Официальный сайт rosregistr 24/7/365

Вы не зарегистрированы

Авторизация

Звуковая карта

 

 

 

 
    Звуковая карта – элемент компьютера, который передает звук на наушники или колонки. Звуковые карты бывают встроенные в материнскую плату, в виде отдельных плат и внешних устройств. Современные звуковые карты не имеют дополнительного охлаждения, как например у видео карт.

      Последние модели звуковых карт оснащены выходом 7.1. Это позволяет подключать к ней сабвуфер с семью сателлитами. Помимо этого можно подключать наушники, микрофон и джойстик, для которого предусмотрен специальный порт. У брэндовых производителей все вышеупомянутые разъемы позолочены для лучшего контакта, что существенно повышает проводимость и снижает уровень помех.

     Звуковые карты не требуют специальных мероприятий по сервисному обслуживанию, однако рекомендуется периодически удалять с поверхности платы пыль для того, чтобы она не накапливала статическую энергию и не приводила к перегреву самой платы.
возможно представить себе современный компьютер, не умеющий воспроизводить звук, однако всего пятнадцать лет назад единственным "голосом" машины был писк системного динамика-"пищалки". А ведь именно компьютерный звук породил такое явление как мультимедиа, объединившее в себе все виды подачи компьютерной информации - от текстов и статичной графики до цифрового видео с многоканальным звуковым сопровождением.

 

 
        Удивительно, но даже само понятие "мультимедиа" в его нынешнем значении появилось лишь в начале девяностых годов XX века, а в семидесятые годы так называли музыкальные программы с красочным световым представлением, которые проводились в западных ночных клубах. Первый стандарт на мультимедийный компьютер (MPC-1) был опубликован в 1990 году, а последним таким стандартом стал MPC-3, представленный в 1995 году. Он, в частности, предусматривал наличие в мультимедийной машине привода CD-ROM и звуковой карты с 16-разрядным представлением звукового сигнала.

     Первые компьютерные "звуковушки" появились в конце восьмидесятых годов прошлого века, причем в ряды разработчиков этих устройств входили как фирмы, специализирующихся на электронных музыкальных инструментах (например, Roland и Yamaha), так и компании, занимающиеся выпуском компьютерных комплектующих, среди которых была и сингапурская Creative Labs. Именно этой компании было суждено в корне перевернуть представление о звуке на персональном компьютере, а начало этой мультимедийной революции было положено в 1988 году, когда на рынке появилась стереофоническая звуковая карта Game Blaster, рассчитанная на использование с компьютерными играми. Однако эта карта была слишком дорогой и звучала не слишком хорошо. Гораздо большим спросом пользовалась карта канадской фирмы Ad Lib, в которой использовался FM-синтезатор Yamaha YM3812, применявшийся ранее в детских музыкальных игрушках. Дело кончилось тем, что Creative купила лицензию на этот чип, который и стал основой легендарного Sound Blaster. Помимо прочего, эта карта была снабжена интерфейсом MIDI, и в таком виде она была включена в стандарт MPC-1.

       Тогда же встал вопрос об аппаратной совместимости звуковых контроллеров различных производителей, поскольку карты разных фирм использовали разные прерывания и адреса портов ввода-вывода. Фактическим стандартом из-за широкого распространения карт все той же фирмы Creative стал Sound Blaster. Более того, при переходе с шины ISA на шину PCI для обеспечения обратной совместимости потребовалось организовать эмуляцию DMA, поскольку Sound Blaster, как и другие старые карты, передавал звуковые данные по каналу DMA. На программном уровне совместимость звуковых карт впоследствии обеспечил API (программный интерфейс) DirectX вездесущей компании Microsoft, через который различные мультимедийные приложения обращаются к аппаратному обеспечению.

