​什么是音频信号流？完整的初学者指南

什么是音频信号流？完整的初学者指南



什么是音频信号流？信号流实际上是音频信号从其来源到最终输出的路径，同时考虑了不同音频设备之间的路由，有时还考虑了声源和换能器之间的路由。了解信号流对于简单和复杂的系统都至关重要。

在本文中，我们将通过几个基本示例详细讨论音频、它是如何流动的，以及我们如何利用我们的信号流知识来发挥我们的优势。

什么是音频？
在深入了解音频信号流之前，让我们澄清一下关于音频到底是什么的疑惑。

音频最简单地描述为通过模拟或数字方式表示声音的电能（有源或潜在）。

模拟音频将声音表示为交流电压（无论是活动电压还是潜在电压）。

数字音频将声音表示为一系列二进制数。

音频波形类似于声波。它们通常是复杂的波，频率集中在人类听觉的可听范围内（20 赫兹到 20,000 赫兹）。

音频可以通过换能器和合成器录制。换能器（麦克风、电子拾音器等）有效地将声波能量转换为模拟音频。合成器产生音频信号（模拟或数字），从电源获取能量。

音频可以通过模拟或数字方式存储。模拟方式包括磁带和黑胶唱片，而数字方式包括光盘 (CD) 和流媒体。

音频可以通过扬声器和耳机等换能器播放。请注意，数字音频必须转换为模拟音频才能正确驱动此类换能器。

所以，换句话说；数字音频可以被认为是连续模拟音频的离散表示（具有采样率和位深度），而连续模拟音频又是连续声波的表示。


模拟音频可以通过模数转换器 (ADC) 转换为数字音频，就像数字音频可以通过数模转换器 (DAC) 转换为模拟音频一样。

  

什么是信号流？
简而言之，信号流是电信号从源到最终输出的路径。我们可以像信号通过的单个电子元件和电线一样临床，或者正如我们将在本文中重点介绍的那样，像信号流过的设备一样大。这里的重要部分是我们获得从源到最终输出的正确设备顺序。


因此，音频信号流是音频信号从其源（换能器、合成器或存储介质等）到其最终输出（换能器、混频器输出、存储介质等）的路径。

信号流可以相对简单，例如将电吉他插入组合放大器，也可以非常复杂，例如具有各种输入、输出和辅助音轨的现场调音台。虽然我无法展示信号流的每一个示例，但我们将在本文后面考虑几个示例以收集一些实际见解。

在我们学习基础知识时，记住“从源代码到最终输出”这句话很重要。在复杂的系统中，我们将有多个信号源，甚至可能有多个输出，或者换句话说，在系统的整体信号流中有多个不同的信号路径。

录音链
首先，我们有录音链。在这种情况下，顾名思义，“最终输出”实际上是打印或记录到模拟或数字媒体。

我们可以选择从许多不同的来源录制许多不同的音频信号。通常，声源是麦克风捕捉到的声波，或者可能是电子拾音器捕捉到的其他振动。其他时候是录制的合成音频，其他时候是重新录制的预录素材（想想采样）。

让我们分解这四种常见的记录链以及信号流可能需要或不需要的内容。我还将在本节中讨论一些关于黑胶唱片压制的内容。

录制声波：信号流
从录制声波开始，我们通常为此目的使用麦克风。麦克风充当换能器，将声波转换为音频信号。这是通过一个敏感的隔膜实现的，该隔膜根据声波振荡并产生一致的音频信号。除非麦克风有内置ADC，否则它会输出模拟信号。

但是麦克风电平信号对于消费类或专业的“线路电平”设备来说太低了，所以我们需要一个前置放大器来增加麦克风信号的增益，然后才能有效地记录下来。当然，我们可以按原样记录麦克风电平信号，尽管在某些时候它需要增益并且应用前置放大是标准做法。

