第10章 声卡和音箱.ppt

第10章声卡和音箱 本章要点 1 掌握声卡的工作原理2 了解声卡的性能参数3 掌握声卡的驱动程序安装方法4 对于声卡故障的一般处理方法 10 1声卡10 1 1声卡的分类 1 按声卡是否为单独一块扩展卡分类2 按声卡的放置方式分类3 按声卡的接口分类4 按声卡取样频率的位数分类5 按声卡的功能分类 10 1 2声卡的结构 声卡的结构如图10 1所示 1 数字信号处理器声卡的数字信号处理器 DigitalSignalProcessor 简称DSP 也称声卡主处理芯片 是声卡的核心部件 DSP的功能主要是对数字化的声音信号进行各种处理 如声波取样和回放控制 处理MIDI指令等 有些声卡的DSP还具有混响 合声 音场调整等功能 DSP基本上决定了声卡的性能和档次 通常也按照此芯片的型号来称呼该声卡 2 模数与数模转换芯片CodecCodec芯片用于模数转换和数模转换 Codec芯片是模拟电路和数字电路的连接部件 负责将DSP输出的数字信号转换成模拟信号以输出到功率放大器和音箱 也负责将输入的模拟信号转换成数字信号输入到DSP Codec芯片和DSP的能力直接决定了声卡处理声音信号的质量 3 功率放大器功率放大器的主要作用是将Codec芯片输出的音频模拟信号放大 输出可以直接推动音箱的功率 同时还担负着对输出信号的高低音分别进行处理的任务 4 外部连接端口 1 话筒输入 MicIn 插孔 粉红色 2 音频输入 LineIn 插孔 浅蓝色 3 音频输出 LineOut 插孔 草绿色 4 SPDIFOut In 数字输出 输入 5 Game MIDI插口 6 内部连接端口 10 1 3声卡的基本工作原理 声卡回放声音的工作过程是 通过PCI总线或者声卡的其他数字输入接口将数字化的声音信号传送给声卡 声卡的I O控制芯片和DSP接收数字信号 对其进行处理 然后传送给Codec芯片 Codec芯片将数字信号转换成模拟信号 然后输出到功率放大器或直接输出到音箱 声卡录制声音的工作过程是 声音通过MicIn或LineIn接口将模拟信号输入到Codec芯片 Codec芯片将模拟信号转换成数字信号 然后传送到DSP DSP对信号进行处理 经I O控制芯片和总线输出到计算机 10 1 4音频标准 1 AC 97标准因为在计算机中 数据都是以数字的形式来处理和传输的 AC 97标准主要要求在电路结构上把数字部分和模拟部分相互分开 以降低电磁干扰和提高性能 适用于声卡和Modem的设计 2 音频中的新技术 HDAudio为了提供更加逼真的音频效果 Intel推出了音频新标准 HDAudio 其编码方式的名称为Azalia 根据Intel的计划 这个编码标准将取代现有的AC 97 这个新标准的特点有 同时支持输入 输出各15条音频流 每个音频流都支持最高16声道 每个音频流支持8 16 20 24 或32 bit的采样精度 采样率支持从6kHz到192kHz 对于控制 连接和编码优化的可升级扩展 音频编码支持设备高级音频探测 10 1 5板载声卡 1 软声卡对于软声卡 其主板南桥芯片中加入了声卡控制功能 通过软件模拟声卡 完成一般声卡上DSP的功能 音频的输入 输出 模数与数模转换 由一块符合AC 97标准的Codec芯片完成 所以这类主板看不到较大的声卡DSP芯片 只有一块小小的Codec芯片 与硬声卡相比 由于采用软件模拟 CPU占用率比硬声卡高 如果CPU速度达不到要求或者驱动程序有问题 很容易会产生爆音 影响音质 通常 板载软声卡都是符合AC 97规范的 所以大家就约定俗成地把软声卡称为AC 97声卡 在板载AC 97软声卡的主板上 一般在PCI插槽上端的电路板上能看到一块小小的方形Codec芯片 如图10 2所示 2 硬声卡为解决软声卡的缺点 有的主板采用了板载硬声卡的方式 正规的硬声卡符合AC 97标准 有一块较大的主流声卡DSP芯片 还有一块较小的Codec芯片 为降低成本 主板上的板载硬声卡往往不采用AC 97标准 只焊接一块具有DSP和Codec功能的声卡处理芯片 如CMI8738等4声道声卡芯片 而没有安装独立的Codec芯片 