1.前言
　　
　　不同的音頻應(yīng)用領(lǐng)域，往往會(huì)有不同的接口，隨著技術(shù)的進(jìn)步，接口的種類(lèi)也在不斷的發(fā)展、增多。限于篇幅與個(gè)人水平，本文不可能囊括所有的接口。在此，僅對(duì)常用的接口做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，普及基本的接口知識(shí)，以做拋磚引玉之用。
　　
　　首先，明確兩個(gè)概念的涵義及關(guān)系：接口（interface）和連接器（或叫做接頭，connecctor）。不同的音頻標(biāo)準(zhǔn)都需要定義各自的的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)，硬件接口定義了電子設(shè)備之間連接的物理特性，包括傳輸?shù)男盘?hào)頻率、強(qiáng)度，以及相應(yīng)連線的類(lèi)型、數(shù)量，還包括插頭、插座的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)而言之，連接器是接口在物理上的實(shí)現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)電路互連的裝置。
　　
　　人們習(xí)慣于將接頭分成兩類(lèi)：“公頭”（或“陽(yáng)頭”）和“母頭”（或“陰頭”），一言以蔽之，即插頭（英文：Maleconnector、plug）和插座（英文：Femaleconnector、socket）。在實(shí)際應(yīng)用中，由于習(xí)慣，人們經(jīng)常將接口（interface）和接頭（connector）二者不加區(qū)分的通用，因此，本文在文字上也不做嚴(yán)格的區(qū)分，相信讀者可根據(jù)上下文的內(nèi)容心領(lǐng)神會(huì)。
　　
　　接下來(lái)，按照技術(shù)發(fā)展的歷史，首先來(lái)介紹模擬音頻接口。
　　
　　2.模擬音頻接口
　　
　　2.1TRS接頭
　　
　　TRS接頭是一種常見(jiàn)的音頻接頭。TRS的含義是Tip（signal）、Ring（signal）、Sleeve（ground）。分別代表了該接頭的3個(gè)接觸點(diǎn)。TRS插頭為圓柱體形狀，觸點(diǎn)之間，用絕緣的材料隔開(kāi)。為了適應(yīng)不同的設(shè)備需求，TRS有三種尺寸（符號(hào)&表示英寸）：1/4&(6.3mm)，1/8&(3.5mm)，3/32&(2.5mm),如下圖。
　　
　　2.5mm接頭在手機(jī)類(lèi)便攜輕薄型產(chǎn)品上比較常見(jiàn)，因?yàn)榻涌诳梢宰龅暮苄。?.5mm接頭在PC類(lèi)產(chǎn)品以及家用設(shè)備上比較常見(jiàn)，也是我們zui常見(jiàn)到的接口類(lèi)型；6.3mm接頭是為了提高接觸面以及耐用度設(shè)計(jì)的模擬接頭，常見(jiàn)于監(jiān)聽(tīng)等專(zhuān)業(yè)音頻設(shè)備上。
　　
　　接下來(lái),為大家分別介紹3.5mm和6.3mm兩種規(guī)格的TRS接頭。
　　
　　2.1.1
　　
　　1/8(3.5mm)TRS接頭（俗稱(chēng)：小三芯）
　　
　　3.5mmTRS接頭又叫做小三芯或者立體聲接頭，這是我們目前看到的zui主要的聲卡接口，除此之外，包括絕大部分MP3播放器，MP4播放器和部分音樂(lè)手機(jī)的耳機(jī)輸出輸出接口也使用這種接頭。
　　
　　3.5mm接頭提供了立體聲（即雙聲道：左聲道和右聲道）的輸入輸出功能，因此,一般來(lái)說(shuō)支持5.1的聲卡（6聲道）或音箱來(lái)說(shuō)，就需要3個(gè)3.5mm立體聲接頭來(lái)連接模擬音箱（3×2聲道=6聲道）；7.1聲卡或音箱就需要4個(gè)3.5mm立體聲接頭（4×2聲道=8聲道），以此類(lèi)推。
　　
　　如前所述，這種接口有三個(gè)導(dǎo)體接觸點(diǎn)。下圖是小三芯插座的機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸，與插頭相對(duì)應(yīng)，插座也有三個(gè)觸點(diǎn)，彼此之間用絕緣材料隔開(kāi)。
　　