所以，到目前为止，我们有一个由麦克风拾取的声源，它通过电缆连接到麦克风前置放大器。

一个标准的独立麦克风前置放大器将输出一个线路电平信号，该信号可以在最终被记录之前由外部设备（压缩器、EQ 等）进行处理。

请注意，现代音频接口将在其输入中内置麦克风前置放大器，这将增加 ADC 之前的信号增益。


如果我们走模拟路线，预放大的音频信号通常会通过混音器通道（以及通道条内的任何处理），通过任何内部混音器路由，最后到达磁带机磁带上的通道，它将被记录在哪里。

如果我们走数字路线，信号将在音频接口数字化并传递到计算机或在数字硬件混音器上的通道麦克风输入后立即转换。从那里，信号将被分配到一个数字通道，可以在其中记录带有或不带有插入效果的信号。

我知道这可能会让人不知所措。为了更加清晰，我们将在接下来的部分中讨论路由、插入等。

这里有一些图表来说明我在这里谈论的内容。按照箭头跟随信号流：


信号流：录制到计算机/DAW 的声源

信号流：录制到磁带的声源
   


记录其他振动：信号流
我真正要做的是录制电弦乐器，通常是低音吉他和吉他。

在这种情况下，电磁拾音器将振动磁弦的振荡磁通量转换为电（模拟）音频信号。

从那里，信号可以被放大并通过内部电路（在有源拾音器的情况下）或不通过内部电路（在无源拾音器的情况下）改善其阻抗。

然后信号沿着连接的电缆传递到吉他放大器、直接注入 (DI) 盒或直接传递到接口或调音台的乐器（或线路）输入。

在录制吉他放大器的情况下，我们实际上会遇到这样一种情况，即我们将磁弦的振动转换为音频，放大该音频，将其转换为声波，然后将这些声波重新转换回音频。就是这么个过程。

在直接连接的情况下，包括如果我们使用吉他放大器的线路输出，我们可以有效地将音频信号保持为音频，直到它被记录下来。

此外，对于电子乐器，除了典型的外置装置外，我们还可以使用效果踏板。这些踏板通常接受乐器电平，最好放在吉他放大器的前置放大器部分之前，或者放在吉他放大器的前置放大器和功率放大器之间运行的效果环路中。

让我们考虑更多的图表，这次我们可以使用几种不同的方式来录制电子乐器。请注意以下两个示例之间的复杂性对比：


信号流：电子乐器记录到电脑/DAW

信号流：电吉他箱体录制到磁带
这里的想法是音频信号流可以很短也可以很长，并且有许多不同的记录方法。我只是提供示例来帮助使我的解释更容易理解。

我有一篇文章专门介绍效果踏板的信号流。如果您有兴趣，可以在这里查看：如何订购吉他/贝司踏板（终极信号流指南）。

录制合成音频：信号流
合成音频是另一种常见的录音来源。根据它们的设计，合成器可以创建用于记录的模拟或数字音频信号。

虽然当然可以通过扬声器发送合成器信号并使用麦克风捕捉声音，但合成器通常是直接录制的。换句话说，音频信号将在整个录音信号链中保持音频信号（尽管可能会发生一定量的模数转换，反之亦然）。

软件合成器（作为虚拟乐器）将在主机数字音频工作站内有一个虚拟信号流。软件合成器可以（虚拟地）输入到 DAW 中的通道中。通常这些软合成器由 MIDI 信息控制，因此要将这些虚拟乐器录制为音频，我们通常必须将 MIDI 音轨路由到音轨并路由该音轨进行录音（或将 MIDI 音轨并轨到位作为声音的）。

这是 Logic Pro X 的一个小屏幕截图，显示了这个基本设置。注意“Soft Synth”MIDI/Instrument track 被路由到 Bus 1，Audio track 的输入设置为 Bus 1：


信号流：在 DAW 中录制的软件合成器
我将在接下来的路由选项部分更详细地讨论混音器路由。

硬件合成器通常输出乐器电平信号，这些信号可以直接输入音频接口或硬件混音器，然后再发送到需要录音的地方。

例如，我们可以有以下用于将模拟合成器录制到磁带的信号流图：


信号流：硬件合成器录制到磁带
录制预录/采样音频：信号流
采样已经存在很长时间了，当我们考虑复制/复制时，我们录制预录材料的时间甚至更长（下一节将详细介绍）。

通常，我们可以简单地将样本添加到我们的数字音频工作站编排窗口中并继续。即使在模拟系统中，我们也可以用磁带插入样本。

但如果我们使用专用采样器，我们可以将样本的音频输出直接发送到模拟混音器或音频接口。参见上图，将直接插入的仪器更换为外壳中的采样。

录音/压入黑胶唱片和磁带
掌握是音乐制作过程的最后阶段，旨在提供一个单一的母版数字文件或模拟磁带进行复制。母带的处理方式有助于改善专辑中歌曲之间的连续性、不同播放系统的可译性以及整体保真度。

