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发表于 2019-7-24
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声卡的基本结构和工作原理介绍_有声卡和没声卡的区别9 u" s7 r' d/ N6 i& _
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一、什么是声卡# V0 g. c- R3 g6 \
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声卡（SoundCard）也叫音频卡（港台称之为声效卡）：声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。
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声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。
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二、声卡基本结构 B/ n6 e! V/ w; L* Z
5 O+ r. e* L1 }! c( d B" } 声音控制芯片
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2 z$ H. a: C# C( y% X" x4 d 声音控制芯片是把从输入设备中获取声音模拟信号，通过模数转换器，将声波信号转换成一串数字信号，采样存储到电脑中。重放时，这些数字信号送到一个数模转换器还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声。2 O1 K, Y) N: J5 p! N& O2 T1 b
; }$ F0 c% Y; a 数字信号处理器
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1 B' `/ f6 g( `7 g5 k; @/ o DSP芯片通过编程实现各种功能。它可以处理有关声音的命令、执行压缩和解压缩程序、增加特殊声效和传真MODEM等。大大减轻了CPU的负担，加速了多媒体软件的执行。但是，低档声卡一般没有安装DSP，高档声卡才配有DSP芯片。$ s' M, q( f! w- U$ B' L& l$ u
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FM合成芯片8 d, X5 o5 h9 F. I+ H
7 `. w- `7 N$ |1 {9 ^4 t1 x0 Y/ H" { 低档声卡一般采用FM合成声音，以降低成本。FM合成芯片的作用就是用来产生合成声音。
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# _: T2 `( m& O: u' N6 M& p# e# a9 P3 X# b 波形合成表
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6 \4 l& x) S2 x/ O! e 在波表ROM中存放有实际乐音的声音样本，供播放MIDI使用。一般的中高档声卡都采用波表方式，可以获得十分逼真的使用效果。
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波表合成器芯片
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) w' s' k+ Y& G+ ^# R! V 该芯片的功能是按照MIDI命令，读取波表ROM中的样本声音合成并转换成实际的乐音。低档声卡没有这个芯片。
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跳线: | t% ~3 c3 G0 i* P3 G! M1 B& q9 c
3 x6 J5 X. l" X. |5 F3 T! s( l 跳线是用来设置声卡的硬件设备，包括CD-ROM的I/O地址、声卡的I/O地址的设置。声卡上游戏端口的设置（开或关）、声卡的IRQ（中断请求号）和DMA通道的设置，不能与系统上其他设备的设置相冲突，否则，声卡无法工作甚至使整个计算机死机。
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I/O口地址
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PC机所连接的外设都拥有一个输入/输出地址，即I/O地址。每个设备必须使用唯一的I/O地址，声卡在出厂时通常设有缺省的I/O地址，其地址范围为220H～260H。
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4 ?# ^* y9 D; [4 i+ j8 ^ IRQ（中断请求）号+ n( k! V& ^& k( W9 Q, w" I% S
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每个外部设备都有唯一的一个中断号。声卡SoundBlaster缺省IRQ号为7，而SoundBlasterPRO的缺省IRQ号为5。4 [( X" I! W$ i* O1 A6 t7 _
0 t9 T! [1 J; ^ DMA通道( U% }: K" @1 y: K
0 S- c, G0 ?( k1 z8 _ 声卡录制或播放数字音频时，将使用DMA通道，在其本身与RAM之间传送音频数据，而无需CPU干预，以提高数据传输率和CPU的利用率。16位声卡有两个DMA通道，一个用于8位音频数据传输，另一个则用于16位音频数据传输。
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游戏杆端口
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声卡上有一个游戏杆连接器。若一个游戏杆已经连在机器上，则应使声卡上的游戏杆跳接器处于未选用状态。否则，2个游戏杆互相冲突。+ j8 N! ~& Y+ z7 K- X2 x
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三、声卡的组成/ W9 H' a8 C% `) j- L" d8 ~
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声卡是将话筒或线性输入的声音信号经过模/数转换编程数字音频信号进行数据处理，然后再经过数/模转换变成模拟信号，送往混音器中放大，最后输出驱动扬声器发声。下面对声卡的各个组成部分做一个介绍。* y& k8 ^5 R4 q- e2 f/ \
" ^* j" a2 |1 s( s! l6 ^ 1、数字信号处理芯片
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数字信号处理芯片可以完成各种信号的记录和播放任务，还可以完成许多处理工作，如音频压缩与解压缩运算、改变采样频率、解释MIDI指令或符号以及控制和协调直接存储器访问（DMA）工作。