　　根據(jù)實(shí)際使用需要，我們還能看到有4芯甚至5芯的這種接頭。筆者接觸的4芯3.5mm接頭是在松下的磁帶隨身聽(tīng)上看到的，多出來(lái)的一根線是傳送線控信號(hào)用的，再比如手機(jī)上常見(jiàn)的4芯2.5mmTRRS接頭，多出來(lái)的那個(gè)芯是用來(lái)與頭戴式耳機(jī)的麥克風(fēng)相連，用來(lái)傳送由語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)。另外，芯數(shù)也能減少，譬如卡拉ok話筒與功放相連的插頭，即為卡儂頭（卡儂頭將在后文介紹）轉(zhuǎn)2芯6.3mmTS接頭，可以用來(lái)傳送非平衡的單聲道音頻信號(hào)。
　　
　　2.1.2
　　
　　1/4"(6.3mm)TRS接頭（俗稱(chēng)：大三芯）
　　
　　關(guān)于大三芯插頭的定義，如下圖：
　　
　　它是一種常見(jiàn)的音頻設(shè)備連接插頭，一般用于平衡信號(hào)的傳輸或者非平衡立體聲信號(hào)的傳輸，用作平衡信號(hào)的傳輸時(shí)候，功能與卡儂頭一樣。（注：將在后文對(duì)平衡信號(hào)和非平衡信號(hào)進(jìn)行介紹）。
　　
　　1/4"TRS平衡接頭能提供平衡輸入/輸出。除了具有耐磨損的優(yōu)點(diǎn)外，還具有平衡接頭*的高信噪比，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)真正的1/4"TRS平衡接頭來(lái)說(shuō)，其成本將是非平衡的2倍多。因此采用1/4"TRS平衡接頭的設(shè)備一般是設(shè)備，只有在2000元以上的專(zhuān)業(yè)卡上才可以看到。
　　
　　2.2RCA模擬音頻接頭
　　
　　RCA接頭就是常說(shuō)的蓮花頭，利用RCA線纜傳輸模擬信號(hào)是目前zui普遍的音頻連接方式。名稱(chēng)“RCA”是以發(fā)明這種接頭的公司來(lái)命名的，即美國(guó)無(wú)線電公司，英文：RadioCorporationofAmerica,這個(gè)公司在20世紀(jì)40年代將這種接頭引入市場(chǎng)，用它來(lái)連接留聲機(jī)和揚(yáng)聲器。
　　
　　下圖即為RCA插頭轉(zhuǎn)3.5mmTRS插頭。
　　
　　每一根RCA線纜負(fù)責(zé)傳輸一個(gè)聲道的音頻信號(hào)，所以立體聲信號(hào)，需要使用一對(duì)線纜。對(duì)于多聲道系統(tǒng)，就要根據(jù)實(shí)際的聲道數(shù)量配以相同數(shù)量的線纜。立體聲RCA音頻接頭，一般將右聲道用紅色標(biāo)注，左聲道則用藍(lán)色或者白色標(biāo)注。
　　
　　一些雙聲道聲卡上我們常可以見(jiàn)到RCA接頭，上圖是一塊聲卡產(chǎn)品，采用了RCA模擬輸出。與3.5mm接頭一樣，這樣的接頭同樣能夠傳輸數(shù)字信號(hào)，我會(huì)在后文對(duì)其進(jìn)行介紹。
　　
　　2.3XLR接頭
　　
　　XLR接頭,又被稱(chēng)做卡儂頭，之所以被稱(chēng)做卡儂頭（英文：cannonplugorcannonconnector）是因?yàn)镴amesH.Cannon（CannonElectric的創(chuàng)立者，現(xiàn)在該公司已經(jīng)被并入ITTCorporation）是卡儂頭zui初的生產(chǎn)制造商。zui早的產(chǎn)品是"CannonX"系列,后來(lái)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)，增加了一個(gè)插銷(xiāo)（插銷(xiāo)的英文：Latch，其實(shí)是一個(gè)鎖定裝置），產(chǎn)品系列更名為："CannonXL"，然后又圍繞著接頭的金屬觸點(diǎn)，增加了橡膠封口膠（Rubbercompound），zui后人們就把這三個(gè)單詞的頭一個(gè)字母拼在一起，稱(chēng)作"XLRConnector",即XLR接頭。這里需要提醒的是，XLR接頭可以是3腳的，也可以是2腳、4腳、5腳、6腳。當(dāng)然，我們使用zui普遍的接頭，如上圖所示，是3腳的卡儂頭，即：XLR3。
　　
