蕭尼克的Audio Sharing

        曾經有硬體電子工程師主管問我，speaker power要怎麼量。當時很自然的回他：就是電壓平方除以喇叭阻抗(4 ohm之類的)。可能是之前跟他說過喇叭並不是只有單一阻抗，而是有AC阻抗，每個頻率點阻值都不同，所以他想了老半天說：我覺得用P=I*V量應該是最準確的，既然交流阻抗那麼麻煩，直接用喇叭兩端電壓差與經過電流計算就可以了吧。

        後來量得輸出瓦數很小，他繼續推斷：這麼小的瓦數輸出不可能把喇叭燒壞。這是另一個故事了，只是在計算喇叭功率這件事成為了心中的小疑惑。

　　這個篇章稍微往軟體走一步，我們來談談 DSP (Digital Signal Processing)，數位訊號處理在整個音訊架構扮演怎麼樣的角色。DSP在整個電聲領域的位置是在軟體與硬體之間，通常在DSP處理音訊有一些好處：較省電、較快速。下圖是簡單的比較表，可供開發人員參考。

　　繼上一篇，我們這次來說說crosstalk（中文好像叫串音，這翻譯有點奇怪就是）。

　　Crosstalk是不同聲道間互相干擾的意思，白話可以想成左聲道會聽到右聲道的聲音。有了這樣的問題，不管amplifier有多好，失真有多低，輸出功率可以多大，用了萬元以上的耳機，音場都會很狹窄。最嚴重的情況就是只剩mono（單聲道），這樣子我們用耳機聽起來所有的聲音都只會在正中央。

　　Crosstalk的問題在電路上與耳機端都會有，都是一樣的問題：Common impedance。其測試方式是使用stereo音源檔，內容是只有一聲道有聲音，一般我們會選用10kHz 0dBFS來當訊號，另一聲道則是純粹的靜音。使用AudioPrecision的話只要在Analyzer的部份選擇crosstalk就好了（細部操作請自行處理，或來信詢問），可以測得電路端的Crosstalk，如果沒有AudioPrecision的話可以用電表或示波器看看兩聲道的比值，但如此的話就無法很精確因為電表跟示波器容易受到干擾，而且這兩種儀器無法區分哪些是被couple過去，哪些是noise。喇叭端的Corsstalk就是使用麥克風去錄看看左右聲道的大小聲。

　　上一篇講到每個ＩＣ或負載基本上就是阻抗，要好好思考怎麼用對的Amplifier去搭配。本篇，帶你進入進階版，電容的用法。

　　如果讀者有學過電子學，請注意Vcc-端在課本上為了講解方便，一律都是掛上個負電壓源，但在現實生活中往往不是這樣，除非是我們後來提到的特殊IC。下圖是現實生活中我們常用到的IC電路，實際上就是在Vcc-端直接下地，而Vin-端除了differential input（差動）外，也可視為下地。那麼，這顆OP的工作電壓為了有最大的Dynamic range（動態範圍），一般都會設計在1/2*Vcc。（1/2*Vcc會出現在Vin+與Vout）

　　今天來說說關於audio的一些電路設計吧！本篇可能要有些電路基礎的背景會比較清楚。每篇文章都會在一開始先提醒讀者，希望表達的大家都比較好懂。

　　說到這audio的電路設計，最重要的就是以下這個高中自然組就學過的分壓定理：Vload = Vo*(Rload/(Ro+Rload))。只要會了這一步就有七成功力。

　　今天想要來談談的是關於整個音訊(audio) 的架構, 有時候我會把它叫做Audio Signal Chain.

　　綜觀整個聲音世界，沒有一個單一科系能教會你整個系統，因為它太過龐大，龐大到窮盡一生之力都難以貫通，就如同現在電子業內容已切的很細一般。這篇文章，我想不管是學生老師，工程師，主管，業餘愛好者應該都可以好好看一下，不管是你想聘雇新的工程師，或是想知道自己所鑽研的是位在哪一區間。下圖是一個聲音訊號從頭（軟體）到尾（人耳）的一個簡圖，包括了資訊工程：資料壓縮、編解碼、演算法，硬體：DSP(Digital Signal Processing)、擴大機(Amplifier)、電路、傳輸介面．聲學：喇叭、耳機、麥克風，感知：耳朵、嘴巴、心理。