音頻接口定義
音頻輸入輸出接口：可將計算機、錄像機等的音頻信號輸入進來，通過自帶揚聲器播放。還可以通過音頻輸出接口，連線功放、外接喇叭。
簡單來說，音頻接口是連線麥克風和其他聲源與計算機的設備，其在模擬和數位訊號之間起到了橋樑連線的作用。音頻接口通常與前置麥克風、線路輸入和其他一系列的輸入設備配合使用。
音頻接口你也許會這樣問你自己：“既然音頻接口多數情況下都和前置放大器配合使用的話，那我直接買個信道控制排或者前置放大器不就行了嗎？”解決這個問題的關鍵在於模擬和數字之間的轉換問題。傳統的前置放大器和信道控制排發出的是模擬信號，而供計算機使用的音頻信號卻為數位訊號。音頻接口便是這種將輸入的模擬信號轉換為數位訊號輸出，使其能夠為計算機所使用的設備。
如果您對錄製音頻的質量很在意的話，那么您很快便會對計算機自帶的有限的音頻功能而感到不滿。由於大多數消費級的音效卡並沒有配備高質量的模擬/數字轉換器，因此在將模擬信號轉換成為數位訊號後，其聲音效果便會減弱。如果僅僅是聽聽MP3或者玩遊戲而用，那么此種模擬/數字信號轉換器足矣。但是消費級的音效卡，往往缺乏良好的實現高動態餘量和音頻信號的精確性，不能夠符合專業錄音領域的需要。
消費級音效卡的另一個缺陷是，其大部分僅能同時處理兩個通道的音頻信號，因此，如果不做信號的再編排幾乎不可能收錄套鼓或者整支樂隊的聲音。除了模擬/數位訊號的轉換的品質較差之外，消費級音效卡容易發生過度的延遲、抖動，造成總體上音質較差。
關於數字音頻接口的基本知識
“數字音頻接口”是用來定義兩個數字音頻設備之間的數字接口協定的界標準格式，它分為家用的.專業的,電腦的三種格式：
①家用的標準：S/PDIF(索尼/飛利浦數字接口格式),EIAJ CP-340 IEC-958 同軸或光纜,屬不平衡式。其標準的輸出電平是0.5Vpp(傳送器負載75Ω),輸入和輸出阻抗為75Ω(0.7-3MHz頻寬)。常用的有光纖.RCA和BNC。我們常見的是RCA插頭作同軸輸出,但是用RCA作同軸輸出是個錯誤的做法,正確的做法是用BNC作同軸輸出,因為BNC頭的阻抗是75Ω,剛剛好適合S/PDIF的格式標準,但由於歷史的原因,在一般的家用機上用的是RCA作同軸輸出。
②專業的標準：AES/EBU(美國音頻工程協會/歐洲廣播聯盟數字格式),AES3-1992,平衡XLR電纜，屬平衡式結構。輸出電壓是2.7Vpp(傳送器負載110Ω),輸入和輸出阻抗為110Ω(0.1-6MHz頻寬)。
③電腦的標準:AT﹠T(美國電話電報公司)。
關於各種接口的優點與缺點
從單純的技術的角度來說,光纖電纜是導體傳輸速度最快的,是一個極好的數據傳輸的接線,但是由於它需要光纖發射口和接收口,問題就是出在這裡,光纖發射口和接收口的光電轉換需要用光電二極體,由於光纖和光電二極體不可能有緊密的接觸,從而產生數字抖動(JITTER)類的失真而這個失真是疊加的,因它有兩個口(發射口和接收口)。再加上在光電轉換過程中的失真，使它是幾種數字電纜中最差的。從下圖1可看出。但奇怪的是日本的機十分喜歡用光纖電纜，可能生產成本比同軸便宜。
音頻接口
音頻接口（圖2） （圖1）
同軸電纜是歐洲機喜歡用的，你可從Philips的機種上可以看出，凡是有數字輸出的都有同軸輸出。從上圖可以看出同軸傳輸比光纖的數字抖動少一個數量級，但從我的實際上的經驗發現其數字接口的重要性並不亞於光纖發射口和接收口。同軸輸入和輸出的傳輸方法有幾種：（1）用74HCU04作緩衝.放大和整形在輸入和輸出一樣。 （2）用74HCU04作緩衝.放大和整形在輸入和輸出一樣，但在輸入和輸出端加上脈衝變壓器，防止數字音源通過共模噪聲抑的禁止線輸入機內，輸入和輸出配接脈衝變壓器，內外的“地”完全隔離。如圖2所示。（3）採用電腦系統用的Rss422系統作輸入和輸出。大部分的解碼器的數字音頻接口如Meridian 203等等的同軸數碼輸入端是用一枚74HCU04作緩衝.放大和整形。但是monarchy Audio的Model 20的解碼器輸入端採用正規化的電腦資信傳輸專用的Rss422系統，在用HCU04作緩衝.放大和整形後輸出端發現在輸出時的“蛇形扭曲”沒有發生變化，而採用Rss422系統的Monarchy Audio的Model 20的解碼器放大後的“蛇形扭曲”大大減少，從上的實驗證明了Rss422系統作接收比74HCU04作接收好得多。見圖3（圖3