　　由于采用了鎖定裝置，XLR連接相當(dāng)牢靠。XLR接頭通常在麥克風(fēng)、電吉他等設(shè)備上能看到。下圖是卡儂頭在平衡式連接時(shí)，各個(gè)針腳的定義。
　　
　　下圖是R&S®UPV音頻分析儀的模擬音頻接頭XLR3。左邊是輸出接頭，右邊是輸入接頭。
　　
　　需要提醒大家的是，卡儂頭不僅可以做模擬音頻信號(hào)的接頭，也可以做數(shù)字音頻信號(hào)的接頭。
　　
　　3.平衡信號(hào)和非平衡信號(hào)
　　
　　音頻接頭是音頻信號(hào)的載體，所傳輸?shù)男盘?hào)種類(lèi)不同，接頭也有所不同。在音頻設(shè)備間傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，可大致分成兩類(lèi)，平衡信號(hào)和非平衡信號(hào)。聲波轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后，如果直接傳送就是非平衡信號(hào)，如果把原始信號(hào)反相（相位差為180度），然后同時(shí)傳送反相的信號(hào)和原始信號(hào)，就叫做平衡信號(hào)。與之相對(duì)應(yīng)的是音頻信號(hào)的平衡傳輸與非平衡傳輸。平衡傳輸是一種應(yīng)用廣泛的音頻信號(hào)傳輸方式。它是利用相位抵消的原理將音頻信號(hào)傳輸過(guò)程中所受的其他干擾降至zui低，即：平衡信號(hào)送入差動(dòng)放大器，原信號(hào)和反相位信號(hào)相減，得到加強(qiáng)的原始信號(hào)，由于在傳送中，兩條線路受到的干擾幾乎一樣，在相減的過(guò)程中，減掉了干擾信號(hào)，因此抗干擾能力更強(qiáng)。所以，平衡傳輸一般出現(xiàn)在專(zhuān)業(yè)音頻設(shè)備上，以及傳輸距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合。這種在平衡式信號(hào)線中抑制兩極導(dǎo)線中所共同有的噪聲的現(xiàn)象便稱(chēng)為共模抑制。
　　
　　實(shí)現(xiàn)平衡傳輸，需要并列的三根導(dǎo)線來(lái)實(shí)現(xiàn)，即接地線、熱端線、冷端線。因此，平衡輸入、輸出接頭，必須具有三個(gè)腳位，如卡儂頭，大三芯接頭。非平衡傳輸只有兩個(gè)端子，即：信號(hào)端與接地端。對(duì)于這種單相信號(hào)，為防止共模干擾使用同軸電纜，外皮是地，中間的芯是信號(hào)線。常見(jiàn)的接頭，如BNC接頭，RCA接頭等。這種傳輸方式，通常在要求不高和近距離信號(hào)傳輸?shù)膱?chǎng)合使用，如家庭音響系統(tǒng)。這樣連接也常用于電子樂(lè)器、電吉他等設(shè)備。這里有一點(diǎn)要提醒讀者注意：平衡信號(hào)需要用平衡接頭來(lái)傳輸，那么反過(guò)來(lái)，看到平衡接頭，如大三芯TRS接頭或者XLR3接頭，電路中傳輸?shù)囊欢ㄊ瞧胶庑盘?hào)嗎？答案是否定的。比如，當(dāng)大三芯TRS接頭用來(lái)傳輸立體聲信號(hào)的時(shí)候，Tip腳傳輸左聲道信號(hào)，Ring腳傳輸右聲道信號(hào)，Sleeve腳接地，那么它此時(shí)傳輸?shù)氖莾陕凡煌男盘?hào)，即不是平衡信號(hào)。而平衡信號(hào)本質(zhì)上是一路信號(hào)，只不過(guò)將其反相后，兩路同時(shí)傳輸而已。鑒于此，讀者在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)結(jié)合實(shí)際電路，細(xì)心分辨。
　　
　　4.數(shù)字音頻接口
　　
　　上圖是R&S®UPV音頻分析儀前面板的數(shù)字音頻接頭，上面三個(gè)是輸出接頭，下面三個(gè)是輸入接頭。分別是BNC同軸數(shù)字接頭，OPTICAL光學(xué)接頭和XLR3卡儂頭接頭。下文會(huì)分予以介紹。
　　
　　4.1S/PDIF
　　
　　S/PDIF（Sony/PhilipsDigitalInterface，索尼和飛利浦?jǐn)?shù)字接口）是由SONY公司與PHILIPS公司聯(lián)合制定的一種數(shù)字音頻輸出接口。該接口廣泛應(yīng)用在CD播放機(jī)、聲卡及家用電器等設(shè)備上，能改善CD的音質(zhì)，給我們更純正的聽(tīng)覺(jué)效果。該接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，所以不會(huì)像模擬信號(hào)那樣受到干擾而降低音頻質(zhì)量。需要注意的是，S/PDIF接口是一種標(biāo)準(zhǔn)，同軸數(shù)字接頭和光纖接口都屬于S/PDIF接口的范疇，下文將對(duì)兩種接頭分別進(jìn)行介紹。
