传感器与检测技术课程创新实验平台

1. 实验平台能满足传感器与检测技术课程群的实验需求，并且具有占用空间小,挂箱设计规范,互换性强,从基本实验到构成完整系统在一台实验装置上便可以全部实现。避免了不同课程需要不同实验装置,占用空间大,难以构成完整系统,不方便实施综合性和设计型实验的麻烦。
2. 能适应不同专业和不同层次的教学需要，可按不同需求选择不同的配置，并可根据用户的要求增添实验挂箱。
3. 实验装置能完成传感器与检测技术相关课程实验，通过实验能掌握各种传感器原理、信号处理电路及检测方法。
4. 传感器部分：包括压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、气敏（酒、CO）、电涡流、光纤位移、长光栅位移、差动变压器、光电耦合等各种常见传感器。
5. 检测部分：利用工业实际中广泛采用的成熟电路完成对各种传感器信号的拾取、转换、调理、采样、存储、解算、控制及显示等处理电路，实验装置充分考虑抗干扰及可靠性技术的应用，学生可以学以致用。
通过使用本实验平台，有利于广大学生对书本知识的理解和深化，在完成传感器与检测技术等一系列基本实验后，便能掌握传感器与检测技术课程群所要求的基本原理、操作技能和动手能力。若再完成一个或几个综合型实验，则对系统有一个较为全面的认识，形成基本的解决实践问题的知识体系。如果能进一步完成设计型乃至创新型实验，则将形成解决实践问题的能力和积累解决实践问题的经验，进而培养其创新精神和创新能力。

1. 模块化设计：采用标准的模块化设计，增强系统的结构性和互换性。
2. 总线标准：建立统一的内总线和接口约定，以实现*灵活的个性化配置、扩展和系统管理。
3. 可更换的核心系统：为适应不同厂家的处理器、不同种类的处理器，通过改变系统核心卡来实现使用不同家族的单片机或者是不同种类的处理器（如MCU、DSP、ARM）等来组成系统。
4. 快速连接线设计：提供三种连线方式①采用金质缩紧孔单线接线；②采用排线集中接线；③自动免连线模式接线。各模块在设计时均融入三种连线方式于设计过程。
5. 一机多用：采用实验现场与实验准备室相结合的设计构思，在实验装置上仅配备*常用的模块，在实验装置内放置次常用模块，在实验准备室中放置其他模块。由此实现了该实验装置能够实现一机多用、便于扩展和综合的目标。
6. 接近工程实际：实验装置上采用多种工业型传感器，既可以用来完成传感器原理、结构与调理电路的教学，也可以用解决工业工程和过程中的实际问题。
7. 学以致用：构成实验装置中的智能仪器的各模块，在其设计时充分体现实际系统的抗干扰设计技术和可靠性设计技术，其核心卡可作为实际智能仪器的核心单元。实验装置中信号转换与信号调理电路采用工业和工程实际中所采用的成熟电路。实验装置中使用的各种数字信号处理方法，采用典型的也是未来实践系统首选的数字信号处理手段，具有很强的工程实用特征。
8. 持续发展：结合单片机、嵌入式单片、FPGA/CPLD、DSP及ARM知识可以将检测系统或智能仪器提高到更高的层次。
9. 智能仪器仪表设计：结合工程实际给出了一个将常规仪器实现智能化的实例。
10. 虚拟仪器仪表设计：结合数据采集卡设计虚拟仪器仪表。
11. 研究与创新能力培养：实验装置中选用的几项综合型实验，是典型的检测仪表或工业应用系统的微型化，既能够使学习者领略检测技术的典型应用和掌握成熟可靠的检测系统的设计技术，又是培养和发挥学生创新能力、开展创新实验的实验平台。
12. 开放式设计：实验装置中的软、硬件及系统均按照全开放的思想进行设计，以便于学生开展研究型和创新型的实验。
13. 最小知识单元：为每个模块均可拆分到该知识层次的最小知识单元。
实验台主要针对高校大学生课程设计、毕业设计和电子设计竞赛的开发平台，体现了灵活、开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念。其功能扩展模块覆盖了多个专业多门课程，适合电子类、通信类、自动化类、计算机类、机电类、测控仪器类等专业的学生进行综合、创新设计。
本装置由控制屏，实验桌、活动挂箱及扩展模块、实验箱组成。实验台美观大方，尺寸可选；活动挂箱包括CPU挂箱、接口挂箱、对象挂箱、ARM挂箱；其功能扩展模块覆盖了多个专业多门课程，包含CPU类、通用接口类、人机界面类、信号变换隔离类、通信类、执行机构类、传感器类共40多项。
3. 绝缘电阻：＞3MΩ
4. 漏电保护：漏电动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s