数字复制很容易。同一个文件可以无限次复制而不会出现任何退化，如果需要，还可以将文件转换为不同的格式。

在模拟世界中，母带将从调音台录制。然后，该母版将用于录制副本，通常是通过黑胶唱片机录制的黑胶唱片或通过辅助磁带机录制的磁带。


在这种情况下，我们将有一个类似于录制小样的信号流，“最终输出”将是最终产品销售的媒体。

插入（效果链）
现在我们了解了如何输入不同的音频源和录制各种声源，让我们深入了解用于混合的中央设备、混音器，以及最值得注意的插入。

在继续之前，我应该提一下，我们并不总是使用调音台来录音。通常情况下，材料已经被录制好了，我们只是简单地对其进行混音。其他时候，我们在不录制任何东西的情况下进行现场混音。在考虑整体信号流时，请自行考虑这些差异。

在混音器和数字音频工作站中，插入是通道输入/前置放大器之后的一个补丁点（真实的或虚拟的），它允许我们插入由两者组成的线路电平设备（硬件效果器、处理器或插件）输出（来自通道）和输入（返回通道）。

换句话说，插入是插入到效果链或信号流路径中的处理器。

例如，我们可以将麦克风输入到 DAW 的输入 1，并在通道上直接插入 EQ、压缩器和 de-esser。该通道内的信号流如下：

前置放大话筒信号进入通道
信号进入插入 1 (EQ) 的输入
插入 1 (EQ) 输出的信号
信号进入插入 2（压缩器）的输入
信号输出插入 2（压缩器）
信号进入插入 3（去齿音）的输入
插入 3 的输出信号输出（去齿音）
通道输出信号（到辅助通道、子组、混音总线等）
下面以 Logic Pro X 的屏幕截图为例：


信号流：LPX 中麦克风通道的虚拟插入
（FabFilter Pro-Q 3 EQ、Waves CLA-76 压缩器和Waves DeEsser）
有关插入的更多信息，请查看我的文章音频：什么是插入？（混音、录音等）。

串行处理
在上一节中，我们讨论了插入以及信号如何按顺序流经插入的处理器。这就是所谓的串行处理。


通过串联的不同过程和增益级发送音频信号是录制和混合音乐的最常见方式。

就混音器中的串行处理而言，我们可以有以下信号路径：

为在通道 1 上播放而输入的录制音频信号
信号进入通道 1 的插入 1 输入
信号从通道 1 的插入 1 输出
信号进入通道 1 的插入 2 输入
信号从通道 1 的插入 2 输出
信号进入通道 1 的插入 3 输入
信号从通道 1 的插入 3 输出
从总线 1 上的通道 1 输出的信号
输入到总线 1 上的子组 1 的信号
信号进入子组 1 的插入 1 的输入
子组 1 的插入 1 的输出信号输出
从总线 2 上的子组 1 输出的信号
信号输入到总线 2 上的混音总线
信号进入 Mix Bus 插入 1 的输入
Mix Bus 插入 1 的输出信号输出
信号进入 Mix Bus 插入 2 的输入
Mix Bus 插入 2 的输出信号输出
通过调音台的立体声输出输出的信号