　　
　　4.1.1數(shù)字同軸接頭
　　
　　同軸音頻接頭（Coaxial），標(biāo)準(zhǔn)為SPDIF（Sony/PhilipsDigitalInterFace），是由索尼公司與飛利浦公司聯(lián)合制定的，在視聽(tīng)器材的背板上有Coaxial作標(biāo)識(shí)（如下圖所示），主要是提供數(shù)字音頻信號(hào)的傳輸。它的接頭分為RCA和BNC兩種。同軸線纜有兩個(gè)同心導(dǎo)體，導(dǎo)體和屏蔽層共用同一軸心。同軸線纜是由絕緣材料隔離的銅線導(dǎo)體，阻抗為75歐姆，在里層絕緣材料的外部是另一層環(huán)形導(dǎo)體及其絕緣體，整個(gè)電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護(hù)套包住。其優(yōu)點(diǎn)是阻抗恒定，傳輸頻帶較寬，的同軸電纜頻寬可達(dá)幾百兆赫。同軸數(shù)字傳輸線標(biāo)準(zhǔn)接頭采用BNC頭，其阻抗是75C，與75C的同軸電纜配合，可保證阻抗恒定，確保信號(hào)傳輸正確。傳輸帶寬高，保證了音頻的質(zhì)量。雖然同軸數(shù)字線纜的標(biāo)準(zhǔn)接頭為BNC接頭，但市面上的同軸數(shù)字線材多采用RCA接頭。
　　
　　4.1.2光纖接頭TOSLINK
　　
　　上圖便是光纖接頭。TOSLINK全名ToshibaLink。這是日本東芝（TOSHIBA）公司較早開(kāi)發(fā)并制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它是以Toshiba+link命名的,在器材的背板上OPTICAL作標(biāo)識(shí)?，F(xiàn)在幾乎所有的數(shù)字影音設(shè)備都具備這種格式的接頭。TOSLINK光纖曾大量應(yīng)用在普通的中低檔CD播放器、MD播放器、DVD機(jī)及組合音響上。
　　
　　光纖（Optical）以光脈沖的形式來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)，支持PCM數(shù)字音頻信號(hào)、Dolby以及DTS音頻信號(hào)。制造光纖常用的材料有塑料、石英、玻璃等，以玻璃或有機(jī)玻璃為主。
　　
　　光纖同樣采用S/PDIF接口輸出，TOSLINK使用光纖傳送SPDIF數(shù)字音頻信號(hào)，分兩種類(lèi)型，一般家用的設(shè)備都是用標(biāo)準(zhǔn)的接頭，而便攜式的器材如CD隨身聽(tīng)等，則是用與耳機(jī)接頭差不多大小的迷你光纖接頭mini-Toslink。光纖連接可以實(shí)現(xiàn)電氣隔離，阻止數(shù)字噪音通過(guò)地線傳輸，有利于提高DAC的信噪比。但是，時(shí)基誤差是影響音質(zhì)的重要因素，所以衡量數(shù)字音響設(shè)備傳輸接口性能的好壞，應(yīng)以引起時(shí)基誤差的大小為標(biāo)準(zhǔn)。由于光纖連接的信號(hào)要經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器的兩次轉(zhuǎn)換，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響音質(zhì)的時(shí)基抖動(dòng)誤差（Jitter），因此這類(lèi)光纖接口音質(zhì)雖然較為透明，但數(shù)碼味較濃，缺乏生氣，顯得缺乏韻味。
　　
　　在市面較為常見(jiàn)的光纖發(fā)送器和接收器中日本品牌居多，常見(jiàn)的有TOSHIBA、SONY和SHARP等、它們相互間電氣性能是一致的，可以通過(guò)光纖線互相連接。如果你的CD播放器或DVD機(jī)提供SPDIF的同軸數(shù)字輸出，而你的MD只有光纖輸入，那你就需要一個(gè)數(shù)碼接頭轉(zhuǎn)換器DFT（DigitalFormatTranslator，這是由CoreSound公司開(kāi)發(fā)的，另外Audio-Technica也有出類(lèi)似的產(chǎn)品），通過(guò)這種轉(zhuǎn)換器，你可將同軸SPDIF輸出轉(zhuǎn)成光纖（TOSLINK）。