六、装置的配备及技术性能
本装置主要由实验控制屏和实验桌两部分组成。
(1)直流稳压电源，每套功能配置如下：①±5V/1A和±15V/1A各两路，一路＋24V/1A，均具有短路软截止自动恢复保护功能；②0～30V/1A连续可调电源一路，具有短路软截止自动恢复保护功能，带数显电压表切换指示；
(2)实验装置设有漏电保护，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源，对人身安全起到一定的保护。
(1)信号发生器：1k～10kHz音频信号；1～30Hz低频信号
(2)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档，输入阻抗大，精度高
(3)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm
(4)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.5oC
3.传感器由三个实验箱(335mm×445mm)、一个加热模块和11块信号调理模块组成
(1) 传感器实验箱(一)
转动源部分:转动源、霍尔传感器、光电传感器；应变片称重传感器；可更换的传感器：差动变压器传感器、电容传感器、涡流传感器、霍尔位移传感器、磁电式传感器、光纤位移传感器、湿敏传感器、酒精传感器。
(2) 传感器实验箱(二)
振动源部分:应变片振动台、压电电传感器，气体压力传感器部分:气压源、两气压计、气体压力传感器。
(3) 传感器实验箱(三)
长光栅位移传感器部分：长光栅位移传感器、步进电机；圆光栅角位移部分：光电编码器、步进电机。
(4) 温度特性传感器加热源
包括：热敏电阻传感器，热电偶传感器，PT100铂电阻
(5)信号调理模块(配有11块)：差动变压器模块、电容传感器模块、电涡流传感器模块、光纤位移传感器模块、霍尔传感器模块、温度传感器模块、压电传感器模块、压力传感器模块、移相器、相敏检波器、低通滤波器模块、应变片传感器模块、光栅调理模块。
4.实验挂箱及实验模块,挂件尺寸：340mm×370mm
(1)控制器单元挂箱：配有8051单片机模块、C8051嵌入式单片机模块、DSP5402处理器模块(模块PCB板尺寸：110mm×80mm)、其他CPU外围单元、译码模块
配有8位并行AD模块、12位并行AD模块、8位并行DA模块、12位并行DA模块、I/O口扩展模块、转换模块（模块PCB板尺寸：120mm×80mm）
配有RS232/RS485通信模块、USB通信模块，网络控制器模块（模块PCB板尺寸：120mm×80mm）、打印机放在挂箱底板上
配有显示（静态显示、动态显示、液晶显示）模块、CPLD扩展模块、4×4键盘模块（模块PCB板尺寸：120mm×80mm）
配备有LED显示模块，开关量输出模块、步进电机模块、直流小电机模块、语音处理模块、光耦隔离模块、继电器模块、交通灯模块、双色LED点阵显示模块（模块PCB板尺寸：120mm×80mm）
配有完成ARM7/ARM9实验的基本模块（核心板ARM7或ARM9选配）
七、实验挂箱具体硬件资源
1.控制器单元挂箱：挂箱主要用于插接不同的CPU模块。挂箱上包含了CPU模块的接口插座和基本实验电路及系统扩展电路，可单独完成大部分的基本实验，挂箱上有三个（40P、20P、50P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱连接。挂箱上的资源如下：
(1)8259中断源模块（扩展8路外部中断源）
(3)8279键盘显示接口模块
(4)8254可编程定时器模块
(5)硬件看门狗电路模块
(10)开关量输入模块
控制器单元挂箱支持的CPU模块和译码模块：

采用美国Cygnal公司的嵌入式单片机C芯片，含32KSRAM，组成数据总线、地址总线和控制总线

采用TI公司的TMS320VC5402芯片，含64KSRAM、1MROM、XC95144芯片译码控制，组成数据总线、地址总线和控制总线

采用ALTERA公司的EPM7128完成整个系统的译码工作

2.信号转换单元挂箱：挂箱上有两个（26P、40P）扁平电缆接口槽用于和控制器单元挂箱信号连接。挂箱支持的模块：

由逐次逼近式ADC0809模数转换电路组成8路8位A/D。

由多路开关芯片MPC508，可编程增益芯片AD526和逐次逼近式ADS774组成8路12位，可编增益1、2、4、8，转换速度为100K的A/D。

由2块74LS244芯片扩展成16路并行输入电路 由2块74HC273芯片扩展成16路并行输出电路 用74LS164芯片组成串转并输出电路 用74LS165芯片组成并转串输入电路

用TLC549芯片组成串行AD转换电路 用LTC1446芯片组成串行DA转换电路

*3.通信与打印机单元挂箱：挂箱上有两个（20P、50P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接，打印机装在挂箱的底板上。挂箱支持的模块：

*4.显示与键盘单元挂箱：挂箱上有两个（20P、50P）扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。挂箱支持的模块：

