声音转瞬即逝,但人们总希望能让它再次响起。从早期的留声机,到如今随处可见的耳机与音箱,人们一直在探索如何重现声音。提到声音的重放,我们往往会想到唱片和留声机,那是一种对物理振动的直接复刻。那么再看看现在呢?只需要接好耳机或喇叭,按下播放键,我们就能听到想听的音乐。这看似简单的过程,背后却有着一整套电声重放系统。下面,我们就来一起看看,现代的声音重放架构究竟是什么样的。
为什么已经有留声机了,却还要发展一套电声重放系呢?实际上,机械式的留声机保存声音的频率范围是非常有限的,大概只有100~2500Hz。这意味着,各种乐器的质感和高频细节都难以得到有效的保存。并且使用电声技术之后,工程师可以对声音进行滤波和音量控制。此外,随着广播进入家庭,唱片行业的竞争压力与日俱增。第一代电声重放系统,把机械式留声机的唱针换成电磁拾音器,把得到的电信号给到放大器,并驱动扬声器发声。这样一来,声音重放进入电子体系,声音变成了一种更容易操控的信号。随后,电录音技术、调音台、现代录音棚都相继出现。
不过本文的主题仍然是电声重放架构,所以让我们来看看现代的电声重放架构是什么样的吧。
- 音源:从物理界读取音乐信息,并输出音频的模拟信号。比如,磁带、唱片或者无线广播,音源读取它们,将它们转化为低电平的音频信号。不过,这个信号是相对微弱的,未必达到合适的电压幅度,也无法提供驱动扬声器的电流和功率,只负责携带信息。
- 前级:接收来自音源的低电平音频信号,允许使用者对信号进行调理。通过前级,使用者可以选择不同的音源,并将低电平信号适当放大,还可以调节音量和EQ,让声音听起来更符合使用者的偏好。
- 后级:核心的职责是放大功率,利用前级产生的信号和电源输入,产生一个与输入信号相对应的大功率输出。
- 扬声器:整套架构中完成最终物理输出的模块,由后级输出的放大后的电信号驱动,并产生音乐。

进入数字音乐时代、流媒体时代,我们既可以通过手机随时听歌,也可以选择搭建Hi-Fi系统去获得更沉浸的体验。那么电声重放架构在这里以什么形式存在呢?
最大的变化发生在音源的部分。通过数字技术,我们不再需要磁带、唱片去保存音乐,而是可以将音乐保存在CD、硬盘、U盘,甚至是网络音乐服务商的机房里。所以在音源的环节,数字音乐会通过一个数模转换器,把数字信号转化为模拟信号,再输入到前级。
但是我们仍然有很多疑问,我们听音乐的时候就是直接把耳机插到耳机孔上了。这些复杂的架构在哪里呢?电脑的播放软件用来输出数字音频数据,与此同时电脑操作系统可以直接对数字信号进行音量等处理,经过音频芯片的数模转换,转换为模拟信号。到这一步,往往需要接入前级。但是这里已经完成了对声音的处理,同时也不需要切换不同类型的音源,所以前级直接就被省略了。负责功率放大的后级也往往会被集成到音频芯片中去,就可以直接输出耳机所需电信号了。
如果把上文说的扬声器接到电脑上,是得不到声音的,那种扬声器被我们称为“无源扬声器”。与之相对的,就是我们经常接到电脑上使用的“有源喇叭”,顾名思义就是需要插电源。有源音箱通常集成了简易前级、后级和扬声器单元。可以实现声音调节和信号放大。
数字音乐方便的同时效果更好,实际上我们不太会接触到磁带、唱片那些传统音源了。甚至随着互联网的发展,CD的存在感也持续降低了。数字信号处理的发展,也让声音的调节更加方便,我们可以在音乐软件中使用适合听不同风格音乐的不同EQ。对于日常电子设备的声音重放系统来说,前级就不那么重要了。毕竟,不需要切换音源,也很少需要专门设备来调整信号。
但实际上,电声重放系统可不是被完全简化了。根据使用需求的不同,架构的各种形式仍然广泛存在着。对于日常听歌、家庭影院、音乐制作等不同用途,我们会见到各式各样的设备。各种接口、规范五花八门,甚至如今使用如此广泛的蓝牙听歌,我们这里也没有篇幅来讲。就算是CD,甚至黑胶唱片,依然会有很多拥趸。有的人热爱收藏,也有人痴迷于黑胶唱片的“模拟味”。我们在了解电声重放架构的同时也能感受到,人们对于音乐的创造力,不仅仅在那美妙的乐音里,也在那声音信号的穿梭中。

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