　　
　　4.1.3平衡數(shù)字接頭
　　
　　上圖是常見(jiàn)的兩類(lèi)平衡接頭TRS接頭和XLR3接頭，也可以用于數(shù)字傳輸，這和RCA接頭類(lèi)似。不過(guò)這樣的用法也只有在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域比較常見(jiàn)，普通家用或PC聲卡上比較少見(jiàn)。
　　
　　4.2I2S接口
　　
　　上圖是R&S®UPV音頻分析儀后面板的I2S接口，為25針D-sub接頭。I2S（Inter-ICSoundBus）是飛利浦公司為數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。在飛利浦公司的I2S標(biāo)準(zhǔn)中，既規(guī)定了硬件接口規(guī)范，也規(guī)定了數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式。該總線專(zhuān)責(zé)于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)。它采用了沿獨(dú)立的導(dǎo)線傳輸時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)計(jì)，通過(guò)將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)分離，避免了因時(shí)差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)抵抗音頻抖動(dòng)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備的費(fèi)用。具體細(xì)節(jié)，讀者可自行查閱相關(guān)資料。
　　
　　4.3通用串行接口（Universalserialinterface）
　　
　　然目前大量的數(shù)字音頻應(yīng)用使用雙通道的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但是發(fā)展的趨勢(shì)卻是：數(shù)字音頻的格式朝著多通道（通道數(shù)大于二）的方向發(fā)展，與此同時(shí)，許多新的數(shù)據(jù)格式正在不斷涌現(xiàn)出來(lái)。為了適應(yīng)這樣的應(yīng)用，R&S公司的通用串行接口選件（R&S®UPV-B42option）應(yīng)運(yùn)而生。R&S®UPV音頻分析儀的后面板有兩個(gè)擴(kuò)展插槽，它可以被安裝在其中任意一個(gè)插槽之中。R&S公司開(kāi)發(fā)的通用串行接口選件(R&S®UPV-B42option)，是一個(gè)通用的數(shù)字音頻接口。利用這個(gè)接口，可以連接任意的常見(jiàn)音頻芯片或電路。如下圖所示。
　　
　　接口所定義的接頭為26針，接口有四個(gè)信號(hào)線，在時(shí)分多路傳輸模式下，這四個(gè)信號(hào)線zui多容納256個(gè)音頻數(shù)據(jù)包/每幀。它支持的音頻比特深度（audiobitdepht）zui多可以達(dá)到32bit，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的采樣率從1kHz到400kHz。另外，支持所有常見(jiàn)的邏輯電平。接口詳情請(qǐng)查閱R&S公司的相關(guān)資料。
　　
　　4.4R&S®UPV音頻分析儀的音頻接口
　　
　　zui后，用一張圖片和一個(gè)表格，來(lái)簡(jiǎn)單明了的總結(jié)一下R&S公司的音頻信號(hào)分析R&S®UPV的音頻接口。
　　
　　下圖概括了UPV的模擬和數(shù)字音頻接口，以及R&S®UPV如何通過(guò)接口與被測(cè)設(shè)備或者芯片進(jìn)行連接。
　　
　　下表概括了針對(duì)模擬音頻和數(shù)字音頻，R&S®UPV所對(duì)應(yīng)的接口、接頭，以及相應(yīng)的選件：