在这种情况下，信号一个接一个或串联地通过每个处理器和路由路径。

在 Logic Pro X 的情况下，以下要点看起来像这样（注意输入和输出以及每个标记通道的插入）。还要注意，LPX 中的插入部分被标记为“Audio FX”：


信号流：Logic Pro X 中串联的虚拟插入和基本路由
串行处理相当简单，所以我就此打住。

并行处理
如果您以任何能力研究过电子学，您可能会知道另一种基本类型的信号（电）流是并行的。


当我们将相同的信号分成两个不同的信号路径（通常稍后会在整个信号流中收敛）以进行不同的处理时，就会发生并行处理。

在混音器中，这通常是在辅助音轨的帮助下完成的。

辅助轨道是具有指定总线输入的轨道/通道，可以从调音台内的其他通道接收音频。我们可以通过推子前或推子后发送将多个轨道路由到单个辅助通道（或通过它们的输出，正如我们在上一节中看到的那样，我们通过总线 1 将通道 1 的输出发送到子组 1 的输入，并将子组 1 的输出发送到混音通过总线 2) 的总线。我们还可以通过推子前或推子后发送（或通过它们的输出）将单个轨道路由到多个辅助通道。

此外，每个辅助轨道输出都可以路由到别处。

每个通道都有一个发送控件（通常是一个电位计），用于我们可以发送到的每个可能的辅助轨道。这使我们能够控制发送到给定辅助轨道的音量大小，以及对给定辅助轨道的推子控制。

推子前发送意味着我们发送电平独立于正在发送的给定轨道的推子。电平被视为通道中最后一个插入的输出，而不是推子之后的输出。

相反，推子后取决于轨道的推子电平，因此除了发送电平控制之外，我们还根据发送轨道的推子调整发送电平。

这为并行处理奠定了基础。

考虑将单个轨道发送到辅助轨道。我们有效地分离了信号并将其发送到两个不同的地方（原始通道和辅助通道）。这实际上是并行处理。

现在我们可以以不同于原始通道的方式处理辅助通道。辅助轨道（通常称为效果返回）通常有自己的插入槽、发送控件、推子、声像和其他功能。

因此，如果我们采用并行压缩（并行处理的常见做法），我们可以拥有以下信号流系统：

为在通道 1 上播放而输入的录制音频信号
来自通道 1 的信号通过总线 1 从通道 1 输出到混音总线
信号通过 Bus 1 输入到 Mix Bus
信号通过调音台的立体声输出从混音总线输出
来自通道 1 的信号也通过总线 2 从通道 1 发送到返回 1
信号通过 Bus 2 输入到 Return 1
信号被输入到 Return 1 的 insert 1 的输入端（压缩器）
信号从 Return 1（压缩器）的 insert 1 的输出端输出
Return 1 的信号通过 Bus 1 输出到 Mix Bus

信号通过调音台的立体声输出从混音总线输出

通过这种方式，我们可以有效地在通道 1 上获得清晰/原始或“干”版本的信号，并在返回 1 上获得并行压缩的信号“湿”版本。

下面是这个基本设置在 Logic Pro X 中的样子。请注意，发送到总线 2 是推子后的，返回 1 有自己的一组插入、发送选项、输出、声像和推子：

信号流：Logic Pro X 中的基本并行处理
如果您想了解有关辅助轨道的更多信息，请查看我的文章混音/录音：什么是辅助轨道、发送和返回？

路由选项
路由功能在现代数字系统中非常强大，包括我们功能齐全的数字音频工作站。这意味着如果我们愿意的话，信号流可以非常复杂。


因此，在本节中，我想快速浏览一下我们可用的各种路由选项，以加深我们的理解。

输入/输出
Inserts
Buses
Subgroups
监听混音
辅助轨道
VCA
路由选项：输入和输出


我们拥有的最重要的路由工具是我们的输入和输出。虽然调音台（或连接到 DAW 的音频接口）有自己的输入和输出，但我们可以认为这些系统的内部路由也有“输入”和“输出”。

输入是接收信号的连接点（物理或虚拟）。换句话说，信号流入输入端。

输出是发出信号的连接点（物理或虚拟）。换句话说，信号从输出流出。

以输入和输出为基础，我们可以将音频信号路由到不同的设备或从不同的设备路由。

路由选项：插入
如前所述，插入是通道输入后的一个补丁点（物理或虚拟），允许我们插入处理器（硬件效果器、处理器或插件）。插入由输出（来自通道）和输入（返回通道）组成，通道通常提供多个串联插入。

通过使用插入，我们可以使用我们想要的处理器/效果器来处理通道的音频，以便适当地混合信号。




路线选择：Buses
在音频中，总线是一种信号路径（物理的或虚拟的），可以将来自多个源的音频从一个地方传输到另一个地方。总线本身不是通道。相反，它们是可以连接通道的信号路径。