）
左圖的XLR輸出是專業的標準：AES/EBU輸出。下圖是同軸輸出。
音頻接口
音頻接口RSS422傳送.接收系統的積體電路是用UA9637 UA9638 MAX1487……等等。大家可從各種資料可查到它的參數。
AES/EBU輸入和輸出是用平衡插座來進行連線的，太家都知道平衡傳輸的好處，由於採用了平衡傳輸使數位訊號的干擾降低了許多，使信號更加純淨，從而聽感比同軸傳輸好。好的表現在動態凌厲和背景更靜。但發燒友自裝AES/EBU輸入和輸出時,它的信號線比較難找,因它的信號線要求的阻抗是110Ω而且是平衡線,不象同軸線隨便找一條75Ω的電視電纜就可。
接口格式
音頻工作站最重要的是還設有AES/EBU以及SPDIF等數字接口，用來進行數字音頻信號的輸入和輸出。另外，一些高檔產品還為使用者提供了YAMAHA.PD等其它更多格式的專用接口，這些都是採用ASIC技術開發的；更有甚者，有的廠商甚至在一塊晶片上集成了8種協定格式的接口。另外，數字音頻工作站通常還設有MIDI接口、SMPTE時間碼接口等。在系統同步方面，幾乎所有的產品都有SMPTE時間碼發生以及讀出電路。最安全的還有VITC、LTC、YV幀等多種時碼鏈鎖，這些都是相當成熟的技術。
下面，我們就簡單討論一下這些接口格式。
一 接口分類
計算機與音響設備的接口類型多種多樣，但究根尋源，按照其所傳輸信號的種類劃分，無外乎兩大類：音頻信號接口與同步信號接口。
1. 音頻信號接口
(1) 按傳輸信號的類型可分為模擬接口與數字接口。
(a) 模擬接口
模擬接口在音頻領域中占有很大的比重。常見的模擬輸入、輸出接口如：大/小三芯插頭、RCA唱機型(蓮花型)插頭、XLR卡儂式插頭等，因為這類接口我們平常用得比較多，也較為熟悉，在此就不再多說。
(b) 數字接口
專業的數字音頻系統和某些民用系統均有符合某種標準協定的數字接口，利用它可以將多個通道的數字音頻數據在兩個設備間傳送，而不會產生音質的損失。只要誤碼能夠被完全糾正，那么不論進行多少代數字複製，都不會影響最後一代的聲音質量，從而就可以進行真正的數字域無損複製。
(2) 按接線方法可分為平衡類接口與不平衡類接口。
(a) 平衡類接口
專業音響和廣播設備中大部分都具有平衡的輸入/輸出電路接口。輸入和輸出端一般為XLR卡儂式插座，插座上有三個端子：+、－、地。其+(－)的意義是指輸出信號與輸入端的+信號同相(或反相)。平衡式接法的輸入/輸出設備抗噪聲能力較強，因為串進電纜或設備內的噪聲一般同時出現在正負輸入端，對地電壓大小相等而相位相同，也就是我們通常所說的共模噪聲。但是接在後面的平衡輸入電路僅傳輸正負兩端信號的差，能夠抑制共模噪聲。
(b) 不平衡類接口
該接口常用於民用的音頻設備，其輸入/輸出端對機架為熱端，接頭一般為RCA唱機型接頭。不平衡接法的抗噪聲能力較弱，此連線方式一般用於1m左右的短線連線且噪聲較小的環境，或低阻高輸出信號的連線，如功放與揚聲器之間。
2. 同步信號接口
