1.4 认识数字音频硬件

数字音频技术中的硬件设备属于物理装置，硬件技术是数字音频技术中有形的部分，数字化技术的诞生都是从硬件的开发与发展开始的。本节主要向读者介绍多种数字音频硬件设备的相关基础知识。

1.4.1 认识拾音设备

拾音设备主要是用来收集声音的设备，这些声音包括说话声、清唱声、合唱声以及演奏乐器声等。拾音设备是指麦克风（话筒）设备，它主要是将声音的振动信号转换为电信号。麦克风的种类有很多，主要类型如图1-12所示。

在音乐制作的专业领域中，使用最为广泛的是动圈式和电容式两种麦克风类型，下面向读者简单介绍这两种麦克风的相关知识。

1. 了解动圈式麦克风

动圈式麦克风是指由磁场中运动的导体产生电信号的麦克风，是由振膜带动线圈振动，从而使在磁场中的线圈生成感应电流。

动圈式麦克风有4个特点，如图1-13所示。

由于动圈式麦克风有这么多的优点，因此，它常被用于现场人声和大声压级声源的拾音。常见的动圈麦克风如图1-14所示。

2. 了解电容式麦克风

电容式麦克风的振膜就是电容器的一个电极，当振膜振动，振膜和固定的后极板间的距离跟着变化，就产生了可变电容量，这个可变电容量和麦克风本身所带的前置放大器一起产生了信号电压。

电容式麦克风有许多优点，但也有自身的不足和缺点，如图1-15所示。

电容式麦克风中有前置放大器，所以需要一个电源，这个电源一般是放在麦克风之外的。除了供给电容器振膜的极化电压外，也为前置放大器的电子管或晶体管供给必要的电压，一般称它为幻象电源。由于有了这个前置放大器，所以电容话筒相对要灵敏一些，在使用时一些必不可少的附属设备有防震架（一般会随话筒赠送）、防风罩、防喷罩、优质的话筒架。常见的电容式麦克风如图1-16所示。

1.4.2 认识信号转换设备

模拟/数字音频信号转换设备主要是指声卡，声卡的主要功能是实现模拟信号与数字信号的互换，一方面它可以把来自传声器、磁带和合成器等的外部模拟音频信号转换为数字信号传输到计算机中，另一方面它也可以将存储在计算机硬盘上的音频数据转换为模拟信号输出到耳机、扬声器和磁带等外部模拟设备中。声卡的模拟/数字转换质量直接决定了数字音频的质量，因此拥有一块品质优良的声卡对于数字音频编辑制作来说十分重要。专业声卡可分为板卡式和外置式两种，如图1-17所示。

几种常见的专业声卡如图1-18与图1-19所示。

1.4.3 认识调音台

调音台又称调音控制台，它将多路输入信号进行放大、混合、分配、音质修饰和音响效果加工，是现代电台广播、舞台扩音、音响节目制作等系统中进行播送和录制节目的重要设备。调音台按信号出来方式可分为模拟式调音台和数字式调音台。

现代的数字调音台除了具备模拟调音台的一切功能外，还具备频率处理、动态处理和时间处理等外部音频处理硬件的功能，有的甚至可以录制存储音频数据信号，变成了一种专用音频工作站。

由于数字调音台从设计思想上就是一种基于硬件的封闭系统，所以软件升级困难，更新换代缓慢，且价格十分昂贵，面对日新月异的计算机技术，它逐渐变得落伍了。现在的数字声卡加上数字音频工作站大都已经具备调音台的全部功能，并可以存储海量数据，操作更为方便。所以，小型的数字音频制作系统完全可以不配备调音台，但在某些大型的制作中，调音台还是系统的主要设备之一。常见的数字调音台如图1-20所示。

在Audition CC和Cubase等音乐编辑软件中，也向用户提供了调音台功能，在软件的调音台中，可以对音频进行简单的调音编辑操作。图1-21所示为Audition CC音频软件中提供的调音台编辑界面，图1-22所示为Cubase音乐软件中提供的混音器（调音台）编辑界面。

