这篇文章我们来说说信号流。
首先让我们感受一下这张图片。
很抱歉要让你看到这个，我想，不论多么专业的音频工作者，看到上面这张图片都会感受到深深的痛苦。
信号流是个很宽泛的话题，它可以事无巨细，也可以高瞻远瞩。这个名词，是一个术语，但也是一种工作方式，理解信号流的工作方式，它会在你迷失在一大堆线材与设备中时，保持一个清醒冷静的头脑。
Signal Flow 信号流
我们都知道，至少在这个世界中，能量是会传递的，任何事物，只要发生了，就会产生结果。而声音信号也是一样，只要有了声音信号，它就必然会传递下去。中途可能会转换不同的形式，会弱化或加强，但依然会继续传递，直到从你的音箱中播放出来或变成你电脑上的一个数字音频文件，那时它可能才会安静的躺着。而这个信号经历的过程，我们就称之为信号流。
那么我们就来看看，在音频世界中，一个信号到底会经历哪些奇妙的旅行，最后传递到人们的耳中吧。
The Signal 信号的产生
声音信号有好几个来源。自然声音，来自于物理撞击后产生的通过介质振动传递的声波，我们称之为原声。电路放大或合成器生成的声音，我们称之为电声。
“那电锯启动后产生的声音也是电声吗？”呃，那仅仅是链条快速摩擦的声音，还是原声。
Acoustic 原声
原声需要传递时，我们先要捕捉它，这是信号流的第一步，我们通过话筒捕捉原声。话筒中的金属振膜，在接收到空气振动后，由内部的电路板记录下这些振动的频率与幅度，并转换为电流信号。再由尾部的XLR线材，将这个电流信号传递出去。由于用电流的大小来模仿声波的频率和幅度，这种传递方式被称为模拟电路传输。
Electric 电声
那么，电声信号是如何传递的呢？其实很好理解，电声信号分两种，前面说过，一种是电声乐器如电吉他，一种是合成器。电吉他的声音信号，也类似于话筒对原声的捕捉。电吉他在弹奏时，引起的琴弦振动产生声波。而就在琴弦下方，安放着若干电磁拾音器，它们就像微小的话筒一样，也通过捕捉空气振动来拾取声音并转化为微弱的电流，接着，这些电流在经过吉他上的一些音量音色旋钮的调节后，从电吉他尾部的接口输出。由于这些电流极为微弱，以至于必须通过放大器来放大电流。因为，电吉他的输出一般会先连接吉他放大器，再由放大器传递到吉他音箱。而吉他音箱和所有音箱一样，内部将电流转化为振动，造成声波回放出来。这又回到了话筒拾音的那一步，话筒继续将吉他音箱的声音转换为电流，传递到其他设备。
而合成器会有一点点区别。合成器其实没有任何外界的声波信号，它的声音是由内部的声音发声器生成，合成器分为两种，模拟合成器与数字合成器，模拟合成器通过制造各种电压来产生震荡和音高，再通过各种参数改造声音，最后以模拟方式，即电流输出。而数字合成器则是通过内置芯片，能产生更多复杂的频率，这些数字信号同样会经过各种调整，最后在末端转化为模拟信号，即电流输出。
The Path 信号的传递
接下来，话筒，吉他与合成器的信号将进入不同的系统传递，一般分为OTB（Outofthebox）模拟系统和ITB（Inthebox）数字系统。
Out of the Box 模拟系统
我们先来看OTB模拟系统。模拟系统就是我们之前说的，声音信号在转换为电流信号后，就主要以这个方式传递。
声音信号在进入话筒转换为电流后，话筒尾部的XLR接口，会连接上第二道关口，调音台。我们常见的小型舞台表演，通常就是完全由模拟系统完成。歌手的话筒，连接到了模拟调音台尾部的输入。当XLR接口插上去，电流信号进入到调音台，就会在调音台里各个区域进行传递。信号会先进入一个增益区，在这里，微弱的电流信号被提升，变为一个强壮的信号，进入到均衡区域，在这里，均衡区将信号中太强的低音去掉一些，过于尖锐的高音也去掉一些，再打发给下一个区域，压缩。压缩将时而高亢时而萎靡的信号拿捏成粗细均匀的样子，再扔给音量区。音量区将推子推起来，一条强壮的电流就从调音台的背后传递了出来。
等等，不应该是声音被传递出来吗？不，你刚才看到的一切，都是电流。我们正对着电流操作这一切呢。我们能听到这一切，是因为我们的耳机和音箱。它们的内部恰恰是和话筒刚好反向的结构，话筒通过振膜吸收振动发送给电路板转换为电流，而电流则传递给电路板转换为驱动单位再传递给音箱或耳机的振膜，从而形成声波，再次恢复成声音。
而以上，就是纯模拟线路的完整信号流。声音，由声波转换为电流，再转换到声波，成为声音。
OTB模拟系统的特点，就是不依赖任何数字音频与电脑系统的帮助，纯粹靠模拟硬件能力完成信号流的传递和记录。在数字音频还未普及全球的时候，大部分混音和母带工程师，就是依靠模拟设备，将信号流一步步的传递到磁带等保存介质上，再由听众由磁带机转化为电流，再转化到音响系统播放。