采用2个4位8段共阳极数码管，可由8279芯片和CPLD芯片EPM7128驱动

提供122×32点阵的液晶显示屏

*5.对象挂箱：在绝大多数场合，单片机和DSP都是用于控制的，因此必然有一个具体的控制对象。对象挂箱主要用于插接单片机和DSP的控制对象模块。通过对具体对象的控制实验，可使学生加深对单片机和DSP系统工作方式的理解，了解更多的单片机和DSP应用领域。支持的对象类模块包括：

由2个5V继电器、2个12V继电器和2个24V继电器组成

双色LED点阵显示模块

I2C总线实现IC卡的读写及识别

采用SG3525芯片驱动电机，测速部分由一个霍尔开关组成

采用ULN2003驱动步进电机

采用TLC320AD50I芯片组成语音处理电路

用16个LED灯组成逻辑电平测试电路

用16个按键组成高低电平输出电路

该挂箱采用模块化设计，由ARM7核心板、ARM9核心板和面板三大部分组成。
*(1)ARM7核心板包括的资源有：
以太网接口：采用网络专业芯片RTL8019AS，传输速率可以达到10M。
RS232接口：2个标准RS232异步接口,其中一个用于与PC的超级终端进行通讯，监视程序运行状态。
*(2)ARM9核心板包括的资源有：
标准RS232接口：采用MAX3232专电平转换芯片。
以太网接口：采用专用的网络芯片CS8900A和带有网络变压器的网络接口，支持10M以太网。
USB从接口：采用S3C2410自带的控制器。
USB主接口：采用S3C2410自带的控制器。
(3)面板包括的资源有资源（标准配置）
直流电机、步进电机；LED、键盘单元；A/D转换单元；D/A转换单元；CF卡接口单元；IIS接口；液晶模块（采用5.7寸STNLCD（320×240），256色，还带有4线电阻式触摸屏）；JTAG接口（20针标准ARM仿真器接口）。
*(4)选配扩展单元：CAN总线接口；RS485接口；GPRS模块（可以实现收发短信，打电话等功能）。

1、嵌入式系统是以(应用)中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的(专用计算机)系统。

2、嵌入式系统软件的要求与台式机有所不同，其特点主要包括：(软件要求固化存储_)；软件代码要求高效率、高可靠性；系统软件有较高的实时性要求。

3、ARM9 的工作模式有7种，包括：(用户模式)、系统模式、(管理模式)、中止模式、未定义模式、(RQ模式)、FIQ模式。其中除(用户模式)模式外的其他6种模式称为特权模式。

4、ARM处理器中CPSR和SPSR 的中文名称分别为：(当前程序状态寄存器）和（程序状态保持）寄存器。

5、S3C2410芯片外部寻址空间是1G，被分成(8)个存储块，每块(128)MB。SDRAM存储器应连接到第 (

6、S3C2410涉及DMA的操作模式有三类：DMA请求模式、(DMA_传输)模式和(DMA服务)模式。

7、S3C2410芯片共有(8)个I/O 端口，每个端口都有相应的控制寄存器和数据寄存器，其中控制寄存器的主要功能是设置(，引脚功能和端口状态）数据寄存器的功能是（存放端口数据）。

8、I2C总线协议包含了2层协议：物理层和（数据链路层）层；I2C总线只使用了两条信号线：串行数据线和串行时钟线，串行数据线用于（数据的发送和接收），串行时钟线用于（数据同步）。

9．小端模式是ARM9处理器的默认模式。一般通过硬件输入引脚（BIGEND）来配置工作模式。若要实现支持大端存储系统，该引脚接（高）电平。10. ARM920T处理器发生复位异常时，一般从地址（0x)或(0xFFFF0000)处考试执行程序。