例如，我们可以将通道的输出路由到特定总线，并将这些相同的总线设置为指定子组、子混音、输出和混音总线的输入。

作为另一个例子，我们可以将通道的辅助发送路由到特定总线，并将这些相同的总线设置为指定辅助轨道（效果返回）的输入。

让我们考虑以下来自 Logic Pro X 的屏幕截图，其中我们有 7 个鼓音轨（Kick1、Kick In、Snr Top、Snr Btm、HH、OH 和 Room）的输出通过总线 1 路由到鼓子组（注意调音台的输入和输出部分）。

此外，在“发送”部分，我们可以看到军鼓（Snr Top 和 Snr Btm）被传送到总线 11，该总线将军鼓信号发送到板式混响效果返回通道（Snr Plate）。我们还看到，除了 Room 之外的每个轨道都通过总线 12 发送到并行压缩返回通道（Drum PC）。

除此之外，我们看到 Drums 子组和 Snr Plate 以及 Drum PC 返回通道输出到立体声输出总线，在 Logic Pro X 中，它是默认的混音总线。


信号流：Logic Pro X 中的基本总线
路由选项：子组
子组（也称为子混音）是 [通常] 相似的轨道/通道加在一起的组。这些轨道在同一条总线上连接在一起，子组是以该总线作为输入的通道。


在上图的示例中，我们看到几个鼓音轨被路由到一个专用的“Drums”子组。标记为 Kick1、Kick In、Snr Top、Snr Btm、HH、OH 和 Room 的音轨输出都通过总线 1 路由到标记为 Drums 的子组。

我们还可以看到，在立体声鼓子组上，有一些插入用于处理所有传入的音频（每个音轨的混音通过总线 1 馈送到子组）。在这种情况下，插入是以下插件，我通常会在我的鼓子组中选择它们：

Waves SSL G-Master 总线压缩器
SIR 音频工具标准剪辑
Logic Pro X的常用通道均衡器
路由选项：监听混音
监听混音在录音会议和现场表演中很常见，每个音乐家都想要自己的专用混音。如果硬件混音器、连接到 DAW 的音频接口或我们正在使用的任何其他系统具有足够的输出和路由功能，我们可能会从系统内的可用信号中提供多种不同的混音。

例如，我们可以有一个简单的 4 人组，包括主唱、吉他手、贝斯手和鼓手，但每个成员都可能想要自己的监听混音，无论监听是通过返送扬声器、入耳式耳机还是标准录音室耳机完成。监听混音可能看起来像这样（在相对的定性分析中）：

歌手监听混音：

更有声音
更多吉他
少低音
少鼓点
吉他手监听混音：

更多吉他
更多低音
少发声
贝斯监听混音：

更多低音
更多鼓
鼓手监听混音：

更多鼓
更多低音
当然，我们可以比上面提到的更详细（逐条跟踪），但我认为这很重要。

路由选项：辅助轨道
我们已经详细讨论了辅助轨道。让我们在这里更深入一点。

辅助通道或“辅助轨道”被设计为灵活的路由选项/总线目的地，用于从调音台的轨道获取“发送”或输出。

这些辅助轨道最常用于并行处理和效果返回，但它们也可用于监听混音。

进出辅助轨道的信号流通常被称为混音（无论是物理的还是虚拟的）中的“发送”和“返回”。

辅助发送是一种总线路径，可以独立于通道输出（推子前或推子后）从通道发送音频。该总线为辅助轨道供电。如果该辅助轨道的输出被路由回混音（而不是单独的混音器输出），则它被视为“返回”通道。

回到总线部分中鼓路由图片的最新示例，我们可以看到辅助轨道设置用于军鼓板混响效果返回（通过总线 11）和并行鼓压缩（通过总线 12）。

路由选项：VCA
在混音中，VCA（压控放大器）或 VCA 组是一个独立的推子，我们可以用它来同时控制多个通道的信号电平，而无需更改通道的推子，也不必将通道路由到它们自己的子组。

