|
; a u* ]$ X$ r( k6 [1 q2 V; y声卡产生的声音让你可以知道新的E-mail来了;而在声卡出现之前,PC被限制为只能靠在主板上微小的扬声器发出“beeps”的声音。 从90年代开始,声卡出现在多媒体电脑上,并且指引计算机进入到全新的游戏时代。
$ ?$ ?/ v2 }. K$ ]2 m/ E( w. @8 k
) l% m: K: X5 h0 C X0 V, v- N1989年,Cre Labs(创新实验室,位于新加坡)发布了 Creative Labs SoundBlaster Card(创新声霸卡);从该时候起,很多公司也陆续发布了声卡,而Creative则继续改进SoundBlaster 的产品线。
' S7 |$ U3 c4 o7 m+ _8 ?& _ Z& `! l, P% n" p
在该版本“神奇的硬件:声卡是怎么工作的?”文章里,你将可以知道声卡工作的原理,并且能够认识到很多关于音频方面的技术,还可以知道FM和wavetable(波表)合成究竟是什么意思。0 o& O- b( j! s' M& a+ c. R
+ t6 Y4 A& D3 ^) F4 g/ y4 B% M: y; N: x/ |+ S9 ^
8 [1 `2 |; ?# z: M# u7 g; Q
& F* b* n' |& ^. L8 g' h( X' P- d+ Z, \9 t3 i$ c+ F
. H q; ~, T/ Y
剖析声卡的结构
6 z6 M$ G0 Y, M7 ~ 典型的声卡由以下的组件组成:4 D5 t: o, G; X- M0 Y9 u' ~
$ k! Q; Z1 U0 }
一个数字信号处理器(DSP),负责大部分的运算
3 V9 o5 b6 ?3 g& h一个数模转换器(DAC),负责把音频输出电脑- i( Y! |% n7 J9 |1 u9 E t/ {
一个模数转换器(ADC),负责把音频输入电脑6 U! R# Y2 j' i. L1 t6 G" r) s
只读存储器(ROM)或者Flash 存储器,用于储存数据
2 |6 v- E" C# a7 ^音乐设备数字接口(MIDI),用于连接外部的音频设备(对于大部分声卡而言,游戏端口也可以用于连接外部的MIDI适配器): \- g" V( T( X
用于连接扬声器和麦克风的插口,还有线性输入(line in )和线性输出(line out)
0 C# ]5 K) { y
" I- {- i- F) c( s: `* H# ?- D( j
目前流行的声卡通常被插到周边组件互连(PCI)插槽上,而比较旧或者廉价的声卡则使用工业标准架构(ISA)总线 。今天很多电脑都把声卡作为芯片整合到了主板上面,这样就释放出了插槽用于其它的组件。SoundBlaster Pro 实际上是声卡的标准,事实上今天市场上出售的所有声卡都完全兼容SoundBlaster Pro 。
5 h% b. {* a2 ^* b9 G$ U& j5 P, o6 F" |1 R9 j; {
5 o9 C* ^" U2 ~) _! H. e4 r) B* C! k
$ u+ s# t, w5 y* ^现在很多不同制造商生产的不同品牌声卡都使用了相同的芯片,而最基本的芯片都来自第三方的销售商;为了使产品区分开来,声卡制造商会对其加入不同的功能,还有捆绑各样不同的软件。
, |5 e( \4 Y7 i; F d5 b
+ V" N7 g9 K, N1 ^: I$ P& u0 f4 X. c2 C& Y
声卡可以连接的设备:
$ b- y$ f/ t$ l( y$ {% a! b* h耳机7 v6 Z3 p/ Z" R( @1 X1 F( u
扩音机/扬声器& q$ W( J! f; k, C/ T
模拟的输入源
+ U# ?4 `4 l- J: K8 F/ _" p K/ @麦克风4 t4 H$ Z! q; j; k. b8 A, I5 A
收音机
) T3 u3 h) `1 a9 s4 `卡带机
7 \# [# V# W) R! q! C, J: ACD 播放器3 }0 E( M( _ p$ D' {; }* D3 |
数字输入源% |- S2 Q/ y4 j' ^/ S2 }
0 f4 M' w9 f8 n0 t, S
数字 录音磁带(DAT)
: y- i1 b( E- wCD-ROM 驱动器
3 D+ X' M- {# i9 c模拟输出设备 - 卡带机( Y* t* j$ M: k. I4 C* f
数字输出设备
+ V$ O( w) p) }. k. J1 G. z& D% b8 T5 q7 T9 W4 X4 }
数字 录音磁带(DAT)
# p! ]1 C% Q9 I) O: V# e% V+ [6 _% |CD-R
7 M( Y1 m6 U" a6 P4 a% g/ q- O+ e! b一些目前最高端的声卡已经可以支持5-6个扬声器和支持数字接口。对于高保真音频的爱好者,现在还有新一代的数字声卡。数字声卡对于需要数字处理 的应用来说非常实用,例如CD-R和DAT。该类型声卡可以一直保持数字的信号,而不经过任何的数模转换,因此可以有效地减少“代损失”。数字声卡规定了数字声音的输出和输入,因此你可以从DAT,DVD或者CD直接 读取数据并存储在硬盘上。# A: b- @# A. @- x; m; H5 A" F
: f3 ]. v2 ~7 ~4 w% \) P1 s% A$ w. J
" F! I$ O/ N" i R* r
迷人的波表
9 ?6 N( Z) i% X( r& _+ Y* G& u" t通常,声卡能够完成四件事情:
: S1 l5 C6 m$ N/ k3 O( f播放预先录制好的音乐(从CD或者声音文件,例如WAV 或者MP3),游戏或者DVD
q- K$ E) Q& Y- J: ~以广泛的媒体格式从外部的音源(麦克风或者卡带播放器)记录音频
4 B8 x' h+ D# n4 O' u* L合成声音2 a5 ~2 K! }7 O# n6 H
处理现成的声音" H7 }, x$ T6 P$ z
DAC和ADC提供了方法处理声卡音频的输入和输出,而DSP则检查整个过程。DSP还可以捕获声音的任何变化,例如回音或者反射 ;此外因为DSP主要集中音频的处理,电脑的主处理器可以空闲出来做其它的任务。
2 u8 I8 z. f* u' \# _7 W& R% K9 A, }. \; U& d, t, G1 h; c2 d
" k! J+ q' R* m3 G6 w- H早期的声卡使用FM合成来产生声音;FM合成以不同的频率来捕获音调,然后把它们合成为接近的声音,例如喇叭产生的号声。FM技术已经相当的成熟,但说到声音的真实来说,它比不上波表合成。波表合成通过对真实的音乐设备 产生的声音进行采样,该样本接着会以非常高的精确度进行循环的播放和重新产生声音。波表合成事实上已经成为大部分声音的标准,但一些廉价品牌的声卡仍旧还在使用FM合成。其中还有些声卡提供不同的类型。
! w4 a; e& O9 \4 C1 R; _很多成熟的声卡还提供对MIDI设备的支持;你可以使用音乐程序,把MIDI设备的音乐设备连接在声卡上,这样在你播放的过程中可以在电脑屏幕上看见音乐乐谱的变化。
9 k+ q/ y1 a4 ~6 d G2 k1 [( p5 N. p8 Y. L0 _( M
2 L' d- `4 n _声音的产生
7 A+ Q+ a% ^0 }" [; M现在我们假设你正在使用麦克风,并且声音输出在扬声器上。声卡通过麦克风(数据输入)以WAV的格式创建声音文件,转换数据成为文件,并记录在硬盘上的过程如下:
) a* N, b3 W- K) r* {( e, M声卡从麦克风插孔接收连续、模拟的波型信号输入,该模拟信号具有不同的频率和振幅
, x$ i- U1 [5 g电脑的软件选择那些有用输入的信号,这主要根据是否麦克风输入的声音是否是需要的
" G4 O3 s0 ^+ W1 X混合过程,模拟波形的信号通过模数转换器(ADC)芯片进行实时的处理,以1和0的形式把信号记录起来--产生二进制(数字)的输出
5 v8 z% F% X F0 o从ADC产生的数字输出流进DSP,DSP通过存储在声卡其它芯片上的指令对其进行再编程;DSP的功能之一是对现有的数字数据进行压缩,以节省空间。在该任务的进行过程中,DSP可以允许电脑的主处理器执行其它的任务。+ w3 l+ `, W5 U* X% _
DSP输出的数据通过声卡的连接被输送到电脑的数据总线(或者从声音芯片到主板的数据总线之间流动: 这主要是集成声卡)。1 q" I- A$ b' A4 Z
数字数据被电脑的主处理器进行处理,然后发送到硬盘控制器,接着它以WAV文件的形式记录在硬盘上。& ^/ U/ a6 Q3 H: G4 z) q0 p2 f
, R6 X% M- c7 [3 L 在听已经预先记录好的WAV文件时,该处理过程只是简单的反转:
+ f) F! @; o6 u
2 T* h/ c- h. b. h7 W, [6 t: f+ A4 Y; N' C0 n3 ^
数字数据从硬盘读取出来,然后通过中心处理器(CPU)的处理1 c( j; o' s, I# N' q# K
CPU把数据发送到声卡的DSP
. b2 A$ O/ a2 |' R6 n4 W8 I2 lDSP解压缩数字数据
% t- n0 ` l3 }. c从DSP解压缩的数字数据流被数模转换器(DAC)进行实时的处理,通过耳机或者扬声器产生模拟的信号。
7 a" ?5 k! b3 v Q7 m* m, D. Q3 c! Q3 f8 l. e+ \7 h! S3 g
; n+ C4 a' Q% c! E3 }1 f
声卡的升级& ~5 i5 Q# R$ T1 ?( T0 A1 ^2 r
r3 \0 h) O4 D! u/ n/ B! S' E+ c
如果主板没有集成声卡或者你想获得更高的性能(音频质量),你可以对声卡进行升级;最普通的升级途径是把ISA声卡转换为PCI声卡。大体来说,你可以根据应用来决定自己是否需要新的声卡;对于某些音频应用程序,例如电话或者某些游戏,你需要全双工的声卡。全双工的声卡有能力在提供声音输出的同时接受声音的输入。
! l& y5 @. r$ L
& A3 V3 S2 F3 c" l在Windows环境中,你可以通过使用两个录音器来测试声卡是否具有全双工的能力,其中你可以按照以下的步骤进行测试:
1 Z' {+ H. m* Z- C8 ~0 N# k2 K. N5 X2 y2 D$ [. n# D1 n7 M# \: `" Z
开始菜单, P+ W5 l9 M9 i8 m7 u5 ]
程序+ g1 e9 q+ C; _0 S& e$ H4 C+ _) u+ k$ C
附件
* j6 w- `0 r _7 d: @娱乐 H0 F9 x; G, y& d# ^
3 q1 B8 D2 G C+ @录音机
" \; P ]0 t- j
' M+ B* L5 {8 L5 I6 c0 a+ [重复上面的步骤,同时运行两个录音器。你可以在一个Windows录音机播放音乐文件,而使用另外一个录音机进行录音;如果能够同时运行,那么你的声卡就是全双工的声卡,反之则不是。
( ~. c/ d, ]! s |
|