11. 嵌入式系统中，微处理器控制I/O端口或部件的数据传送方式有2种：(存储器映射法）和（I/O隔离法）。

12. 中断优先级通常用硬件电路实现，较常用的中断优先级电路有两种：（“菊花链”）中断优先级电路和（中断优先级编码）电路。

13、在S3C2410微处理器中，与中断有关的5各中断控制寄存器是：（源未决寄存器）、（中断模式寄存器）、（屏蔽寄存器）、（优先级寄存器）、（中断未决寄存器）。

14．看门狗控制寄存器包括：（看门狗控制寄存器WTCON）、

（计数常数寄存器WTDAT)、(看

门狗计数寄存器WTCNT）。

各输入输出引脚，分属于（8）

16. CAN总线体系结构采用三

层结构：（物理层）、（数据链路

17.在嵌入式系统设计过程中，

需求分析包括：功能性需求分

析和非功能性需求分析。

18.ARM字数据存储格式有：

19.总线按照传输关系分类可分

为：主从结构和对等结构。

组成，包括：起始位、数据位、

21.I/O接口电路数据传送方式

有：查询、中断、DMA、I/O

通道和I/O处理机方式。

I/O接口编址方式有两种，

分别是：统一编址和独立编址。

统初始化、加载和运行内核程

23.从模块结构来看，嵌入式系

统由三大部分组成，分别是：

硬件、软件和开发平台。

24.嵌入式系统的设计过程包

括：需求分析、规格说明、

体系结构设计、构件设计、

25.ARM系列微处理器支持的

边界对齐格式有：字节对

齐、半字对齐和字对齐。

26.RAM存储器有两种，分别

27.嵌入式操作系统的内核构成

包括：系统初始化、多任务

28.在宿主机上使用编译器软件

将嵌入式应用。嵌入式操作

系统编译成为可以在目标

机上运行代码的过程，称为

交叉编译，而采用的编译器

1、简述ARM9处理器的内部寄

存器结构，并分别说明R13、

R14、R15寄存器的作用

ARM9处理器的内部总共有

37个32位的寄存器，其中31

个用作通用寄存器，6个用作状

态寄存器，每个状态寄存器只使

用了其中的12位。这37个寄存

器根据处理器的状态及其工作

模式的不同而被安排成不同的

组。程序代码运行时涉及的工作

寄存器组是由RAM9微处理器

R13寄存器的作用通常是栈指

R14用作子程序链接寄存器，用

于保存子程序的返回地址；

R15的功能是程序计数器，从

R15读取的值是处理器正要取

2、多寄存器加载/存储指令

（LDM/STM）一般用在哪些方

多寄存器加载/存储指令可

以实现在一组寄存器和一块连

续的内存单元之间传输数据。

LDM为加载多个寄存器；STM

为存储多个寄存器。允许一条

指令传送16个寄存器的任何子

集或所有寄存器。它们主要用

于现场保护、数据复制、常数

3、当异常产生，处理器进入

一个异常程序时，需进行哪些

操作？退出异常时又进行哪些

（1）把断点处的下一条指

令地址保存到相应的R14寄存

（2）把状态寄存器CPSR的

值复制到对应的SPSR寄存器

中，以保存断点处得状态。

（3）根据异常模式，把CPSR

寄存器的模式位M[4:0]设置成

（4）自动使PC指向相关的

异常向量，从该向量地址处取

（1）将保存在R14寄存器

（2）再将SPSR寄存器的值

回送到CPSR寄存器中。

（3）对中断禁止位标志进

4、I/O端口的寻址方式有哪

些？说明各方法的具体思想。

（1）存储器映射法：将I/O

端口或部件和存储器芯片作相

同的处理，即微处理器对它们

的读/写操作没什么差别，I/O

端口或部件被当做存储器的一

部分，占用存储器地址空间的

一部分。对I/O端口或部件内

的寄存器读/写操作无须特殊

的指令，用存储器的数据传送

端口或部件和存储器芯片作不

相同的处理，在总线中用控制

信号来区分两者，达到是I/O

端口或部件地址空间与存储器

地址空间地址分离的作用。

控制I/O或部件操作时，其中

断处理编程涉及哪些方面？

（1）建立系统中断向量表，

并且设置ARM920T核的程序状

态寄存器CPSR中的F位和1位。

56个中断源的中断向量。

（3）中断控制初始化。

（4）完成I/O端口或部件

具体操作功能的中断服务程

（1）设置DMA操作的源地

（2）设置DMA操作源的位

（3）设置DMA操作的目的

（4）设置DMA操作目的的

位置及目的地址是否增1

（5）设置DMA工作方式及

DMA传送的数据长度。

（6）开发DMA操作结束中

（7）使能DMA操作，启动

7.CAN总线协议中的数据链路

CAN总线网的数据链路层

又分为逻辑链路控制（LLC）和

介质访问控制（MAC）子层。LLC

子层的数据帧由三个位域组

成：标志符域（11位）、数据长

度码（DLC）域（4位）和数据

域（0~8个字节，每个字节8

位）。MAC子层的数据帧由七个

位域组成：帧起始位（1位 1

