课件：声卡和音箱.ppt

计算机硬件之 声卡和音箱,4.1 声 卡 4.2 音 箱,4.1 声 卡,4.1.1 声卡概述 4.1.2 声卡的类型 4.1.3 声卡的性能指标 4.1.4 选购声卡 4.1.5 声卡的故障分析,4.1.1 声卡概述,声卡是计算机中处理音频信号的工具，如图所示，通过声卡将计算机中的音频信号进行处理后，再通过连接到声卡的音箱，将声音以人耳能听到的频率表现出来。声卡主要由音频处理芯片、MIC接口、Line in接口、Speak接口和金手指等部件组成。,Line in端口主要用于连接电吉他、电子琴、合成器等外界设备的音频信号输出的录音，由于这些设备本身输出功率就比较大，因此需要连接到Line in端口录音，当然使用它们录音从某种程度上也可以被称为外部设备的“内录”。,4.1.2 声卡的类型,1集成声卡 2独立声卡 3外置声卡,1集成声卡,集成声卡是一种集成在主板上的数字模拟信号转换芯片，如图所示。集成声卡没有音频处理芯片，完全靠CPU对音频信号进行处理转换，这样会占用CPU资源，如果CPU比较繁忙，播放的声音就会出现停顿现象。目前常见的集成声卡芯片有Realtek ALC系列的AC97 CODEC芯片等。 集成声卡集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更为低廉、兼容性更好等优势，能够满足普通用户的绝大多数音频需求。,2独立声卡,独立声卡直接与主板的PCI插槽相连，它有独立的音频处理芯片，如图所示为一款独立的声卡。它负责所有音频信号的转换工作，从而减少了对CPU资源的占有率，并且结合功能强大的音频处理软件，可以进行几乎所有音频信息的处理。音质效果好的声卡都是独立声卡，一般适合对声音品质要求较高的用户。,3外置声卡,外置声卡是在独立声卡的技术上发展起来的。它的外形通常是一个长方形的盒子，在外置声卡上一般具有Speak接口、Line in接口、MIC接口等，如图所示。它们的作用与独立声卡上相应接口的作用是相同的。 外置声卡通过USB接口与PC连接，又称USB声卡，具有使用方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境，如连接笔记本实现更好的音质等。,4.1.3 声卡的性能指标,1音频采集 2波表合成 3MIDI规格 4声道 5音效,1音频采集,声卡的主要作用之一是对声音信息进行录制与回放，在这个过程中采样的位数和采样的频率决定了声音采集的质量。 （1）采样频率和采样位数直接决定了声卡录制和播放声音的效果。采样频率是指声卡在1秒钟内对声音信号的采样次数。采样频率越高，播放出的声音质量就越真实越自然。目前高端的声卡可以达到96KHz以上的采样频率，普通声卡的采样频率一般为8KHz、11.025KHz、22.05KHz、16KHz、37.8KHz、44.1KHz和48KHz等。其中，22KHz相当于普通FM广播的音质，44KHz相当于CD播放器播放CD光盘的音质。 （2）声音采样位数是声卡对声音的采集精度，它通常是一个二进制数。声卡的采样位数越高，声音听起来就越真实。目前中高端独立声卡的声音采样位数可以达到24bit64bit之间，普通的集成声卡和独立声卡的采样位数为16bit。,2波表合成,波表（WAVE TABLE）可以将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）录制下来，存储为一个波表文件。播放时，根据MIDI文件记录的乐曲信息向波表发出指令，从“表格”中逐一找出对应的声音信息，经过合成、加工后回放出来。因为它采用的是真实乐器的采样，所以效果自然要好于FM。一般波表的乐器声音信息都以44.1kHz、16Bit的精度录制，以达到最真实的回放效果。理论上，波表容量越大合成效果越好。,3MIDI,MIDI是Musical Instrument Digital Interface的简称，意为音乐设备数字接口。它是电子乐器之间以及电子乐器与计算机之间的统一交流协议，用数字符号来表达和记录音色、音长（节奏）、音高（音调）、音强（响度），体积很小。 MIDI文件只是一种对乐曲的描述，本身不包含任何可供回放的声音信息。 声卡回放MIDI音乐时，按MIDI文件记录的音长、音高、音强，再调用波表库中的音色，达到完美的回放。,4声道,声卡所支持的声道数是声卡技术发展的重要标志。 （1）单声道是比较原始的声音复制形式，早期的声卡采用得比较普遍。当通过两个扬声器回放单声道信息的时候，可以明显感觉到声音是从两个音箱中间传递到耳朵里的。