與模擬音頻信號不同，數字音頻信號有嚴格的時間結構。因為一個採樣信號要同其它採樣進一步構成有一定時間長度的幀和塊。如果數字音頻設備打算彼此間進行通信，或者數位訊號要以某種方式進行組合，那么它們就需與共用的參考信號取得同步，以使設備的採樣頻率完全一致，並且不會產生彼此間採樣頻率的漂移。因此，為專業套用設計的數字音頻工作站常常提供多種同步輸入接口。在同步的起始點，記錄和重放要鎖定到SMPTE/EBU或MIDI時間碼(MTC)源上，或者鎖定到外部的採樣率時鐘、視頻同步或數字音頻同步標準上。在內同步方式中，系統鎖定在其自身的晶體振盪器上，如果它符合AES的套用場合(AES-1984)，那么在專業的設備中應該有±10ppm的精確度(民用設備的精確度要比此低得多)。在外同步方式中，系統鎖定到它的某一個同步輸入上。典型的同步輸入是字時鐘(WCLK)，它通常是採樣的方波TTL的電平信號(0~5V)，一般採用BNC型接口端子，並且在設備上普遍使用Sony接口(SDIF)。在所有情況中，某一個機器或源必須被確認為"主機"(master)，由它作為整個系統的同步參考，而其它機器為"從機"(slave)。
數字接口類型
在數字音頻設備之間傳輸信號的方法有兩大類。
(1) 用電纜傳輸電信號；
(2) 用光纜將"0"、"1"信號以光的滅、亮形式來傳輸。
無論哪種形式的數字傳輸，其信號格式均如圖1所示。
現有的電纜傳輸數字接口的種類很多，詳見表1。這些數字接口都能傳送至少16b解析度的數位訊號，並且能夠工作於44.1kHz和48kHz的標準採樣頻率之下；如果必要的話，還能工作在32kHz，並帶有一定的容限範圍，以便進行變速操作。大多數標準只是針對某個或雙通道的，但其中也有多通道的接口，這就是所謂的多通道數字接口(Multichannel Audio Interface, MADI)。
1. AES/EBU接口(AES3-1992)
對於AES/EBU接口，在AES3-1992、IEC958(類型1)、CCIR Rec647和EBU Tech3250E中所述基本上是一致的，它可以通過一個平衡接口來串列傳送兩通道的數字聲頻信號(A和B)。它採用平衡的驅動器和接收器，與用於RS422數字傳輸的標準類似，其輸出電平為2~7V，如圖2所示。這種接口允許的兩通道聲頻信號轉送的距離可以達到100m，更長的距離則需要採用相應的線纜、均衡和連線埠。一般使用標準的XLR-3接口，並標有DI(數字輸入)和DO(數字輸出)。
每個音頻採樣包含在"子幀"中(如圖3所示)，而每個子幀以三種同步型中的一種來開始。這樣，便標誌出採樣是A通道還是B通道的，亦標誌出新通道狀態塊的開始(如圖4所示)。另外的附加數據也包含在子幀中，它是一個4b的輔助數據，此外在每個子幀中還有一個有效比特(V)、一個用戶比特(U)、一個通道狀態比特(C)和一個奇偶校驗比特(P)，它們共同組成了一個32b的子幀和一個64b的幀。一幀(包含了兩個聲音採樣)的數據在一個音頻採樣周期內被傳送出去，所以數據率是隨採樣率變化的。C在接收器上被組合在一起，每192b構成一個24B字，這個字中的每個比特均與接口工作的特定功能相關聯。
雙相位標誌通道編碼與通道編碼相同，用於SMPTE/EBU時間碼的編碼。這種編碼方式為了保證數據能夠自鎖定，頻寬有限、無直流成分和無極性相關性。如圖5示，接口必須能夠適應各種線材和所推薦的標稱110W的特性阻抗。最初(AES3-1985)有多達4台具有標稱輸入阻抗為250W的接收器，能夠通過一根專業接口電纜連線起來，但最近對推薦標準進行了修訂，對於每個傳送器只有一個單獨接收器的用法，其接收器的標準輸入阻抗為100W。
2. 標準型民用接口(IEC958，類型2)
民用型接口(其歷史與SPDIF-Sony/Philips數字接口有關)與專業的AES/EBU接口非常相似，它採用特性阻抗為75W的同軸電纜來進行不平衡的電氣連線，如圖6所示。這種接口常用於準專業級或民用級數字音頻設備的技術規格中，比如CD放音機和DAT機。通常其連線埠採用的是RCA型唱機接口。實用中通常使用格式轉換器來將民用格式的信號轉換為專業格式的信號，或反過來進行，並且可以在電氣和光格式間進行轉換。