信号）。仲裁域（12位）、控制

域（2位保留位+DLC域）、数据

域（0~64个字节，没字节8位）、

位）和帧结束语（7位“0”信

8、形形色色的嵌入式系统默

默无闻地生活在我们的身边，为

我们的学习生活增加了无穷的

乐趣。请列举你所熟悉的五个嵌

入式应用系统，并对每个嵌入式

系统作简单的分析（指出它为什

U盘、MP3播放器、手机、

蓝牙耳机、GPS导航仪

火星探测器（VxWorks）、

照相机自动提款机（ C/OS）、

路由器机顶盒（Nucleus）

9.谈一谈嵌入式系统的发展趋

势（列出五个趋势以上）。

答：产品种类不断丰富；应用范

围不断普及；性能不断提高；功

耗不断降低，体积不断缩小；网

络化、智能化程度不断提高；软

件成为影响价格的主要因素。

（1）近十年来，嵌入式操作系

统发展飞速，支持处理器不断丰

（2）行业性开放系统日趋流行；

面向领域特制的嵌入式操作系

统走向开放、标准规范化、平台

（3）自由开源的软件技术在嵌

入式应用上尤其备受青睐，

Linux渐成主流之一；以

将对嵌入式软件的发展产生深

（4）嵌入式软件的技术领域不

断扩大并逐成体系。相关技术包

括，实时系统，仿真工具，编译

1.“输出数据格式”这个因你的是多少bit声卡而定，不知道自己的声卡是多少的

一下资料。高于16位（bit）才选“抖动（dither）”，目前一般的低端声卡大部

2.注意“抖动”会较大占用资源。

3.关掉“显示削波失真警告”。

4.音量控制-3dB可减少削波（clipping）。可以使用foobar2000控制软件自身音量，

但要小于或等于-3dB（如-4dB）。

1.红框内的上下顺序不能错，往下看如果你决定不使用红框内某个DSP，要移到

3.加“音量控制”的作用前面说过了。

4.用耳机听的话，“简单环绕”能增大空间感，喜欢这种感觉可以加上。类似这样

效果更好的第三方插件自己。

5.如果你还需要增加DSP请按以下顺序添加：

1.均衡器，作用是拟补播放设备频率响应的不足，例如低音弱就调高一点。最好

当然是厂家给了产品频率响应图＋上自己到医院验到耳朵的频率响应图。高频部

分衰减的话有助于减低听觉疲劳。不懂的请看《资料篇》信号频率部分介绍。

46XX系列自带了硬件均衡器，建议不用foobar2000的均衡器。

3.部分耳机频率响可可参考以下网址（它里面的耳机应该会越来越多的）：

设置后应另地方保存方案。

1.如果使用了上面的重采样，推荐数值（参考自DearHoney的RMAA数据库）：

问：SBLive!系列、Audigy系列、（目前绝大部分声卡都是）符号AC97标准声卡

为何需要音频播放软件重采样？

答：因为其最后输出采样频率都定在48khz（一个失败的设计），而目前的音乐

重采样器)算法差影响音质，所以需要用比它算法好的音频播放软件的SSRC（软

正确的应该是这样，有部分声卡能做到。

2.问：为何使用lame压制mp3不干脆在编码前就把WAV转换成48khz？

答：因为lame是为44.1khz优化的，之前的转换恐怕lame压制后会带来更差的

音质，所以这种情况用SSRC更好。

3.如果播放歌曲时出现痴呆慢吞吞的现象请放弃软件重采样，其很占用资源，可

选择放弃或改用PPHS重采样，本书已附带了PPHS重采样的信息。

4.只有在播放像8000Hz这种非常低的采样率音乐时才把“缓慢模式”选上。

选择解压MP2/MP3时用哪个解码器，据音乐地铁的kuxinren说：mad的声音比

较柔和，mpglib声音轻快一些。

2.确认你的声卡在用模拟输出还是数字输出，如果你不知道什么是数字输出那你

除1的情况，模拟输出用这里选哪个音质都是没有区别的，区别的只是一些辅助

除1的情况，数字输出推荐KernelStreaming；ASIO（不分先后），因为其绕过

了kmix做到数字输出时bit精确。两个你的系统都不支持就Windows2000/XP

因为KernelStreamin（出现死机；杂音；没声音；cpu占用率暴高等异常情况就

不要使用了）会跳过WindowsKernelMixer，所以效果之一等于把系统音量中的

Wave（波形）开到最大，但又不是使用wave，你就可以在欣赏音乐时把系统音

量中的Wave设静音，一般的声音（如QQ上线）就不会干扰你了。

引用1ran4：有人说使用KernelStreaming如果声卡用数字输出方式，输出数据

会不正确，目前根据foobar2000官方自带的faq内容刚好与其相反，声卡数字输

出情况下KernelStreaming可能更好，没有确切证据前先认为官方自带的faq是

点是许多声卡不支持ASIO输出。

(1)有时候用上面这两种输出方式播放开头就有错误的歌曲可能无法播放，他多

数能实现播放，也就是容错性好。

模拟输出不选更能保证音质不出问题。数字输出不选可能输出bit不精确，选了

