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聲卡

聲卡 (Sound Card)也叫音頻卡(港臺稱之為聲效卡):聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分,是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種硬件。

  聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換,輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設(shè)備,或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)使樂器發(fā)出美妙的聲音。

  基本結(jié)構(gòu)

  聲卡由各種電子器件和連接器組成。電子器件用來完成各種特定的功能。連接器一般有插座和圓形插孔兩種,用來連接輸入輸出信號。

  聲音控制芯片

  聲音控制芯片是把從輸入設(shè)備中獲取聲音模擬信號,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器,將聲波信號轉(zhuǎn)換成一串數(shù)字信號,采樣存儲到電腦中。重放時,這些數(shù)字信號送到一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器還原為模擬波形,放大后送到揚聲器發(fā)聲。

  數(shù)字信號處理器

  DSP芯片通過編程實現(xiàn)各種功能。它可以處理有關(guān)聲音的命令、執(zhí)行壓縮和解壓縮程序、增加特殊聲效和傳真MODEM等。大大減輕了CPU的負擔,加速了多媒體軟件的執(zhí)行。但是,低檔聲卡一般沒有安裝DSP,高檔聲卡才配有DSP芯片。

  FM合成芯片

  低檔聲卡一般采用FM合成聲音,以降低成本。FM合成芯片的作用就是用來產(chǎn)生合成聲音。

  波形合成表

  在波表ROM中存放有實際樂音的聲音樣本,供播放MIDI使用。一般的中高檔聲卡都采用波表方式,可以獲得十分逼真的使用效果。

  波表合成器芯片

  該芯片的功能是按照MIDI命令,讀取波表ROM中的樣本聲音合成并轉(zhuǎn)換成實際的樂音。低檔聲卡沒有這個芯片。

  跳線

  跳線是用來設(shè)置聲卡的硬件設(shè)備,包括CD-ROM的I/O地址、聲卡的I/O地址的設(shè)置。聲卡上游戲端口的設(shè)置(開或關(guān))、聲卡的IRQ(中斷請求號)和DMA通道的設(shè)置,不能與系統(tǒng)上其他設(shè)備的設(shè)置相沖突,否則,聲卡無法工作甚至使整個計算機死機。

  I/O口地址

  PC機所連接的外設(shè)都擁有一個輸入/輸出地址,即I/O地址。每個設(shè)備必須使用唯一的I/O地址,聲卡在出廠時通常設(shè)有缺省的I/O地址,其地址范圍為220H~260H。

  IRQ(中斷請求)號

  每個外部設(shè)備都有唯一的一個中斷號。聲卡Sound Blaster缺省IRQ號為7,而Sound Blaster PRO的缺省IRQ號為5。

  DMA通道

  聲卡錄制或播放數(shù)字音頻時,將使用DMA通道,在其本身與RAM之間傳送音頻數(shù)據(jù),而無需CPU干預,以提高數(shù)據(jù)傳輸率和CPU的利用率。16位聲卡有兩個DMA通道,一個用于8位音頻數(shù)據(jù)傳輸,另一個則用于16位音頻數(shù)據(jù)傳輸。

  游戲桿端口

  聲卡上有一個游戲桿連接器。若一個游戲桿已經(jīng)連在機器上,則應使聲卡上的游戲桿跳接器處于未選用狀態(tài)。否則,2個游戲桿互相沖突。

  工作原理

  聲卡從話筒中獲取聲音模擬信號,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),將聲波振幅信號采樣轉(zhuǎn)換成一串數(shù)字信號,存儲到計算機中。重放時,這些數(shù)字信號送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),以同樣的采樣速度還原為模擬波形,放大后送到揚聲器發(fā)聲,這一技術(shù)稱為脈沖編碼調(diào)制技術(shù)(PCM)。

  主要作用

  數(shù)字聲音文件。通過聲卡及相應的驅(qū)動程序的控制,采集來自話筒、收錄機等音源的信號,壓縮后被存放在計算機系統(tǒng)的內(nèi)存或硬盤中。

  激光盤壓縮的數(shù)字化聲音文件還原成高質(zhì)量的聲音信號,放大后通過揚聲器放出。

  數(shù)字化的聲音文件進行加工,以達到某一特定的音頻效果。

  音量,對各種音源進行組合,實現(xiàn)混響器的功能。

  合成技術(shù),通過聲卡朗讀文本信息。如讀英語單詞和句子,奏音樂等。

  音頻識別功能,讓操作者用口令指揮計算機工作。

  電子樂器。另外,在驅(qū)動程序的作用下,聲卡可以將MIDI格式存放的文件輸出到相應的電子樂器中,發(fā)出相應的聲音。使電子樂器受聲卡的指揮。

  技術(shù)指標

  采樣率

  采樣率指的是對原始聲音波形進行樣本采集的頻繁程度。采樣率越高,記錄下的聲音信號與原始信號之間的差異就越小。采樣率的單位是kHz,專業(yè)聲卡通常會提供一下集中采樣率:32/24/44.1/48/88.2/96kHZ。

  采樣精度

  采樣精度值對聲音進行“模擬-數(shù)字”變換時,對音量進行度量的精確程度。就好像刻度越精密的尺子測量出的長度越準確那樣,采樣精度越高,聲音聽起來就越細膩,“數(shù)碼化”的味道就越不明顯。專業(yè)聲卡支持的采樣精度通常包括:16bit/18bit/20bit/24bit。對于聲音的成品而言,最常用的音質(zhì)標準是16bit/44.1kHz,即CD品質(zhì)。無論在錄音時采用了多高的采樣率和采樣精度,最終生成立體聲音頻文件時都必須將聲音格式化為CD標準,以便使其能夠在絕大多數(shù)的音響設(shè)備上順利播放。使用高于CD音質(zhì)的標準進行錄音的好處是,如果不能保證聲源信號與原始波形高度一致,那么經(jīng)過了多次處理后,這個差別就會明顯增大。此外,使用高的采樣率與采樣精度錄制音頻,量化噪聲將會降至最低水平。

  失真度

  失真度是表征處理后信號與原始波形之間的差異情況,為百分比值。其值越小說明聲卡越能重視地記錄或再現(xiàn)音樂作品的原貌。

  信噪比

  信噪比指有效信號與背底噪聲的比值,由百分比表示。其值越高,則說明因設(shè)備本身原因而造成的噪聲越小。


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