Line Out的相关常识以及耳机口接耳放

最近吧里某几个关于耳机口接耳放的帖子，暴露出很多烧友对line out，即线性输出这个概念不怎么了解，甚至于有一些误解。所以这里把line out相关知识用通俗易懂的语言进行描述，并且对耳机口接耳放这个行为进行分析。

不少烧友认为，line out是解码芯片直接输出的未经放大的固定电平的信号，以区别于经过电压和电流放大的耳机输出。

本人在这里明确指出，这个理解是绝对绝对错误的。

错误有二：一在于“直接输出”，二在于“未经放大”。

先介绍一些概念：

电平有多种计量单位，这里涉及到三个，Vrms，dBV，dBu。

其中Vrms是应该是学过高中物理的人都知道的，表示正弦交流信号的有效电压值，是一个绝对单位。而后两者则都是分贝为表示的相对单位。

dBV这个单位，是基于1Vrms=0dBV 为基准的相对单位，这里我们只要记得0dBV=1Vrms，-10dBV=0.316Vrms，具体详细换算请自行查找wiki(会用到这个的人估计也不需要看这篇文章了)。

而dBu呢，则是由驱动600欧姆阻抗达到1毫瓦功率时的电平值进行定义，即0 dBu=0.7746 Vrms。

同样我们只需要记住两个数值：

一个就是前面的0dBu的定义，第二个就是+4dBu≈1.228Vrms。

上图为Vrms，dBV，dBu三者的关联图示，转自w_i_k_i_

line out为固定电平的模拟输出，早年音频设备通行设计是输出阻抗600欧，输出电平有-10dBV≈0.316Vrms(普通消费级产品)和+4dBu≈1.228Vrms(专业级音频设备)两个标准。

现今的一般hifi设备的line out输出电平多数为2Vrms单端/4Vrms平衡的水平，输出阻抗比早期设备更低，大部分在100欧~200欧之间，以增加带载能力，市面也有一些如3Vrms/6Vrms这种不常见数值输出电平(比如chord)和可调输出电平(即前级功能)的设备。

由此可见，line out没有统一的电平标准的，如果非要定一个最低标准的话，那么输出电平达到了-10dBV也就是0.316Vrms，就可以认为是合格的line out。

Q1:line out是解码芯片直接输出的信号吗?

A1:当然不是，解码芯片输出模拟信号后，会经过电流/电压转换(I/V转换，电压输出型芯片无此部分)，和低通滤波(LPF)，而这两个环节多数情况下是由运放完成。

Q2:line out输出的是未经放大的信号吗?

A2:答案是否定的，无论是电压放大还是电流放大，都有可能在line out的电路设计中出现。

电流输出型解码芯片的最终输出电平，通过调整I/V转换运放的反馈电阻，可以达到不同设计要求。而电压输出型解码芯片，要达到某些输出电平，则需要在后端再加一级电压放大级。

如果设计者想要提升前端设备对于后端放大器的驱动能力，以适配较低输入阻抗的放大器，还可能会加入一级电流缓冲，也就是电流放大级。

典型的例子比如Hi-End厂商Esoteric的一直使用的HCLD技术，就是在line out前使用了电流缓冲。

更典型的例子是TEAC的UD-503，其line out不仅用了HCLD，在这之前还有个电压放大级，和耳机口输出的差别就在于输出阻抗。简单来说的话，就是把耳机口提升了输出阻抗作为line out。

市面的一些耳机和line out共用3.5mm接口，通过系统主控来进行切换的一些随身设备，多数也是把固定音量的耳机输出当line out使用(PO不敢保证全部，就通过拆机逆向分析的几个是这么设计的。

TEAC UD-503官方宣传截图，可以看到同样是在输出前进行了电流放大。其可调line out电平最高可达到12Vrms水平，明显是经过了电压放大。

由此看来，一些人用普通前端的耳机口接驳耳放进行放大，从电路原理上来讲并没有什么错误(一般手机，把音量开大，耳机口输出电平能轻易达到.316Vrms)

所以，耳机口接耳放剩下的唯一问题就是失真的叠加了。

那么我们来看看失真叠加的情况:

假设我们有一个性能指标普通的低端耳放，总谐波失真THD达到了0.01%这么高的数值(现在市面耳放很多都能做到THD 0.001%级别)，然后有一个手机，耳机口输出的THD达到了0.1%这么高的级别。

使用这个手机的耳机口接这个耳放，排除传输线材的影响，两设备叠加之后的THD约为0.1005%(通过THD的定义公式推算)，比手机耳机口直接输出只高了0.0005%。意即用0.0005%的失真换取更大的推力来推好耳机。

值得一提的是，市面多数耳机自身的THD在0.5%以上，未完全驱动的耳机的THD貌似没有人研究过这里就不清楚了。

上面的例子是低端设备的情况，越高端的设备，叠加失真的增加幅度会越低(排除胆机这种本身THD就有1%的情况)。

从数值上来讲，耳机口接驳耳放带来的失真叠加增量，是属于完全可以接受的范围。

最后这里给出PO个人的观点：

如果前端没有line out，增加推力带来的耳机声音提升大于失真叠加带来的损失，那么耳机口接耳放是可以考虑的。

如果使用的耳机对推力并没有那么大的要求，增加推力对于声音提升并不大，那么叠加失真的负面作用可能就会比较明显，这时耳机口接耳放就不怎么合适了。

当然，耳机口接耳放终究只是不得已而为之的做法，前端有line out输出的话，还是尽量用line out吧。

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