一样可能出现音质问题，请看foobar2000官方自带的faq、指引资料篇里的《对

于Directsound而言，软件混音及硬件混音有何不同》。

3.如果出现噪音，试试相应输出的缓冲长度(Bufferlength)加大。

以下只是为了方便或节省资源而做的，自己可按实际情况进行选择。

简单频谱表也不会显示，建议需要时才打开。

有些音频文件损坏了还能播，就是每次都会弹出“控制台”告诉你，选“控制台”按

“选项”可以选择关掉。

设置完重启foobar2000，某些选项才能生效。

2000部分常用功能快捷键可以记熟一下，方便控制。

的声音都能转换成常用的格式，我们推荐你用其做中介转换软件。方法：

首先软件安装时要选择你转换需要用到的编码器（special版、增强版才有），其

中CLI编码器不是一个编码器，只是一个类似万能外挂的程序，你只要有某个

格式的编码器文件就可以用CLI编码器指向编码器文件即可转换到此格式。

格式转换才需要用到，如一些非标准的wav或者ac3文件拥有多个声道要转化成

多声道转化为stereo(立体声)。｝

如果没有显示，就用之前说的CLI编码器，“编码器”指向你到的编码器文件即

可转换到此格式，“预设”里是一些常用的编码参数方案。

红框内的选项一般的转换是不需要用到的。

“单独文件输出”意思是把你选择的歌曲自上到下合并成一个文件，之前你就要调

3.“Replaygain（回放增益）”功能避免绝大多数削波、使所有非专辑的歌曲（也

就是单曲、散曲）音量大小一样，暂时不会列出，需要者请学习相关文章。

4.削波只存在于有损音乐。

5.软件安装目录下的文件是foobar2000设置保存文件。

2000外观可通过插件改变。

个革命性的高级音频播放器。foobar2000之所以出现在于他不满于Winamp2.x

的插件体系架构和更倾向于图形、皮肤的发展方向的Winamp3。

foobar2000值得关注的在于他良好的体系架构。除了重要的音频管道

以外，播放器所有功能部件均是模块化的。可视化的核心由一个插件提供，即使

使用了不同的接口界面。

1.开放的组件体系结构允许第三方开发者来扩展播放器的功能

6.低内存占用，有效处理大量的播放列表

7.高级文件信息处理能力（常规文件信息窗口和批量标签）

8.高度自定义播放列表显示

10.在BSD许可协议下大部分标准组件都是开放源代码的（SDK里包含源码）

Foobar的定位是专业数字音频播放工具，它更注重技术，所以在使用

过程中涉及到了很多的专业数字音频知识，对于普通的用户常常无从下手。我将

为大家讲解一下它的使用和设置，希望大家能享受到Foobar更专业的音乐享受。

在讲解前，先说说Foobar对数字音频的处理顺序：解码—〉回放—〉DSP

（数字音频处理）—〉转化为输出格式—〉输出。知道了音乐的处理流程，下面

我们基本按照这个顺序来介绍Foobar的设置

毫不夸张的说Foobar是对现在音乐格式支持种类最全的，安装完成之后，

对于大部分的主流和非主流音乐格式上都可以直接播放了，一般不需要特别的设

置，不过这里对参数的设置做简单的介绍，供您使用时根据自己的需要选择。首

先点击“Foobar2000”—》“Preferences”进入参数设置的对话框，再选择

Input的各个小项。如下图所示

这里需要说明的是“StandardInputs”项目，各个具体参数含义见图1。

这里仅仅对界面中反复涉及到的TAG说明一下，音乐文件中除了保存声音信息

外，还可以同时保存一些和曲目相关的文本信息，比如歌名、演唱者、专辑名等

等，这些信息就称为tag（标签）信息。现在最流行的两种Tag格式是：ID3和

APE，一般播放器对于两种格式都能支持。

另外在“ModuleDecoder”选项中（见下图2），这个项目中可以看到有

“SampleRate（采样率）”、Surround（环绕）等参数设置，可能会有人认为

这些参数是关乎所有音乐解码的关键参数，其实这些和普通用户一般听到的

MP3，AAC，MPC、WMA等格式的音乐一点关系也没有，他只是专门针对XM,IT,S3M,

MIDI的一种音乐格式）来使用的，所以如果你使用的只是MP3这样的音乐格式，

这项参数如何设置都不会对你有影响。

重采样就是对你的数字音频流进行重新的采样，产生较高速率的音频数字

流，那么很多人就会认为，是不是设置的重采样速率越高越好呢？其实并非这样，

打个比方，Resamplar就想调整图片的大小，调整过大小的图片和原始图片之间

看上去很类似，不过他们的细节上却绝不相同，你更不可能用一张小图，任意放

大，还期望得到原始图象的清晰效果。说到底，不管多高的重采样速率，都是不

可能改进音乐本身品质。

那么重采样对我们有什么具体作用呢？大家都知道，我们的声卡，都有一个

固定的可接受的数据速率（例如48Khz/16bit），所以对其他速率的音频流，最