       Для понимания дальнейшего изложения необходимо кратко остановиться на том, что представляет собой цифровой звук, с которым работает персональный компьютер. Как известно, звук - это механические колебания определенной частоты, передающиеся через воздух и некоторые другие среды, а также тела. Для того чтобы звук был услышан человеком, эти колебания должны иметь определенную частоту, а именно от 16 до 20000 Гц. Длительное время считалось, что человек не слышит звук частотой выше 20 кГц, однако последние исследования показали, что организм воспринимает звуки и более высокой частоты, которые формально относятся к ультразвуку. Именно поэтому новейшие форматы звукозаписи DVD-Audio и SACD предусматривают запись сигнала с частотой до 100000 Гц.

         Громкость звука определяется амплитудой звуковых колебаний: чем больше амплитуда, тем выше громкость или динамический диапазон, измеряемый в децибелах (дБ). Болевой диапазон для человека составляет порядка 120-140 дБ, а звук с громкостью не более 20 дБ воспринимается как еле слышный. Оцифровка аналогового звука как раз и имеет дело с частотой колебаний и их амплитудой; на выходе аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) мы получаем двоичный код, описывающий динамический диапазон и частоту колебаний в конкретный момент времени. Согласно теореме Котельникова, для точной передачи звука частота оцифровки (дискретизации или сэмплирования) должна не менее чем вдвое превышать высшую частоту аналогового сигнала. За динамический диапазон отвечает разрядность: восьмибитная запись "порадует" нас всего 48 дБ, зато 16-битная - уже 96 дБ, чего более чем достаточно для записи электронной и рок-музыки и даже для весьма качественной оцифровки симфонических произведений. Именно поэтому в свое время для записи на компакт-дисках были выбраны частота дискретизации 44100 Гц, с запасом обеспечивающая воспроизведение частот до 20000 Гц, и разрядность 16 бит. Эти же значения являются минимально допустимыми для современных компьютерных звуковых карт. Теоретически, чем выше частота дискретизации и разрядность, тем выше качество звуковой карты.

         Впрочем, есть целая масса нюансов. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что заявленная разрядность 16 бит охватывает динамический диапазон 96 дБ лишь в теории, поскольку ошибки, возникающие по причинам технологического характера как при записи, так и при воспроизведении звука, в действительности способны сузить этот диапазон до 75-80 дБ. В нашем случае многое зависит от класса используемых в карте аналогово-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, а также от качества разводки аналоговых цепей, поэтому при равных заявленных параметрах дорогие профессиональные карты звучат значительно лучше, чем массовые мультимедийные модели. Интересующиеся могут прочитать об этом в многочисленных тестах звуковых карт.

        Помимо оцифровки аналогового сигнала и воспроизведения цифровых звукозаписей звуковые карты осуществляют еще одну важную функцию, а именно синтез звука. Еще можно найти устаревшие карты, в которых синтез звука осуществлялся исключительно FM-генераторами. Качество звучания таких карт чрезвычайно посредственно, поэтому их полностью вытеснили модели на основе таблично-волнового синтеза (WT-синтеза), воспроизводящие заранее записанные образцы ("сэмплы") звучания тех или иных инструментов. Ранее из-за низкой пропускной способности шины ISA производители устанавливали микросхемы памяти с наборами ("банками") сэмплов непосредственно на карты, однако после перехода на более быструю шину PCI появилась возможность хранить эти наборы звуков в системной памяти компьютера. Это дало возможность увеличить размеры сэмплов, их количество и качество, что позволило существенно повысить качество звучания.

        Схожее воспроизведение одинаковых музыкальных фрагментов на разных картах при помощи WT-синтеза обеспечивает стандарт General MIDI, который первоначально разрабатывался для электронных музыкальных инструментов и студийного профессионального оборудования. По 16 MIDI-каналам передается управляющая информация (или MIDI-сообщения), в число которой, помимо прочего, входят команды воспроизвести ту или иную ноту с той или иной громкостью тем или иным инструментом. Позднее появились расширения этого стандарта - GS MIDI (разработчик - компания Roland) и XG MIDI (разработчик - Yamaha), обратно совместимые с General MIDI. Реализация стандарта MIDI в звуковых картах как раз и позволила превратить персональный компьютер в домашнюю студию звукозаписи. В мультимедийных звуковых картах, как правило, отсутствуют стандартные пятиштырьковые MIDI-разъемы типа DIN (если помните, именно такие разъемы применялись в аудиоаппаратуре производства СССР и некоторых стран "социалистического лагеря"), и для подключения, скажем, клавиатуры, используются переходники MIDI-игровой порт. В полупрофессиональных картах MIDI-порты обычно выносятся на внешний коммутационный блок, а в профессиональных звуковых картах их может и не быть вовсе, как, впрочем, и WT-синтезатора, поскольку в компьютерных студиях этого класса применяются отдельные MIDI-интерфейсы и внешние синтезаторные блоки.