另外，在一些视频与音频编辑软件中，也向用户提供了调音台编辑的功能，例如在EDIUS非线性编辑软件中，通过在菜单栏中单击“视图”|“调音台”命令，即可弹出“调音台”面板，如图1-23所示。在其中可以对不同轨道中的背景音乐进行相应的编辑操作。

1.4.4 认识数字音频工作站

数字音频工作站是一种用来处理和交换音频信息的计算机系统，是数字音频软件与计算机技术结合的产物。数字音频工作站的出现实现了数字音频信号记录、储存、编辑和输出一体化高效的工作环境，具有强大的功能和良好的人机交互界面，是声音制作由模拟走向数字的必由之路。目前，用于数字音频制作的工作站主要有基于PC平台和基于Mac平台两大类型。

PC（个人计算机）普及程度高，有丰富的硬件和软件支持，用户可进行二次开发，扩展其功能，且具有较好的性价比，在音频编辑的专业领域和教学中得到了广泛的应用。个人计算机如图1-24所示。

Mac（苹果）电脑使用一种封闭的系统，苹果公司以卓越的技术确保了Mac音频工作站高质量的声音制作和极强的系统稳定性。但苹果电脑技术升级慢，价格比较昂贵，主要用在专业音频制作领域，如图1-25所示。

1.4.5 认识监听设备

由于监听回放是数字音频制作过程中验证声音质量的重要环节，是制作者进行音质评价和声音监测的主要参照。因此，监听设备所回放声音的准确与否将直接关系到作品在制作各环节中的品质。常用的监听设备包括监听耳机和监听音箱等，下面向读者进行简单介绍。

1. 监听耳机

耳机是目前年轻人使用最多的一种监听设备，它是一种超小功率的电声转换设备，由于它直接贴合于人的耳朵旁，于耳道空腔内产生声压，因此耳机的重放基本不受外界的影响。关于耳机的优点如图1-26所示。

优质的耳机具有这么多的优点，因此适合于长时间的监听使用。耳机的类型也有很多，如图1-27所示。

根据上述向读者介绍的3种耳机类型，下面分别对其进行说明。

等磁式

等磁式耳机的驱动器类似于缩小的平面扬声器，它将平面的音圈嵌入轻薄的振膜里，像印刷电路板一样，可以使驱动力平均分布。磁体集中在振膜的一侧或两侧（推挽式），振膜在其形成的磁场中振动。等磁体耳机振膜没有静电耳机振膜那样轻，但有同样大的振动面积和相近的音质，它不如动圈式耳机效率高，不易驱动。

动圈式

动圈式耳机是最常见的耳机类型，一般的家庭用户、网吧用户等都配有动圈式耳机，如图1-28所示。它的驱动单元基本上就是一只小型的动圈扬声器，由处于永磁场中的音圈驱动与之相连的振膜振动。动圈式耳机效率比较高，大多可为音响上的耳机输出驱动，且可靠耐用。通常而言，驱动单元的直径越大，耳机的性能越出色。

静电式

静电式耳机有轻而薄的振膜，由高直流电压极化，极化所需的电能由交流电转化，也有电池供电的。振膜悬挂在由两块固定的金属板（定子）形成的静电场中，静电式耳机必须使用特殊的放大器将音频信号转化为数百伏的电压信号，所能达到的声压级也没有动圈式耳机大，但它的反应速度快，能够重放各种微小的细节，失真极低。静电式耳机如图1-29所示。

2. 监听音箱

音箱的作用是把音频信号转换成声源，并把声音播放出来。因为人的听觉是十分灵敏的，并且对复杂声音的音色具有很强的辨别能力，而音箱要直接与人的听觉打交道，所以它是音箱系统中的重要组织部分。人的耳朵对声音音质的主观感受是评价一个音响系统好坏的最重要的标准。

专业的监听音箱与民用音箱在声音品质的取向上有很大不同。监听音箱是用于专业录音与音频制作的，注重体现声音的细节与层次，追求声音的真实再现，而民用音箱更多倾向于声音的修饰美化，会掩盖声音的缺陷，其结果可能给音频制作者产生误导。

目前，专业监听音箱多为有源音箱，常见的监听音箱如图1-30所示。