聲卡的工作原理



聲卡允許計算機創建和錄制真實、高質量的聲音。查看更多 電腦硬件圖片.
在聲卡發明之前,一個 個人電腦 可以發出一種聲音 - 嗶嗶聲。雖然計算機可以改變嗶嗶聲的頻率和持續時間,但它不能改變音量或產生其他聲音。
起初,蜂鳴聲主要用作信號或警告。后來,開發人員使用不同音高和長度的嗶嗶聲為最早的 PC 游戲創作音樂。這種音樂不是特別逼真 - 您可以在以下位置聽到其中一些配樂的樣本 交火設計.
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幸運的是,計算機的聲音能力在 1980 年代大大提高,當時幾家制造商推出了專門用于控制的附加卡。 聲音.現在,帶有聲卡的計算機可以做的不僅僅是嗶嗶聲。它可以為游戲或環繞聲播放產生 影碟.它還可以捕獲和錄制來自外部來源的聲音。
在本文中,您將了解聲卡如何允許計算機創建和錄制真實、高質量的聲音。
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模擬與數字

聲卡必須在聲波和聲波之間轉換 位和字節.聲音和計算機數據有著根本的不同。聲音是模擬的——它們是由穿過物質的波組成的。當這些波物理振動時,人們會聽到聲音 耳膜.然而,計算機使用代表 0 和 1 的電脈沖進行數字通信。像一個 顯卡,聲卡在計算機的數字信息和外界的模擬信息之間進行轉換。
聲音是由通過空氣或水等介質傳播的波組成的。
最基本的聲卡是印刷電路板,它使用四個組件進行轉換 模擬和數字 信息:
一 模數轉數字 轉換器 (模數轉換器)
一個 數模轉 轉換器 (數字轉換器)
一 ISA 或 PCI 接口 將卡連接到 母板
麥克風的輸入和輸出連接以及 揚聲器
一些聲卡使用編碼器/解碼器芯片(也稱為 編 解碼 器,同時執行這兩個功能。
在下一節中,我們將探討聲卡上發生的模數和數模轉換。
X-Fi
聲卡技術的最新進展之一是,或 極致保真,來自 SoundBlaster 制造商 創造性.特征:
"主動模態架構“,為人們的游戲、休閑用途或音樂創作提供了不同的聲音選擇
一個 數字信號處理器 (DSP) 具有 5100 萬個晶體管
多個處理引擎,每個都執行特定的聲音操作
一個 24 位結晶器,這逆轉了 16 位固有的一些音質損失 光盤 錄音
極限科技 有一篇全面的文章詳細介紹了 的功能。
模數轉換器和模數模轉換器

模數轉換器以頻繁的間隔測量聲波。想象一下使用您的 計算機 記錄自己的談話。首先,你對著一個 麥克風 您已插入聲卡。ADC 將語音的模擬波轉換為計算機可以理解的數字數據。為此,它通過頻繁地對波進行精確測量來對聲音進行采樣或數字化。
每秒的測量次數,稱為 采樣率,以 kHz 為單位進行測量。卡的速度越快 采樣率,其重建波越準確。
如果您要通過 揚聲器,DAC 將反向執行相同的基本步驟。通過精確的測量和快速的采樣率,恢復的模擬信號幾乎可以與原始聲波相同。
然而,即使是高采樣率也會導致音質有所下降。通過電線移動聲音的物理過程也可能導致 失真.制造商使用兩種測量方法來描述音質的這種降低:
總諧波失真 (THD),以百分比表示
信噪比 (信噪比),以分貝為單位
對于THD和SNR,值越小表示質量越好。一些卡還支持數字輸入,允許人們存儲數字錄音而無需將其轉換為模擬格式。
接下來,我們將看看聲卡上常見的其他組件以及它們的作用。
聲音創作方法
計算機和聲卡可以使用多種方法來創建聲音。一個是 調頻 (FM)合成,其中計算機重疊多個聲波以制作更復雜的波形。另一個是 波表合成,它使用真實樂器的樣本來復制音樂聲音。波表合成通常使用以不同音高演奏的同一樂器的多個樣本來提供更逼真的聲音。通常,波表合成比FM合成創建更精確的聲音再現。
其他聲卡組件