但用户更乐意接受这种硬声卡 而不去关心其是否符合AC 97标准和带有Codec芯片 一般在板载硬声卡的主板上 只有一块声卡处理芯片 焊接Codec芯片的位置是空着的 10 1 6声卡的主要参数 1 采样位数与采样频率2 复音数3 动态范围4 Wave音效与MIDI音乐5 输出信噪比 S N 6 双工7 3D音频中主要的API 1 DirectSound3D 2 A3D 3 EAX8 AC 39 HRTF10 声道数目 10 1 7声卡常见主处理芯片 1 CMI8738CMI8738是骅讯公司设计生产的声卡主处理芯片 提供SPDIFIn Out以及光纤输入 输出功能 支持4声道输出 采用的算法是HRTF3D 目前 大多数主板集成的CMI8738芯片大多使用CMI8738 PCI 6CH LX芯片 CMI8738 PCI 6CH MX芯片的外观 如图10 3所示 2 FortemediaFM801 AUFM801 AU使用了HSP 主机信号处理 硬件 软件的架构 支持DirectSound 波表 以及Direct3D的音源定位模式 由于FM801 AU采用了HSP架构 跟WinModem一样 它需要占用较多的CPU使用率 FM801 AU采用了PCI2 2界面 支持与声霸卡兼容的DOS实模式 内建与Adlib兼容的音乐合成功能以及数字混音器 并支持多声道 SPDIFOut MPU 401连接口 复音数为64 具有立体音效的定位功能等 FM801 AU芯片的外观 如图10 4所示 3 创新系列 1 CT 2518CT 2518芯片主要面向低端市场 具有8点插值运算功能 是一款32位音频处理器 具有128复音的波表合成功能 支持DLS音色库和最高8MB的波表容量 支持EAX环境音效扩展 其缺点是只提供立体声输出 无法支持如今流行的多声道技术 2 CT 5880CT 5880是从CT 2518发展出来的一个版本 它支持4声道 并增加了对数字音频的支持 在3D音效方面 CT 5880可以硬件加速DS3D 软件模拟A3D1 0版和EAX 但在双声道模式下效果不太明显 目前 一些大的主板厂商的板载声卡也采用此芯片 不过 不支持6声道输出是其一个弱点 CT 5880芯片的外观 如图10 5所示 4 RealtekALC850RealtekALC850是最常见的板载AC97芯片 Realtek的ALC850是世界上首款8声道的音频AC 972 3Codec芯片 采用48PinLQFP封装 它包括4个16位双通道DAC和一个立体声ADC 它的4组立体声输出 带有5位的音量控制 具备接口侦测功能的JackSense 环绕 中置 低音 前置 后置环绕 一个PCBEEP发生器 以及抗噪功能 ALC850的外观 如图10 6所示 10 1 8声卡的选购 选购声卡与选购其他配件一样 要根据需要来选择 也就是用声卡来干什么 如果是普通的应用 如听听CD 看看VCD 玩一玩游戏 选用一般的廉价声卡或板载声卡就可以了 如果对音响有较高的要求 就要选择一块高 中档的产品 现在流行的声卡都是PCI接口 PCI声卡技术已经非常地成熟 PCI接口赋予了声卡许多新的特性 如多音流同时传送 增强的DirectSound DirectSound3D A3D的支持等 声音芯片的档次就决定了声卡的档次 所以在选购声卡时要选择主流芯片 高档声卡产品主要由Creative 创新 Aureal 傲锐 和Diamond 帝盟 生产 10 2音箱10 2 1音箱的分类 按体积大小和结构形式分 按声道数量分 图10 7所示 分别是2 0音箱 2 1音箱 5 1音箱和7 1音箱 按音箱的风格 国外称之为音箱的表情 分 按使用场合分 按放音频率分 按功率放大器的位置分 按电路结构分 按防磁性能分 按箱体材质分 按接口分 按喇叭单元的数量分 按喇叭单元的结构分 按箱体内部结构和发声原理分 10 2 2多媒体音箱的结构 1 箱体2 扬声器单元常见的高音 中音和低音扬声器外观如图10 8所示 3 电源部分4 信号放大器 10 2 3音箱的主要参数 1 功率2 频率范围与频率响应3 失真4 阻抗5 信噪比和灵敏度6 输入接口7 特殊的音效技术