      Обязательным компонентом современной звуковой карты является DSP - цифровой сигнальный процессор или, как его часто называют, "процессор эффектов". Формальное предназначение этой микросхемы - управление обменом данных между компонентами карты, а также обеспечение подключения к шине PCI. Фактически же DSP является центром мультимедийного звукового адаптера и отвечает, помимо упомянутого выше, и за всевозможные звуковые эффекты в компьютерных играх и в записываемой и воспроизводимой музыке. Самой распространенной технологией эффектов, используемой в DSP, является EAX, применяемая в процессорах семейства Audigy. Если в первых микросхемах Audigy поддерживалась EAX версии 2, то в картах Audigy 2 ZS заявлена совместимость с EAX4.

 

 
 

Интегрированная аудио подсистема

 

 

      AC'97 (сокращенно от Audio Codec '97) – это стандарт для аудиокодеков, разработанный в лабораториях Intel (Intel Architecture Labs) в 1997 г. Этот стандарт используется в основном в системных платах, модемах, звуковых картах и корпусах с аудио решением передней панели. AC'97 поддерживает частоту дискретизации 96 кГц при использовании 20-разрядного стерео разрешения и 48кГц при использовании 20-разрядного стерео для многоканальной записи и воспроизведения.

      AC'97 состоит из встроенного в южный мост чипсета хост-контроллера и расположенного на плате аудиокодека. Хост-контроллер (он же цифровой контроллер, DC'97) (англ. digit controller) - отвечает за обмен цифровыми данными между системной шиной и аналоговым кодеком (AC’97). Аналоговый кодек - это небольшой чип (4х4 см, корпус TSOP, 48 выводов), который осуществляет пpеобpазования аналог->цифpа и цифpа->аналог в pежиме пpогpаммной пеpедачи или по DMA. Состоит из узла непосpедственно выполняющего аналогово-цифpовые пpеобpазования - АЦП/ЦАП (междунаpодное обозначение - coder/decoder, codec). От качества пpименяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифpовки и воспpоизведения звука.


      HD Audio (сокращенно от High Definition Audio - звук высокого разрешения) - является эволюционным продолжением спецификации AC‘97 предложенным компанией Intel в 2004 г., обеспечивающей воспроизведение большего количества каналов с более высоким качеством звука, чем обеспечивалось при использовании интегрированных аудио кодеков, как AC'97. Аппаратные средства, основанные на HD Audio, поддерживают 192 кГц/24-разрядное качество звучания в двухканальном и 96 кГц/24-разрядное в многоканальном режимах (до 8 каналов).

     Форм-фактор кодеков и передачи информации между их элементами остался прежним. Изменилось только качество микросхем и подход к обработке звука.

Отличительные особенности двух форматов.

AC '97

HD Audio

Преимущество HD Audio

16 бит 48 кГц максимум

24 бит 192 кГц максимум

Полноценная поддержка новых форматов, таких как DVD-Audio

5.1

5.1/7.1

Полноценная поддержка новых форматов, таких как Dolby Digital Surround EX, DTS ES

Полоса пропускания 11.5 Мб/с

48 Мб/с выход, 24 Мб/с вход

Выше полоса пропускания позволяет использовать большее число каналов в более детальных форматах