终输出到声卡之前，都由驱动程序或者Windows混音器来对这个数据流进行重采

样，变换成声卡可以接受的（48K/16bit）速率。一般来说，Foobar的SSRC算

法比驱动程序或者Windows混音器的重采样算法要好一些，所以在还原声音的效

根据上段的解释，我们在设置重采样速率的时候，需要根据你声卡的具体参

数来采用不同的速率，SBLive!系列/Audigy系列/AC97兼容的声卡，都已经将输

出的取样频率固定为48khz，所以我们最好选择48000Hz的采样速率，再高的采

样率在输出时，Windows混音器或者驱动就会再次用他们较差的算法采样到48K，

（如下图3），选择合适的采样频率。

每一张不同的CD在录制的时候，音量选择都会不同，即使同一张专集，为

了增强音乐的情感表现，音量也会有所不同，那么压缩出来的MP3音量就更相互

不同。回放增益能够自动的计算该音乐文件（专辑）平均强度和标准强度（83SLB）

之间的差值，并且保存这些增益信息。提供给播放器自动调整音量使用。具体操

作，首先选中希望计算增益的歌曲，点右键“Replaygain”。

对于选中的音乐属于同一专集的可以使用“ScanselectionasAlbum”命

的为每一首音乐计算出增益大小、音量峰值、专辑的增益大小、和音量封值（见

有了回放增益在播放时候时候就可以自动调整音量了，在参数设置面板中

是按照专集调整，这样属于这个专集的音乐音量有所变化，保持了音乐的情感变

化的表现，专集和专集之间音量相同；TrackerBased是对每首的歌曲都调整到

标准强度，使所有音乐音量都相同，这样可能就损失了音乐人想表达的效果（想

象一下情歌和摇滚用一个音调播放的效果，嘿嘿，不堪忍受吧？）。

DSP是数字音频处理，可以利用数字处理技术，对音乐进行一些特殊处理以

产生出特殊效果，同样在参数设置面板下，点击进入“DSPManager”面板，就

可以选择需要使用的DSP处理效果了。

不过需要说明的是，增加DSP处理插件，会占用系统资源，如果不是非常必

要，应当尽量减少DSP插件的数量。根据实际使用经验建议只开下面几个DSP：

环绕）就可以了，而且顺序也不能变。

在参数设置的面板下，选择Playback的项目面板

在“OutputDataFormat”中选择一个合适的是数据输出格式，这里也需要

根据你声卡来设置，一般的现在的AC97的声卡，都是16位的，选择16bit就可

以了，如果你的声卡是32位或者24位的极品卡的话。那么选择32bit吧。下面

的Dither选项用来设置是否采用抖动，这个选项只有在播放高位音乐（如

32bit），采用低位（24bit）输出时才有作用。采用Dither，即使将32位音乐

通过Dither输出到16位的声卡，效果也有不少提升，建议打开该选项。

Waveout是Windows过时的数字音频输出API，无硬件加速，使用时占用系统资

建立在32位Windows之上，支持硬件加速、多重混音等众多功能，且资源占用

少，支持所有的Windows系统。是笔者推荐使用的一种输出形式，不过系统需要

输出到声卡的一种方式，这种方式能提供更低的输出延迟，但是这种方式是一种

最新的技术，目前只能支持2000和XP的系统，而且有一些声卡并不支持这种方

式。如果你的声卡和系统都能支持这种方式的话，这是笔者最推崇的方式。设置

方法，在参数面板中选择“OutPut”项目面板中（见下图），通过“Output

Method”的下拉框选择。

A:Waveout是在32位的Windows上的一种老旧且过时，用来播放数字音讯

这些操作系统设计的），如果你想获得最好的效能，你应该在这些操作系统上使

用Waveout输出。然而Waveout的功能有所局限，它无法支持「混和多重音讯

流」的功能。这显示在Win2k/XP下的Waveout，只是为了旧的软件的兼容性所

提供的，也因此Win2k/XP下Waveout的完成度很糟，它没有使用任何的硬件

加速功能，所有的混音动作都是用软件来执行（因此当CPU的使用率很高时，

常常会发生类似CD跳针的断音现象）。

Directsound是种较新、较现代化的声音播放API，都已经内建在最近

的32位Windows操作系统中。Directsound支持混和多重音讯流、独立的音量

控制、硬件加速层及硬件仿真层（如果某些功能硬件无法支持，可以用软件来

仿真，因此程序设计师无须担心他们的新l33t码无法在旧的声霸卡16上运作）。

一般来说，只要你的操作系统安装了适当的声卡驱动程序及最新的DirectX，

相对的比waveout来的更高（比waveout占用较少的CPU资源，自由度较高，

且不会有Waveout常见的小毛病）。Directsound原本是被设计来让游戏利用系

统的硬件加速功能，而无须直接接触低阶的硬件函数（就如同DirectX其它的

A:在Win2k/XP中，改变waveout的音量似乎会改变整体音量的设定，然