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- m; x' E+ C, F$ L& a3 M- @ 2、A/D和D/A转换器
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* Q" o. M7 I( M( c4 L 声音原本以模拟波形的形式出现，必须转换成数字形式才能在计算机中使用。为实现这种转换，声音卡含有把模拟信号转成数字信号的A/D转换器，使数据可存入磁盘中。
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, k* Z2 K5 Y" c 为了把声音输出信号送给喇叭或其他设备播出，声卡必须使用D/A转换器，把计算机中以数字形式表示的声音转变成模拟信号播出。
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7 E+ j$ d' b' ]0 G$ Q 3、总线接口芯片! N7 n: E: d6 F" S7 B8 j) c" w( g
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总线接口芯片在声卡与系统总线之间传输命令与数据。
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4、音乐合成器, y y% } d; h7 x0 s" V
3 c& c& Y# ?) _7 q* I4 G n 音乐合成器负责将数字音频波形数据或MIDI消息合成为声音。
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5、混音器! N( \7 i1 r- s9 Q
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混音器可以将不同途径，如话筒或线路输入、CD输入的声音信号进行混合。此外，混音器还为用户提供软件控制音量的功能。( s/ p# E3 e4 \0 k- i4 ? F
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" t. R1 s: N7 v7 n- c0 p 四、声卡工作原理( K/ o( ?( u6 r2 p* ]
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声卡从话筒中获取声音模拟信号，通过模数转换器（ADC），将声波振幅信号采样转换成一串数字信号，存储到计算机中。重放时，这些数字信号送到数模转换器（DAC），以同样的采样速度还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声，这一技术称为脉冲编码调制技术（PCM）。
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6 r# {9 T. E$ i& { 无论是独立声卡，还是集成声卡，其基本架构和基本工作原理都是相似的，简单地说包括输入和输出两部分。
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8 x9 i7 c: L, }; x' T4 Z2 i. T 输出：
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CD或播放器软件对音源解码后，所得到的数字信号通过总线通道输入声卡，主芯片对数字信号进行处理，最后通过DAC进行数字信号到模拟信号的转换，再最终通过插座接口输出到耳机或音箱等播放设备成为我们听到的声音。; i* c) l, n/ T/ y3 ]
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对于声卡的输出功能，还有一种情况，就是数字输出。声卡的主芯片对数字信号进行处理后，通过声卡上的同轴输出接口或光纤输出接口进行输出，此时所输出的信号仍为数字信号，需要额外的解码器对信号进行解码，转换为模拟信号，才能被播设备进行播放。现在市场上有部分独立声卡设计上比较极端，只带有数字输出接口，而无模拟输出接口，消费者选购时应注意。
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输入：3 a- ^3 q( [6 Z, o7 u/ \0 V
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麦克风接收外界声音产生模拟信号，模拟信号通过插座接口输入声卡进行模拟信号到数字信号转换ADC，接着交由主芯片进行数字信号处理，再由总线传入系统。同样相对于数字输出，同样也存在将ADC外置，进行数字输入的情况。
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五、有声卡和没声卡的区别
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有无声卡，一般是说集成声卡和独立声卡的区别。目前电脑都具备集成声卡的。
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从使用角度来说区别主要在音效和功能上不同：! y( F: I V) e# p% a
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1、功能不同：集成声卡主要侧重于放音、播放音频以及普通的语音聊天和录制。独立声卡则提供了更多的输入输出以及芯片支持特效的处理等功能，专业声卡支持ASIO，可实现专业录音。
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2、音效不同：有些集成声卡也具有内置的一些音效，像礼堂、山谷、足球场、下水道等，但那些音效仅仅在监听端输出，无法内放到网络聊天室和系统录音通道。因此这效果，也只能你自己能听到。录音和网络聊天室里的对方是听不到任何效果的。独立声卡，则可以实现效果同步，自己听到的效果，录音能录上，聊天室对方也能同步听到音效。这个区别主要在网络k歌娱乐和个人录音方面。
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3、独立声卡有些对音频的处理更提高了一个档次，无论在模数转换和解析方便，都要略高于集成声卡，当然，现在一些集成声卡的播放能力也很不错了。这个区别在于对于一些播放设备的支持，比如有些声卡支持spdif输入输出，LR输入输出等。
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4、特定功能独立声卡的特出功能：有些声卡是侧重于游戏或者专业工作领域的。对于游戏特效的支持更丰富和全面。专业工作领域的独立声卡，则能提供更多的音频解决方案。! W2 d' e/ z' M( z
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