民用接口的子幀數據格式與專業接口所用的完全一樣，但是通道狀態的實現卻幾乎完全不同。民用接口通道狀態的第二個位元組已經留給了"種類碼"的指示，它們是被設定成表示民用套用的種類的。目前，所定義的種類碼有：一般種類(00000000)、CD類(10000000)和DAT類(11000000)。一旦種類碼確定下來，接收器便可以根據種類碼的情況以不同方式對通道狀態的某些比特進行解碼處理。例如，在使用CD時，來自CD的"Q"通道子碼的4個控制比特被輸入到通道狀態塊的頭4個控制比特中。在民用接口設備中，它按照串列複製管理系統(Serial Copy Management System, SCMS)的規定也被用來進行複製保護。
民用接口的用戶比特常常被用來傳送由記錄的子碼產生的信息，比如軌號和提示點數據。
3. 專用接口
最常見的是Sony和Philips的SPDIF-2，它用每根電纜來傳送最高為20b解析度的一個通道的數字音頻信息(儘管大多數的設備僅採用16b)。在大多數雙通道設備中，接口是不平衡式的，並採用75W同軸電纜75W BNC型接口端子，每個通道一個。電平為TTL兼容電平(0~5V)。與音頻通道接口端子相匹配的還有一個用來傳送字時鐘信號的接口端子--字時鐘是採樣頻率的方波信號，它用來同步接收器的採樣時鐘。也有符合RS422標準的多通道電氣接口，這種接口採用D型多通路端子，仍要單獨用一個BNC接口端子來傳送字時鐘。
SPDIF-2接口主要用於由Sony專業數字音頻設備向外傳送音頻數據，尤其是在PCM-1610和1630 CD母板PCM轉換器上。有時這種接口也出現在與Sony設備連線的其它專業音頻設備上。
如今，其它廠家的專用接口也已大量出現--尤其是在那些低成本的數字音頻設備上，這其中有YAMAHA和TASCAM。現在可以使用已經商業化的接口轉換器將這種設備與使用標準接口的其它設備簡單互連起來。
4. 標準多通道接口(AES10-1991)
它是以雙通道AES/EBU接口為基礎而制定的。其設計對AES/EBU數據是透明的，並且已經套用到大規模數字跳線系統和多通道數字設備互連中。MADI採用更高的數據率來傳送更大的信息量，它可以通過一條75W的同軸電纜或光纖來串列傳送56個通道的音頻數據，每個通道的一個採樣都能夠在一個音頻採樣周期內傳送出去。
不管採樣率或通道數目如何，MADI傳送數據率固定為125Mb/s，但由於採用了4/5b編碼方案，所以實際的傳送率為100Mb/s。在這種通道編碼方式中，每32b子幀被劃分為4b字，然後按照查對表來編碼成5b字，這樣做的目的是維持碼字中的低直流成分。同步符號(1100010001)每幀至少插入一次，假如沒有採用連線的全頻寬，那么多餘的同步信號被插入後便要占去匯流排的容量，典型的MADI配置如圖所示。
MADI數據通信格式與雙通道不同，由透明異步傳送器/接收器接口(Transparent Asynchronous Xmitter/Receiver Interface，TAXI)晶片來承擔異步的連線，它可以自動識別插入的同步信號，並且傳送器和接收器將被鎖定到共同的同步時鐘上(以AES/EBU參考信號的形式)。它採用BNC 75W接口端子，並且最長的同軸電纜長度不超過50m(用光纜互連，可以傳送更遠的距離)。調製方法為NRZI(NRZI用高、低電平的瞬態變化來代表2進制的"1"，而無瞬態變化則代表"0")。由於接口的異步性，要在連線的兩端使用緩衝器，以便數據能夠由時鐘來重新調整，並以正確的數據率由緩衝器輸出；在接收端，數據在同步信號的控制下鎖定。
以上是對計算機與音響設備接口的一些簡單論述。當然，接口還有很多種類，如光信號接口等。我們這裡只是針對日常工作中常見的接口形式簡單討論。隨著數位技術的日益普及，數字接口技術也將更加完善，更加規範。