而Directsound的音量是独立控制的。换句话说，你用waveout来播放音乐，

你将音量设为50%，你就会得到50%的音量，然后你用Directsound来播放，你

将音量设为50%，你只会得到最大音量的25%。解决之道：别使用waveout，并

在Windows的音量控制中将音量设为最大。

软件混音，因此较少造成系统中的特殊问题，而Dircetsound可以使用硬件混音，

因此会造成某些已知的，声音品质的问题。

阶的方式来控制硬件，因此这就像拿两种不同的驱动程序来配合waveout及

线的频宽，有着会将音讯资料降低取样率至22khz8bit（或者其它相近的取样

Q:对于Directsound而言，软件混音及硬件混音有何不同？

者是驱动程序来进行硬件混音，都很容易碰到问题。目前已经证实，在Winxp下

使用硬件混音来传输音讯资料时，即使是使用不同的声卡，皆会碰上「取样频率」

的问题。特别是某些驱动程序存在已久的问题（著名的创新未来Audigy声卡

Skipping问题，在某些设定中会出现不间断、静态的杂音，甚至在某些例子中，

会发生声音品质骤降的情形，天晓得为何会如此！）。如果你想稳定的运作计算机，

那建议你最好把硬件加速给关掉。硬件混音可以foobar2000的偏好设定中的

的激活了这个功能（Directsound会在没有可用资源时自动使用软件混音）。

Q:如果我使用重新取样的功能，能够增进(improve)声音的品质吗？

A:不行，你无法利用重新取样来「增进」声音的品质，重新取样是个有耗

损的过程。你可以试看看改变一张bmp图片的大小，改过大小的图片会和原本

的图片极为相似，不过假如你把两张图都放大(zoom-in)来看，你会发现它们在细

节上并不相同。在某些硬件上，如果你使用高品质的重新取样软件，来避免让你

的驱动程序/硬件处理重新取样的过程，你可以避免大量资料的损失（也就是避

免音讯品质降低）。我知道某些人在他们的声霸卡16上将取样率提升为96khz

会将取样率降回44khz16bit），别听他们所说的屁话。

Q:我应该将重新取样的参数设为多少比较好？

A:首先，你应该查询你声卡的硬件资料。某些声卡（例：在SBAwesome

系列以前发售的声霸卡）不需要重新取样，这表示你不需要额外的重新取样就已

经得到最好的品质了（不会有重新取样造成的品质降低）。所有的SBLive!系列

/Audigy系列/AC97兼容的声卡，都已经将输出的取样频率固定为48khz，重新

取样的品质会因为驱动程序/硬件装置/Windows混音设定而改变。在许多例子中，

SSRC重新取样软件会优先于你的硬件/驱动程序，因此你需要将重新取样的参数

设为48khz/16bits，以避免你的硬件/驱动程序来进行它们较差的重新取样。

A:当然可以，Windows混音器会将取样率降回你硬件能够接受的格式（例

如：48khz/16bits），这会造成额外的品质降低。不要提升取样率，除非你的硬

件真的能够接受这些格式。Ditheringdither在计算机绘图上称为「递」，而在

处理音讯上，也有着相似的意思。以下有三张图，大家可以看看dither的差异在

何处。原始的图（24bit高彩），左上角的小方块是从黑框中放大的。有dither的

图（8bit256），较远处看可以说看不出与原图的差异。无dither的图（8bit256

），彩的分布不平顺，与原图可以看出根本的差异。启用这个功能，将会在

这意指没有用到的位会被砍掉并丢弃。在许多较安静的音乐中有淡入或淡出的情

况时，会造成「断裂」的听觉效果（也就是淡入/出的效果不平顺）。Dithering只

有在你将高位（例如：32bit）的音讯以低位（例如：16bit）来播放时才真正有

用。输出位设定(Outputbitdepth)这里有个下拉式选单，可以让你选择输出的位

率。如果你有张24bit的声卡，你当然会想让那些没有用到的位使用ditherto

需要激活dithering，因为从译码器直接传送过来的资料就是32bit。

卡。这种方式有着较低的输出延迟，也许可以被视为ASIOoutput之外的另一

A:如果你的声卡及驱动程序能支持，且你使用KernelStreaming没有什么

音变的更大声或者明亮？

A:声音并没有变的明亮，只有变大声。因为输出资料给声卡的方式不同，

的，而且都以最大音量来输出。如果你将音量控制中的wave音量设为最大，

在使用Resampler之后,再试试播放上面提及的两个测试讯号,听听是否

只听到很纯很尖的超高频声音,而且听不出两个档案的分别。如果是的话,高质

Windows音量控制里按选项>进阶控制,看看是否有高低音控制,如果有的话,

把高低音都移到正中间再试试看(如果本身已经在中间就不用移了),如果还是

的wave输出可能会无法控制,那是正常的现象。接着到Playback一栏,会有