MP3/MP4播放器工作原理詳細(xì)介紹

MP3播放器是在音樂(lè)格式發(fā)展過(guò)程中應(yīng)運(yùn)而生的最新播放器，它幫助用戶欣賞自己的音樂(lè)。唱片、八音軌磁帶、盒式錄音帶以及CD這些較早的音樂(lè)格式都不能提供MP3播放器可帶給音樂(lè)愛(ài)好者的便利性和可控性。只要有一個(gè)MP3在手里或口袋中，用戶就可以創(chuàng)建個(gè)性化的音樂(lè)列表，隨身攜帶數(shù)千首歌曲。

用戶存儲(chǔ)的所有音樂(lè)和MP3播放器本身會(huì)裝到一個(gè)撲克牌大小的設(shè)備中。攜帶這個(gè)設(shè)備與攜帶一個(gè)CD播放器和CD存儲(chǔ)包相比，最大的差別是尺寸小了許多。這些優(yōu)點(diǎn)促進(jìn)了MP3播放器的廣泛流行。這種流行還與用戶可選擇的播放器的多樣性有關(guān)。廠家為了吸引廣大用戶，推出了許多不同外形和尺寸的MP3播放器。您甚至?xí)l(fā)現(xiàn)有些播放器與其他設(shè)備和消費(fèi)產(chǎn)品集成在了一起。

在本文中，您會(huì)了解到有關(guān)MP3播放器的內(nèi)部技術(shù)以及目前推出的各種播放器的更多信息。您還會(huì)知道如何獲得音樂(lè)以及裝飾您的播放器。在上世紀(jì)90年代末，MP3文件格式引發(fā)了音樂(lè)發(fā)行行業(yè)的變革，文件交換服務(wù)和第一款便攜式MP3播放器也在此時(shí)粉墨登場(chǎng)。MP3（MPEG Audio Layer III）是一種壓縮音頻文件的方法。MPEG是Moving Picture Experts Group（運(yùn)動(dòng)圖像專家組）的縮寫，正是這個(gè)專家組開發(fā)了視頻數(shù)據(jù)的壓縮系統(tǒng)，其中包括 DVD影片、高清電視廣播和數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)。

使用MP3壓縮系統(tǒng)可減少歌曲的字節(jié)數(shù)，同時(shí)保留了與CD相近的聲音質(zhì)量。在任何時(shí)候壓縮歌曲，您都會(huì)使歌曲的某些音質(zhì)受到影響，這也是為了用較小的存儲(chǔ)系統(tǒng)攜帶更多音樂(lè)文件所付出的代價(jià)。文件大小減少之后，從互聯(lián)網(wǎng)下載歌曲也會(huì)更快。

假如一首普通的歌曲約4分鐘長(zhǎng)，在CD上，這樣的一首歌曲大約需要40MB的存儲(chǔ)空間，如果用MP3格式加以壓縮，它只需要4MB的存儲(chǔ)空間。平均起來(lái)，64MB的存儲(chǔ)空間可以存儲(chǔ)一小時(shí)的音樂(lè)。如果擁有一個(gè)存儲(chǔ)空間為1GB（約1000MB）的MP3播放器，用戶可以攜帶大約240首歌曲，這相當(dāng)于大約20張CD。傳統(tǒng)CD上存儲(chǔ)的歌曲已經(jīng)過(guò)解壓縮，因此存儲(chǔ)相同數(shù)量的歌曲需要更多的CD。 現(xiàn)在有些CD也支持MP3文件。

盡管MP3可能是最為大家所知的文件格式，不過(guò)除了MP3文件之外，MP3播放器上還可以播放其他不同的文件格式。雖然大多數(shù)MP3播放器可以支持多種格式，但是不是所有播放器都支持相同的格式。以下是可以在不同的播放器上播放的文件格式：

• WMA——Windows Media Audio（Windows媒體音頻）
• WAV——Waveform Audio（波形音頻）
• MIDI——Music Instrument Digital Interface（樂(lè)器數(shù)字接口）
• AAC——Advanced Audio Coding（高級(jí)音頻編碼）
• Ogg Vorbis——一種免費(fèi)、開放和非專利的音樂(lè)格式
• ADPCM——Adaptive Differential Pulse Code Modulation（自適應(yīng)差值脈沖編碼調(diào)制）
• ASF——Advanced Streaming Format（高級(jí)流格式）
• VQF——Vector Quantization Format（矢量量化格式）