PCI 聲卡除了聲音處理所需的基本組件外,許多聲卡還包括額外的硬件或輸入/輸出連接,包括:
數字信號處理器:與圖形處理單元(GPU)一樣,DSP是專用的 微處理器.它通過執行模擬和數字轉換的計算來減輕計算機 CPU 的一些工作負載。DSP 可以同時處理多個聲音或通道。沒有自己的 DSP 的聲卡使用 CPU 進行處理。 記憶:與 顯卡,聲卡可以使用自己的 記憶 以提供更快的數據處理。 輸入和輸出連接:大多數聲卡至少具有 麥克風 和 揚聲器.有些包含如此多的輸入和輸出連接,以至于它們具有 分線盒,通常安裝在其中一個驅動器托架中,以容納它們。這些連接包括:
用于 3D 和 環繞聲
索尼/飛利浦數字接口 (S/PDIF),一種用于音頻數據的文件傳輸協議。它使用同軸或光纖連接進行聲卡的輸入和輸出。
樂器數字接口 (MIDI),用于將合成器或其他電子樂器連接到其計算機。
火線 和 USB 連接,將數字音頻或視頻錄像機連接到聲卡
游戲設計師使用 3-D 聲音 提供快節奏的動態聲音,根據玩家在游戲中的位置而變化。除了使用來自不同方向的聲音外,這項技術還可以逼真地再現聲音在障礙物周圍傳播或穿過障礙物。 環繞聲 還使用來自多個方向的聲音,但聲音不會根據聽者的動作而變化。環繞聲在 家庭影院 系統。
像一個 顯卡,聲卡使用軟件來幫助它與應用程序和計算機的其余部分進行通信。該軟件包括卡的驅動程序,允許卡與 操作系統.它還包括 應用程序接口 (API),這是一組規則或標準,使軟件更容易與卡通信。最常見的 API 包括:
微軟:直接聲音
廣告素材:環境音頻擴展 (EAX) 和 Open AL
森索拉:宏特匯
QSound實驗室:QSo
接下來,我們將看看集成 母板 和外部聲音控制選項。
3-D vs 環繞聲和驅動程序和 API
游戲設計師使用 3-D 聲音 提供快節奏的動態聲音,根據玩家在游戲中的位置而變化。除了使用來自不同方向的聲音外,這項技術還可以逼真地再現聲音在障礙物周圍傳播或穿過障礙物。 環繞聲 還使用來自多個方向的聲音,但聲音不會根據聽者的動作而變化。環繞聲在 家庭影院 系統。
像一個 顯卡,聲卡使用軟件來幫助它與應用程序和計算機的其余部分進行通信。該軟件包括卡的驅動程序,允許卡與 操作系統.它還包括 應用程序接口 (API),這是一組規則或標準,使軟件更容易與卡通信。最常見的 API 包括:
微軟:直接聲音
廣告素材:環境音頻擴展 (EAX) 和 Open AL
森索拉:宏特匯
Q實驗室:QSound實驗室
其他聲音控制選項

外部聲音控制器
并非每臺計算機都有聲卡。某些主板具有集成的音頻支持。一個 母板 擁有自己的DSP可以處理多個數據流。它還可能支持3D定位和杜比 環繞聲.但是,盡管具有這些功能,但大多數審閱者都同意單獨的聲卡提供更好的音頻質量。
筆記本電腦的主板或小聲卡通常具有集成的聲音功能。然而,出于空間和溫度控制的考慮,頂級內部卡變得不切實際。所以 筆記本 用戶可以購買外部聲音控制器,這些控制器使用 USB 或 火線 連接。這些外部模塊可以顯著提高筆記本電腦的音質。
有關聲卡和相關主題的詳細信息,請查看下一頁上的鏈接。
購買聲卡
許多因素會影響聲卡提供清晰、高質量聲音的能力。購買聲卡時,請注意:
ADC 和 DAC 數據容量,測量單位: 位
信噪比 (SNR) 和總諧波失真 (THD)
頻率響應,或卡在不同頻率下播放聲音的聲音聲音的聲音
采樣率
輸出聲道,例如 5.1 或 7.1 環繞聲
支持的應用程序編程接口 (API)
認證,包括杜比母版和 THX
任何投資頂級聲卡的人也應該擁有高質量的 揚聲器.即使是最好的聲卡也無法彌補糟糕的揚聲器質量。
常見問題
什么是音樂中的聲卡?
聲卡是一種允許用戶輸入和輸出音頻信號的計算機硬件。聲卡用于各種電子設備,包括計算機、智能手機和平板電腦。
什么是PC聲卡?
聲卡是一種計算機硬件,在計算機程序的控制下向計算機提供音頻信號的輸入和輸出。
聲卡有什么用?
聲卡用于處理數字音頻信號。它可用于錄制和播放聲音,并為音頻信號添加特殊效果。
責任編輯:David
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