的缺点，说到这里可能有朋友要说了，既然都集成在一个芯片里面了，那当然音质应该也是一样的了，还有什么可谈的。如果你这样想就差了。

　　既然已经把音频DAC和模拟放大集成在一个芯片里面，那么除非放弃这个芯片的DAC和模拟放大不用而重新设计DAC和模拟放大才能大大的改变产品的音质，但是这个也就失去了我们讨论的重点了，我们是想讨论在同样的芯片的条件下什么才会对音质产生影响。

　　在这里我们不能不提到的一个问题是电源，大凡喜欢音响和HI-FI的朋友都知道，电源对一台音频设备的影响是有多大，当然我们不能拿MP3当HI-FI设备看待，但是这个也算一个音频设备了，那么就同样的逃不过电源的这个关系了。

　　从模拟音响的角度来说，电源的瞬态电流供应能力、纹波系数、电源电压的高低对一个产品的音质都会产生深远的影响。就拿最普通的一个运放来说，NE5532曾经是有名的靓声王，但是大家只知道它作为前级放大的时候声音是很好的，但是很多人并不知道怎么样发挥出它最好的声音素质。NE5532的额定电压是＋18V，那么如果你使用＋5V的电压给他供电的时候，它的动态根本就不够，这个也是很多以前低档的CD机里面标称使用运放之王NE5532而不能出好声的很大原因。另外，为了使NE5532工作在甲类的环境下。我们尝试过正电源比负电源提高0.7V的时候，NE5532出来的声音比正负电源一样的时候要好的多，这个也是一个应用常识。并不是很多厂家都能掌握的。所以，电源的使用方法在一部MP3里面对音质的影响是有深远的意义的。

　　MP3使用的是一个1.2-1.5V的AA或者AAA电池，当然，这个对供电的电压远远不够的，必须使用DC-DC的升压电路，那么这个升压器件的选择和升压的电压对一部MP3来说就不仅仅是够用就好了，还关系到什么电压，什么电路才能出好声的问题了。再有，升压电路能够提供的电流容量也是一个不可忽视的影响音质的问题。

　　我们知道，功放系统在大动态的时候需要电源系统提供比较大的瞬态电流的。如果电源系统提供的电流余量比较小的话，这部功放就会觉得有心无力的感觉，特别在低频方面，下潜不够深，或者是低频产生失真、破音等等的问题。这个也正是很多好的功放使用大容量滤波电容的原因。同样的，MP3里面的DC-DC能提供的电流余量和MP3播放器的音质也是息息相关的。现在很多普通的DC-DC能够提供的电流量是50-80mA，而且很多MP3播放器就是使用一路DC-DC的电路供整个MP3机使用，这个电流容量远远不够的。所以我很欣赏MEIZU的双路DC-DC的电源设计，既把数字电源和模拟电源的交叉干扰降低到最小的程度，同时也大大的提高了功放系统的电流容量。这一点对音质的帮助是非常大的。

　　电源方面说完了，再来说说其他的外围器件吧，我们知道哪怕模拟放大部分集成在芯片里面，但是也必然有一些外围的阻容电路让设计者自己定义反馈网络的。那么这个阻容电路的器件选择就对音质至关重要了，合理的阻容网络配合可以最大的提升芯片内模拟放大部分的工作状态，优质的器件优势保证质量和音质的关键，这个大家可以从功放和运放的电路上看到。我也就不多说了。基本上硬件对音质的影响就在这两方面了，当然，其他的屏蔽芯片内集成DAC和模拟放大而自主开发设计DAC和模拟放大的方案不在我们讨论的行列。

　　下面就来说说软件对音质的影响：

　　软件对音质的影响不外乎集中在EQ设置这一方面。我们玩过MP3的朋友都知道，一个好的EQ调整有助于MP3的音质提升，那么厂家就不会发现这一点吗？当然是知道的。所以，在编写固件程序的时候，我想有能力自主开发软件的厂家多多少少都会结合一些在N方式下的EQ来进行MP3音质的提升，最明显的就是提升MP3机的低、高频。但是还是放在N方式下。这样可以明显的感觉到该MP3播放器的低频和高频明显提升很多，但是同时也带来我前面说说的功放的电流供应不足的问题，如果电流供应不足的话，那么过渡的提升低频和高频就会发生低频发虚，下潜不够甚至破音而高频粗糟刺耳的情况。这个也就需要配合硬件电路的设计了。

　　但是现在很多厂家并不具备软件的开发能力，那么只能用芯片供应商提供的公版软件了，因为芯片供应商为了照顾到用户之间的不同差异，很多软件的编写都比较保守，只能维持在正常使用和正常音质的状态下，这个也就是造成了很多使用同一类解码芯片而音质相差很多的MP3产品的原因。所以软件编写在音质结合硬件电路设计在对一个MP3的音质上面有质的影响。

　　我们回过头来看看，MEIZU的ME/MI系列MP3播放器都提供了自定义均衡这个功能，无疑这个功能对于音质的提升还是蛮大的，使用过的朋友这一定应该深有感触吧。而据我看过的另外两个使用ST3520芯片的MP3播放器使用的都是公版的固件，根本就没有自定义均衡这个功能，也就难怪音质方面和MEIZU有比较大的相差了。

　　很多朋友可能会说，如果通过固件认为的提升频段的话会失去音乐的原汁原味的，但是请你想想，MP3不是HI-FI，本身MP3就是有损压缩的，在压缩的过程已经损坏了音乐的一些细节，何来的原汁原味呢？人为的提升一些频段只是为了音乐更佳悦耳，更佳的动听而已，而音乐所表现的内涵不正也是这些吗？

　　好了，罗罗嗦嗦说了这么多，很多朋友该说我是MEIZU的枪手了。呵呵，我不怕，因为行内有一句话：不怕不识货，只怕货比货。其实不好的产品不管枪手怎么吹，只要一对比就原形毕露了，所以推荐朋友们选购MP3的时候还是用你的耳朵收货，不要给一些指标和硬件型号就吸引了，因为MP3最终还是你在听，还是要你听得舒服，动听，不是吗？还是那句老话：没有最好的产品，只有最合适的产品。祝愿各位朋友都能购买到最合适自己的产品。