In The Box 数字系统
而ITB数字系统呢？InTheBox数字系统，就是我们目前广泛使用的数字音频系统。在这种传输模式中，信号会由模拟信号转换为数字信号，以此完成大部分的传递，仅在最终再次转换为模拟并播放出来。
信号进入数字音频的第一步，就是进入音频接口，音频接口内置了两块芯片，模数转换和数模转换芯片（也称为A/D和D/A转换），这些将会在后面用到。我们将话筒的XLR接口，插入音频接口的输入通道，电流就开始向音频接口内部传递，这时，音频接口内部的模数转换芯片在收到电流后开始工作，它会将模拟信号转换为数字信号，继而通过音频接口和电脑系统的连接线如USB或雷电，传入电脑。
我们通常需要在电脑中安装特定的软件，用来将这些数字信号显示并记录下来。比如常见的Audition。它在收到音频接口的AD芯片转换的数字信号后，将其解码为图形格式以让我们查看音频的波形。与此同时，音频接口也在随时待命，如果我们在Audition中进行监听，那么播放的数字信号就会再经由音频接口内部的数模转换芯片，被转换为模拟信号，发送到音频接口尾端的输出，此时信号在这里又转变为了模拟信号，顺着电线进入音响系统。音箱或是耳机在收到电流后，再度转换为振膜振动，将声音重现。
以上则是声音信号在ITB里，以数字的方式进行传递，只不过在回放的端口，信号会转换回模拟信号，和声波信号。
Analog 模拟与Digital 数字
所以我们看，其实模拟信号，就是电信号。而数字信号，一般是二进制的一串数字。它们之间的区别最大之处在于，模拟信号理论上是无限的，模拟信号的值可以无限大，而中间的连续性是无限小的，也就是说模拟信号没有断层和断面。而数字信号受制于二进制的处理上限，在最大值上要以位数Bit为单位，是有数据上限的，同时又由于数字音频有SampleRate采样率的概念，也就无法做到连续性，必须切片转换数据。这也是为什么声音信号进了数字系统，就要以规定的格式来记录了，比如24位44。1kHz，意思是24位的宽容度下，每秒以44100个切片（采样）来进行传递。
模拟和数字的区别也可以延伸到生活中。模拟信号传输，通过电流，类似于光学传输，信息无穷而且速度极快。就像真实的你反射到镜子中的你，凑近了看，可以发现每个毛孔，皮肤的每个褶皱，每根头发丝，如果你加上放大镜，甚至能看到螨虫。而数字信号传输，必须通过模数转换，AnalogDigitalConversion，这就导致一旦信息量巨大引起转换芯片负载，就会加剧延迟。这就像目前最棒最棒的3D游戏，再逼真的人物，只要你持续放大，你总会发现马赛克（不是那个意思），而且想要更真实的反映世界的光影，你的延迟就开始不断增多，甚至崩溃。
但数字信号也并非没有优点，数字信号最大的优点是，没有损耗。虽然在模数转换的过程中，模拟信号的无限性已经被数字转换成了有限性，造成了巨大的损失，但自此开始，这个信号将不再损失*，不论你如何在网站，服务器，U盘，SSD等介质中反复传递，这个信号都是完整的（介质故障，寿命到了或摔坏了不能算），而且还具备可复制性，因为数字信号传输不论快慢，都必须等待数据链全部传输完毕才会确认，且数据无法出现模糊值。况且在数字系统中，我们使用的各种数字效果器，也永远不会因为时间的流逝而出现错误或失效。而模拟信号则不同，模拟信号虽然理论上无敌，但它只要开始传输，就开始损失，因为电流会随着距离的延伸或一个个接口的衔接而衰减，而反复进行电流放大则会添加过多的电气噪音从而干扰原始信号，而且很多硬件音频设备元件，也会随着时间而损耗逐步失效，这些不确定性也导致了纯粹的模拟信号无法保证始终如一的质量。
以下是两张iZotope公司制作的录音与混音中信号流流程的图片，也许能帮助你用最直观的方式弄懂信号流。
*数字信号理论上是不会出现损失的，在数字时代刚刚来临之际，出现过一些奇特的论点，据称数字信号会在多次传播后出现损失，但无论从理论上还是事实应用中，这种论点都不太站得住脚。我猜测这种言论的起点，可能来自于早期数字文件的传递，大多是通过中转网站，而这些网站会对图片，音频和视频文件进行一定程度的压缩，导致质量降低，而被误解为数字文件在传递中会出现损失的言论。事实上，在现在网络传输的高速高流量下，我们以源文件进行复制传输，就不会再出现质量损失的问题了（或者说，数字文件的质量损失，多来自于人为刻意的压缩）。
结论
信号流，是看起来复杂，实际应用中也依然复杂的信号流通概念。但只要我们掌握一个最基本的原理：一个信号，始终要走一条单一的传输路线。与此同时，再保持头脑的冷静，也许在下次进行线路连接或故障排查时，就不太容易急火攻心焦头烂额了。