VCA 只是一个可以同时控制多个音轨电平的推子。VCA 没有插入、声像、发送选项或任何其他路由选项。

有关混音器中路由选项的更多信息，请查看我的文章音频：总线与音频。子组、Aux 发送/返回、VCA 和组。

回放链
现在我们已经考虑了录音阶段和混合阶段，我们应该考虑播放链中的音频信号流。

音频播放是将音频信号转换为声波的过程，以便我们可以通过听觉（以及较小程度上的触觉）来体验它们。播放链可能有各种不同的来源，尽管“最终输出”始终是换能器，通常是扬声器或耳机。

请务必注意，扬声器和耳机换能器将模拟音频转换为声波，因此在播放链中我们的扬声器之前将数字音频转换为模拟音频至关重要。

至于来源，播放材料可以录制到数字或模拟媒体上，也可以现场表演。

在我们开始播放链示例之前，让我们考虑几个决定潜在信号流的因素。

首先要考虑的是，大多数专业音频设备输出线路电平信号。扬声器（包括耳机）需要比线路电平更强的信号。因此，我们一般需要一个放大级。

如果信号电平甚至低于线路电平，就像黑胶唱机的典型唱机输出（我们很快就会谈到），那么前置放大级也是必要的。这个前置放大器阶段可能需要一个单独的前置放大器单元，或者它可能内置在电唱机/转盘本身中。

在耳机的情况下，许多耳机输出将具有内置数模转换器（在数字系统中）和耳机放大器，以有效地以适当的信号电平和阻抗驱动连接的耳机。在其他情况下，可能需要专用耳机放大器。

这就引出了第二点，就是无源音箱和有源音箱的区别。基本上，有些扬声器会内置放大器来适当地驱动它们的驱动器（这些被称为有源扬声器），而其他扬声器将依赖具有适当规格的外部放大器来驱动它们的驱动器。

另一个值得考虑的方面是传输介质。播放音频通常通过电缆传输，但我们也必须考虑无线选项，包括无线电频率和蓝牙协议。

我相信这些是这里值得一提的主要因素。现在让我们继续看几个回放信号流示例。

为了简单起见，让我们从播放音频的任何系统的输出中获取信号流。一些可以输出音频的常见设备包括但不限于：

调音台/调音台
智能手机/电脑
电唱机/转盘
收音机
让我们考虑一下这些播放设备以及潜在信号如何从它们的输出流出。

播放设备：调音台/调音台
我们已经介绍了混音器（物理或虚拟）中发生的很多事情。根据设置，我们还知道我们可以有多个输出（来自硬件混音器或通过连接到 DAW 的音频接口）。

因此，根据我们设备的功能和情况的要求，我们可以根据需要使播放/监听信号流变得简单或复杂。

一般来说，我们至少会有一个主立体声输出。这可以发送到我们的耳机、录音室监听器、前台 PA 系统（可能汇总为单声道）或任何其他换能器进行播放。

除了主输出之外，我们可能还有专用的子混音，我们甚至可能希望将我们的子组和辅助通道输出到它们自己的扬声器（尽管这有点高级）。

举几个例子，让我们考虑使用硬件混音器的现场声音情况和使用数字音频工作站的录音室混音会话情况。


信号流：现场声音（仅限调音台输出）
在上图的现场声音示例中，我们可以看到以下内容：

主要输出被发送到驱动两个线阵扬声器系统的功率放大器。
在这个例子中，理论调音台提供了一个专用的子输出（在其他系统中，我们可能只有主输出，因此，需要在主输出之间使用交叉网络来分离线阵列和子之间的频率).
我们还有一副耳机连接到混音器的耳机输出（带有内置耳机放大器），以便在板上轻松监控。
此外，我们将四个不同的子混音发送到四个不同的返送监听器（带有内置放大器）。
我们还有四种不同的子混音被无线（在不同的射频载波上）发送到四对不同的入耳式监听器。
当然，这过于简化了（我们跳过了调音台内的所有输入和内部路由），但它显示了典型回放/监听信号流在现场声音环境中如何工作的基础知识。