这种缺乏位置感的录制方式用现在的眼光看是很落后的，但在声卡刚刚起步时，却是非常先进的技术了。 （2）单声道缺乏对声音的位置定位，而立体声技术则彻底改变了这一状况。声音在录制过程中被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果。这种技术在欣赏音乐过程中显得尤为重要，听众可以清晰地分辨出各种乐器来自的方向，从而使音乐更富想像力，更加接近于临场感受。,（3）立体声虽然满足了人们对左右声道位置感体验的要求，但要达到更好的效果，仅仅依靠两个音箱是远远不够的，新的四声道环绕音频技术则很好地解决了这一问题。四声道环绕有4个发音点，即前左、前右，后左、后右，听众则被包围在这中间。同时还增加了一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理（该系统称为4.1声道音箱系统）。就整体效果而言，四声道系统可以为听众带来来自不同方向的声音环绕，可以获得身临各种不同环境的听觉感受，给用户以全新的体验。如今四声道技术已经广泛融入于各类中高档声卡的设计中。 （4）5.1声道已广泛用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录制压缩格式，如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这个中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。另外，还有7.1声道等支持多声道的声卡，不过与5.1声道相比，技术改进不大。,4.1.4 选购声卡,1声卡品牌 2PCI接口声卡应成为首选 3声道 4所选购的声卡是否具有SPDIF数字音频接口 5驱动程序及相关软件是否齐全,1声卡品牌,集成声卡的品质是由芯片决定的。目前市场上的主流独立声卡品牌主要有新加坡的创新、德国的坦克和国产的乐之邦、华硕、傲王等。如图所示为坦克（TerraTec）声卡，这个品牌一向注重产品的品质和性价比，其产品具备了专业级和家用级系列的各种高、中、低端产品。,2PCI接口声卡应成为首选,在选购声卡时，数据传输速率是一个关键的指标，由于PCI声卡比早期的ISA声卡的数据传输速率高十几倍，因而受许多消费者的欢迎。再有PCI声卡有着较低CPU占用率和较高信噪比等优良特性，也使功能单一、占用系统资源过多的ISA声卡显得风光不再。 目前，市面上的主流声卡多为PCI总线结构，ISA声卡已经逐步退出市场。所以在选购声卡时，应首先考虑PCI接口的产品。,3声道,声道是指声卡能模拟的音源的个数。目前常见声卡的声道包括双声道（立体声）和环绕立体声。一般声卡支持的声道数量越多，再配合相应的多声道音箱，用户就能听到从多个角度传来的声音效果，这种效果常给人以身临其境的感觉。常见的中高端独立声卡至少支持6个声道。,4.2 音 箱,4.2.1 音箱的类型 4.2.2 音箱的性能指标 4.2.3 选购音箱 4.2.4 音箱的故障分析,2019/8/25,20,可编辑,4.2.1 音箱的类型,1按音箱结构分类 2按声道数量分类,1按音箱结构分类,（1）书架式：这种音箱体积小巧、层次清晰、定位准确，但功率有限，适于欣赏以高保真音乐为主的人群，也是多媒体发烧友的首选。 （2）落地式：这种音箱体积较大，承受功率也较大，低频的量感与弹性较强，善于表现磅礴的气势与强大的震撼力，但层次感与定位方面有所欠缺。如图所示为一款落地式音箱。,（3）密闭式：这种音箱是在封闭的箱体上装上扬声器，效率较低。 （4）倒相式：这种音箱与密闭式箱的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔，如图所示。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，其优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。,2按声道数量分类,（1）单声道：单声道是比较原始的声音复制形式，在早期的声卡中比较普遍。在通过两个扬声器回放单声道信息的时候，就可以明显感觉到声音是从两个音箱中间传递到耳朵里的。在声卡刚起步时，这种缺乏位置感的录制方式已经非常先进了。,（2）立体声：立体声又称为双声道，在录制过程中单声道声音被分配到两个独立的声道，从而达到了很好的声音定位效果，如图所示为一款立体声音箱。单声道缺乏对声音的位置定位，而立体声技术则彻底改变了这一状况。这种技术在音乐欣赏中显得尤为有用，听众可以清晰地分辨出各种乐器来自何方，从而使音乐更富想象力，更加接近于临场感受。,（4）四声道环绕：又称为4.1声道，即4声道+低音声道。