有關(guān)MP3文件格式的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)MP3文件是什么。 在下一節(jié)，我們將介紹使您可以聽(tīng)音樂(lè)的播放器技術(shù)。

與以前需要移動(dòng)部件來(lái)讀取磁帶或CD上的編碼數(shù)據(jù)的音樂(lè)播放器形式不同，MP3播放器采用固態(tài)存儲(chǔ)器。MP3播放器只不過(guò)是一個(gè)嵌置有軟件應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，允許用戶將MP3文件傳遞到MP3播放器。MP3播放器還包含用來(lái)從CD或網(wǎng)站復(fù)制音樂(lè)的實(shí)用程序，并且能夠按您希望的播放順序組織和創(chuàng)建歌曲列表。這個(gè)歌曲列表稱為“播放列表”。

MP3播放器聚了許多技術(shù)。它的每個(gè)元件單獨(dú)看來(lái)并沒(méi)有什么創(chuàng)新性，但是結(jié)合在一起時(shí)就能夠創(chuàng)造出一個(gè)前所未有的消費(fèi)產(chǎn)品。除了儲(chǔ)存音樂(lè)之外，MP3播放器還必須播放音樂(lè)并且使用戶能聽(tīng)到播放的音樂(lè)。為此，播放器需要：

1. 從存儲(chǔ)器中提取歌曲
2. 解壓MP3編碼
3. 通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器運(yùn)行解壓后的數(shù)據(jù)
4. 放大模擬信號(hào)，以便用戶聽(tīng)到歌曲

內(nèi)部結(jié)構(gòu)
不同播放器的特定組件可能有所不同，以下是典型的MP3播放器的基本部件：

• 數(shù)據(jù)端口
• 存儲(chǔ)器
• 微處理器
• 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）
• 顯示屏
• 播放控件
• 音頻端口
• 放大器
• 電源

播放器插入電腦的USB端口、FireWire端口或并行端口來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。基于USB端口的播放器傳輸數(shù)據(jù)的速度是使用并行端口的播放器的許多倍。MP3文件保存在播放器的存儲(chǔ)器中。

存儲(chǔ)器類型包括：

• 內(nèi)置閃存
• CompactFlash卡
• SmartMedia卡
• 存儲(chǔ)棒
• 內(nèi)置微型驅(qū)動(dòng)器

除了最后一種存儲(chǔ)器外，其他都屬于固態(tài)存儲(chǔ)器。固態(tài)存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)是它沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件。無(wú)運(yùn)動(dòng)部件意味著播放器更強(qiáng)的可靠性并且音樂(lè)在播放中不會(huì)出現(xiàn)跳躍。包含微型硬盤的MP3播放器存儲(chǔ)容量比閃存設(shè)備多出10-150倍。

微處理器是播放器的大腦。它通過(guò)播放控件監(jiān)視用戶輸入，在LCD面板上顯示當(dāng)前歌曲的信息，并且向DSP芯片發(fā)送指令，告訴它該如何處理音頻。

DSP從存儲(chǔ)器中提取歌曲數(shù)據(jù)，應(yīng)用特殊效果或EQ，然后將其播放到放大器。DSP執(zhí)行一個(gè)解壓算法來(lái)解壓MP3文件，然后數(shù)模轉(zhuǎn)換器會(huì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音波。（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)模擬錄音和數(shù)字錄音工作原理）

放大器將信號(hào)強(qiáng)度放大，然后發(fā)送到可連接一對(duì)耳機(jī)的音頻端口。

所有便攜式MP3播放器都采用電池供電，多數(shù)情況下是使用一節(jié)或兩節(jié)AA電池，每次充電后可以使用大約10-12小時(shí)。許多播放器還會(huì)附帶一個(gè)交流適配器，可以用它接入普通的市電插座，有些播放器還提供在車上使用的直流適配器。