信号流：家庭工作室（仅限混音器输出）
在上图的家庭工作室示例中，我们可以看到以下内容：

计算机（和 DAW 软件）连接到具有多个输出的音频接口。
我们正在从接口向一副耳机发送信号。耳机输出有自己的DAC和内置耳机放大器。
我们还将信号发送到两对不同的有源工作室监听器，以便我们可以在两者之间切换以获得不同的监听选项（假设接口允许在两个输出之间切换）。
在这种情况下，我们将相同的“混音总线”输出发送到两对监听器和耳机，但如果我们愿意，我们可以选择发送不同的子混音（假设接口允许此类功能）。

播放设备：智能手机/电脑
智能手机和现代计算机通常具有内置扬声器。在这种情况下，数字音频（来自流媒体或存储的文件）通过内置 DAC 进行有效转换，由小功率放大器放大，并由内部扬声器再现。

除此之外，还有许多其他方法可以从我们的电子设备播放音频，包括外部扬声器（通常比内置选项提供更高的保真度和音量）。虽然遍历所有可能的场景会很详尽，但我想介绍两种常见的设置：消费级计算机扬声器设置和蓝牙扬声器设置。


信号流向：电脑音箱
在上图的简单电脑扬声器示例中，我们可以看到以下内容：

来自计算机的数字音频通过内置输出 DAC 转换为模拟音频。
模拟音频被发送到有源计算机扬声器组的中央扬声器（通常是低音炮）——“有源扬声器”具有一个多通道放大器，可以为多个无源扬声器提供信号。
信号被放大，由内部无源分频器分离，适当的频率由适当的扬声器驱动器再现。

这个很简单，但在这里值得一提。

有关无源、有源和有源扬声器之间差异的更多信息，请查看我的文章无源和有源扬声器之间的区别是什么？


信号流：蓝牙音箱
在上图看似简单的智能手机到蓝牙扬声器的示例中，我们可以看到以下内容：

智能手机和蓝牙扬声器通过蓝牙连接。
智能手机播放的音频根据蓝牙协议进行编码，并在 2.400 至 2.485 GHz 频段的短程射频载波上传输。
音频由蓝牙扬声器接收和解码，并通过内置 DAC 转换为模拟音频。
然后音频被放大以适当地驱动扬声器驱动器。
有关蓝牙扬声器的更多信息，请查看我的文章蓝牙扬声器如何工作以及如何连接它们。

播放设备：电唱机/转盘
电唱机和转盘旨在播放存储在黑胶唱片上的音频。在这种情况下，音频信息被压入唱片的凹槽中，唱头（由唱针、磁铁、线圈、悬臂和主体组成）有效地读取此信息并将其转换为电能（模拟音频信号） .



此音频处于“唱机电平”，需要专用唱机前置放大器才能将音频信号提升至线路电平。从那里，音频可以通过功率放大器进一步放大并通过扬声器再现为声音。

请注意，一些电唱机将所有这些单独的组件组合成一个单元。然而，大多数高端设备都是高度专业化的，因此将完整的信号链组合在一起通常需要多个单元（如上所述）。

为了分解完整的基本信号流，让我们考虑下图：


信号流：录音机播放
同样，唱机本身会旋转黑胶唱片，并将黑胶唱片凹槽内的信息有效地转换为音频信号。然后，此音频信号在被放大以通过扬声器（或耳机）播放之前由唱机前置放大器进行预放大。

请注意，如果扬声器处于活动状态或通电状态，则可以将功率放大器级内置到扬声器中。

播放设备：收音机
收音机有点不同，因为播放信号的声源将来自看似断开连接的设备。

基本上，无线电接收器（我们通常认为是收音机）将被调谐为在特定无线电频率下共振，并被设计为适当地解调无线电信号以检测该无线电频率携带的任何音频信号。

我们不会在这里深入了解无线电传输的细节，但我会声明它基于载波信号（射频）和调制器信号（在我们的例子中是音频）。有几种不同的调制方式，例如调幅 (AM)、调频 (FM) 甚至数字选项。

因此无线电发射器（在音乐的情况下通常是“无线电台”）将通过天线发射放大的无线电频率。这种调制后的无线电频率在空间中传播，天线调谐到该频率的无线电接收器可以接收信号，并且可以进行解调（注意无线电必须能够调谐到适当的无线电频率并解调无线电信号，尽管例如，AM 和 FM 以不同的带宽传输，因此这里没有太大问题）。