四声道环绕规定了4个发音点：前左、前右、后左、后右，听众则被包围在这中间。同时还建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理，如图所示。就整体效果而言，四声道系统可以为听众带来来自多个不同方向的声音环绕，可以获得身临其境的听觉感受，给用户以全新的体验。,（3）准立体声：准立体声在录制声音的时候采用单声道，而放音有时是立体声，有时是单声道。采用这种技术的声卡也曾在市面上流行过一段时间，但现在已经没有了。,（5）5.1声道：5.1声道已广泛运用于各类传统影院和家庭影院中，一些比较知名的声音录制压缩格式，例如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1声音系统为技术蓝本的。其中“.1”声道是一个专门设计的超低音声道，这一声道可以产生频响范围为20120Hz的超低音。其实5.1声音系统来源于4.1环绕，只是在原来的基础上增加了一个中置单元。中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利于加强人声，把对话集中在整个声场的中部，以增加整体效果。如图所示为一款5.1声道音箱。,按连接方式分为有源音箱和无线（蓝牙）音箱,蓝牙音箱指的是内置蓝牙芯片，以蓝牙连接取代传统线材连接的音响设备，通过与手机、平板电脑和笔记本等蓝牙播放设备连接，达到方便快捷的目的。,市面上常见蓝牙音箱多为单声道音箱（单扬声单元），同时也涌现了一些音质优异的多声道音箱（两个或两个以上扬声单元）。,4.2.2 音箱的性能指标,1功率 2频率响应范围 3失真度 4阻抗 5信噪比,1功率,国际上规定的音箱功率有额定功率和峰值功率两种。 额定功率是指在一定频率范围内为扬声器规定的持续模拟信号，在一定间隔并重复一定次数后，扬声器不出现任何损坏的最大功率。 峰值功率指扬声器在短时间内所能承受的最大功率。 音箱的功率（不是越大越好，适用就是最好的。对于普通家庭用户的20平米左右的房间来说，真正意义上的60W功率（指音箱的有效输出功率30W x 2）就足够了。但功放的储备功率越大越好，最好为实际输出功率的2倍以上。比如音箱输出功率为30W，则功放的能力最好大于60W，HiFi系统驱动音箱的功放功率都很大。,2频率响应范围,频率响应范围表示音箱最低回放频率与最高回放频率之间的范围，单位是赫兹（Hz）。这个值的范围越宽，音箱还原的声音频段就越宽，声音也就越真实和自然。,3失真度,失真度是指音箱与扬声器系统播放的音频与真实音频的差异程度，它以百分数表示，数值越小表示失真度越小，音箱性能就越好，音箱还原的声音就越真实。这项指标与音箱品质的关系最密切。,4阻抗,因为显示器对周围磁场十分敏感，所以只要将音箱靠近显示器，仔细观察屏幕上的图像有无局域的偏色或整体的色位移，就可以检验音箱的防磁性能。音箱的磁性是发自扬声器的，防磁音箱的扬声器都采用双磁路设计，而且喇叭后的永磁体外应有金属罩。而一些x.1音箱的低音炮并没有采用防磁设计，因此在摆放时位置要格外注意。,5信噪比,信噪比是指音箱回放的声音信号强度与噪声信号强度的比值。信噪比较低时，由于噪音较大，在整个音域中的声音将变得混浊不清，会严重影响声音的品质。建议不要购买信噪比低于80dB的音箱。,4.2.3 选购音箱,1音箱的外形 2音箱的音色 3音箱的品牌 4摸 5观 6听,1音箱的外形,从理论上来说，音箱的外形采用球形是最理想的，当然也是最不切合实际的。一般的音箱大多数都是四方的矩形。因为音箱的形状越复杂，其声学设计也就越复杂，所以厂商当然不会用更多的资金去设计，这样造成的后果就是音质低劣。,2音箱的音色,一款好音箱的声调应该自然、平衡，而且没有空旷或者压抑的感觉，它应该能较真实地、完整地播放出乐器和声音的音色。用户在试听音箱音色时，最好用一张包含有自己耳熟能详的曲目的CD光盘。,3音箱的品牌,在选购音箱时，最好选择知名的品牌，如漫步者、创新、杜比、惠威、JBL等。这些厂家对生产工序和原材料都有严格的要求，产品的性能一般比较稳定。,4摸,判断音箱喇叭的最好方法是用手摸，先摸扬声器的边，一般越软越好，否则发出的声音将有些干硬，频率下限太高，难以表现低音频段。一般扬声器的边都是橡皮边或者泡沫边，泡沫边稍微硬些，橡皮边比较软，但是容易老化。顶级的低音单元具有耐高温、大功率的骨架，因为不会有老化失真的问题。然后轻轻按扬声器的中间，按到底再松开，看看深度，一般能陷得越深，表明扬声器的冲程越长，长冲程的扬声器可以获得很好的低音效果和很低的失真。最后用手指轻轻敲扬声器的纸盆，然后将耳朵凑近听