Фиксированная полоса пропускания

Задаваемая полоса пропускания

Используются только необходимые ресурсы

Определённый канал DMA

DMA каналы общего назначения

Поддержка многопоточности и нескольких подобных устройств

Одно звуковое устройство в системе

Несколько логических звуковых устройств

Поддержка концепции Digital Home / Digital Office, вывод разных звуков на разные выводы для мультирумных возможностей и отдельного голосового чата во время онлайн-игр

Опорная частота задаётся извне, основным кодеком

Опорная частота берётся от чипсета (I/O Controller Hub, ICH)

Единый высококачественный задающий генератор для синхронизации

Стабильность работы зависит от стороннего ПО третьих фирм

Универсальная архитектура звукового драйвера от Microsoft

Единый драйвер для большей стабильности OS и базовой функциональности, не требуется специальная установка драйверов

Ограниченный device sensing / jack retasking

Полный device sensing / jack retasking

Полная поддержка audio Plug and Play

Стреомикрофон или 2 микрофона

Поддержка массива из 16 микрофонов, максимум

Более точные ввод и распознавание речи

 

История

 

 

      Поскольку IBM PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для решения серьёзных научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена и даже не запланирована. Единственный звук, который издавал компьютер — был звук встроенного динамика бипера, сообщавший о неисправностях. Хотя на компьютерах фирмы Apple звук присутствовал изначально.

     В 1988 году фирма Creative Labs выпустила устройство Creative Music System (С/MS, позднее также продавалась под названием Game Blaster) на основе двух микросхем звукогенератора Philips SAA 1099 каждая из которых могла воспроизводить по 6 голосов одновременно. Примерно в это же время, AdLib выпустила свою карту, одноимённую с названием фирмы, на основе микросхемы YM3812 фирмы Yamaha. Данный синтезатор для генерации звука использовал принцип частотной модуляции (FM, frequency modulation). Данный принцип позволял получить более естественное звучание инструментов, чем у Game Blaster.

     Вскоре Creative выпустили карту на той же микросхеме, полностью совместимую с AdLib, но превосходящую её по качеству звучания. Эта плата стала основой стандарта Sound Blaster, который в 1991 году Microsoft включила в стандарт Multimedia PC (MPC). Однако эти карты имели ряд недостатков: искусственное звучание инструментов и большие объёмы файлов, одна минута качества AUDIO-CD занимала порядка 10 Мегабайт.

     Одним из методов сокращения объёмов, занимаемых музыкой, является MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — способ записи команд, посылаемых инструментам. MIDI-файл (обычно это файл с расширением mid) содержит ссылки на ноты. Когда MIDI-совместимая звуковая карта получает эту ссылку, она ищет необходимый звук в таблице (Wave Table). Стандарт General MIDI описывает около 200 звуков. Карты, поддерживающие этот стандарт, обычно имеют память, в которой хранятся звуки, либо используют для этого память компьютера. Одной из первых wavetables-карт была Gravis Ultrasound, получившая в России прозвище «Гусь» (от сокращённого названия GUS). Creative, стремясь упрочить своё положение на рынке выпустила собственный звуковой процессор EMU8000 (EMU8K), и музыкальную плату на его основе Sound Blaster AWE32, которая была несомненно лучшей картой того времени. «32» — это количество голосов MIDI-синтезатора в карточке.

     С возрастанием мощности процессоров, постепенно стала отмирать шина ISA, на которой работали все предыдущие звуковые карты, многие производители переключились на выпуск карты для шины PCI. В 1998 году компания Creative вновь делает широкий шаг в развитии звука и выпуском карты Sound Blaster Live! на аудиопроцессоре EMU10K, который поддерживал технологию EAX, устанавливает новый стандарт для IBM PC, который остаётся, в усовершенствованном виде, и по сей день.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 


»  Тэги к этому документу:
»  Размещено в сообществах:   

Смотреть видео онлайн


Смотреть русское с разговорами видео

Online video HD

Видео скачать на телефон

Русские фильмы бесплатно

Full HD video online

Смотреть видео онлайн

Смотреть HD видео бесплатно

School смотреть онлайн