一旦接收器从无线电信号中解调出音频信号，它就可以将放大器发送到功率放大器，然后功率放大器可以驱动扬声器（或耳机放大器驱动耳机）进行播放。正如我们所料，在某些情况下，所有这些设备都组合成一个设备。

因此，为了分解无线电的完整基本信号流，让我们考虑下图：


信号流：无线电发射机/接收机播放
重申一下，无线电频率由音频信号调制、放大并从电台发射机发射。发射的无线电信号由适当调谐的接收器接收，音频信号（调制器）在解调过程中从载波信号中获取。

从那里，音频信号被放大（如果调制器是数字的，则在放大级之前需要一个 DAC）并发送以驱动系统的扬声器。请注意，耳机需要适当的耳机放大器才能正确驱动。

反馈问题
当系统（或系统的一部分）的输出反馈到其输入时，就会发生正反馈回路，并且信号电平迅速增加到使系统（或系统的一部分）过载的程度。

反馈通常听起来很可怕（尽管它可以用于某些音乐环境中的效果）并且有可能损坏没有我们的音频系统的组件和设备。因此，通常最好避免使用它。

因此，当我们修补我们的音频系统（物理或虚拟）时，注意不要引起反馈循环是至关重要的。如果可能，请避免在路由中将任何信号路径自身环回，并尽最大努力使混音器中的不同路径（例如）流向输出。



某些系统会针对反馈循环提供一定程度的保护，但最好完全避免它们。

例如，在以下来自 Logic Pro X 的屏幕截图中，您可以看到我在混音器中创建了一个简单的反馈循环。带有音频的 FB 轨道正在输出到立体声输出，但它也通过总线 2 发送到 FB Aux。由 FB 轨道馈送的 FB Aux 正在输出回通过总线 1 输入 FB 轨道。

然而，LPX 有一个安全措施，除非我启用输入监控（橙色“I”就在静音“M”和独奏“S”控件上方），否则反馈回路不会完成。您可以在左图中看到安全就位，在右图中看到全力反馈回路：


信号流：Logic Pro X 中的基本反馈回路（左图安全，右图不安全）
我们还需要注意系统内传感器之间的潜在反馈回路。任何时候我们拥有将声波转换为音频信号的换能器（麦克风、拾音器等）和将音频信号转换为声波的换能器（耳机、扬声器等）时，我们都需要小心。



以典型的现场音响安排为例。我们通常会有现场麦克风（用于人声和乐器增强）和现场扬声器（用于前场和舞台监听）。如果来自扬声器的太多声音能量被麦克风拾取，我们会得到一个正反馈回路，这会导致系统过载和麦克风反馈的令人讨厌的尖叫声。

吉他放大器也是如此，尤其是当有大量增益应用于电路时（例如失真）。来自箱体的声波强度足以振动吉他的琴弦（这在很大程度上要归功于共振）。这种共振振荡，如果任其发展，将向放大器和箱体发送更多信号，这将导致琴弦振动更多，从而导致反馈。

因此，总而言之，请小心控制音频系统中的反馈回路，并避免使任何信号路径过载。

有关反馈的更多信息，请查看我的文章12 Methods To Prevent & Eliminate Microphone/Audio Feedback。

相关问题
音频信号电平有哪些不同类型？不同类型的信号电平基于模拟电压和阻抗特性，包括麦克风、线路（专业和消费者）、乐器和扬声器电平。

麦克风电平通常在 1 到 100 mV RMS（-60 到 -20 dBV）之间
线路电平（专业）标称值为 1.228 V RMS (+4 dBu)
线路电平（消费者）标称值为 316 mV RMS (-10 dBV)
仪器电平变化很大，但可以定义为标称值 77.5 mV RMS (-20 dBu)
扬声器电平也变化很大，标称值通常在 10 V RMS (20 dBV) 和 100 V RMS (40 dBV)之间
声音和音频有什么区别？声音和音频之间的主要区别在于它们的能量形式。声音是通过介质传播的机械波能量（纵向声波），导致介质内的压力发生变化。音频由代表声音的电能（模拟或数字信号）构成。