[音响技术] 声卡基本结构知识

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薄荷TU 发表于 2016-2-11 23:00:04 | 只看该作者 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
声卡基本结构知识1.声音处理芯片
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通常是最大的四边都有引线的那只集成块,上面标有商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。声音处理芯片基本上决定了声卡的性能和档次,其基本功能包括对声波采样和回放的控制、处理MIDI指令等,有的厂家还加进了混响、合声、音场调整等功能。
& ?$ P6 u' Q5 u8 V9 P# T( g声卡上声音处理芯片有的可能是3~6块IC构成的芯片组。AC97规范为了保证声卡的信噪比(SNR)能够达到80dB(分贝)以上,要求声卡上的ADC、DAC处理芯片与数字音效芯片分离,因此,高档声卡上的芯片一般不止一块。
! H, p. o  q0 S4 O7 R* k3 M& [世界上主要的声音处理芯片有SB、ESS、OPTI、AD、YMF、ALS、ES、S3、AU等,而目前在声卡界居于领头羊位置的则是Creative和Diamond。6 f3 n& x; ^8 m* a5 U& Z

# Q  g' f2 v( Z% l; @6 J2.功率放大芯片; ^, a5 W' ]" _# j

2 Y: i8 H' Y% Q- M( W' T从声音处理芯片出来的信号还不能直接推动喇叭放出声音,绝大多数声卡都带有功率放大芯片(简称:功放)以实现这一功能。声卡上的功放型号多为XX2025,功率为2×2W,音质一般。由于它在放大声音、音乐等信号的过程中也同时放大了噪音信号,所以从其输出端(Speaker Out)输出的噪音较大。这个缺点在前两年重视功能的潮流中显得并不突出,但是现在人们对音质的要求越来越高,于是就有厂商想出了一些改进的方法,主要是在功放前端加入滤波器来滤掉一些高频的噪音信号,可是这样一来也滤掉了很多高频的音乐信号。其实,指望声卡上的功放芯片能带来良好的音质是不现实的,一个比较好的解决方法是绕过功放,利用声卡上线路输出(Line Out)端口连接音响,这样,音质的好坏就直接取决于声音处理芯片和外接的音响设备(一般是有源音箱)的档次了。
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8 d' k9 ]9 C3 k. p, q3.总线连接端口
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我们把声卡插入到计算机主板上的那一端称为总线连接端口,它是声卡与计算机互相交换信息的“桥梁”。根据总线的不同,我们把声卡分为两大类,一种是ISA声卡,另一种是PCI声卡,由于两种端口不能互相通用,因此我们在安插声卡时不能插错。主板上的ISA插槽是黑色的,比PCI槽长,其中的金属簧片也比PCI的宽CI插槽呈白色,相对较短,其中的簧片很细,分布密集。% J* H2 ?: y+ Z! c! _- y
由于PCI总线的优越性,PCI声卡有着许多ISA声卡无法拥有的特性,但这并不是说PCI声卡的音质一定比ISA好,决定音质的好坏主要由声音处理芯片、MIDI的合成方式和制造工艺等,并不仅仅是总线的不同。
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2 a, {. x" R; S/ I  v; a4.输入输出端口
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. ^/ \6 X+ y  k6 Z声卡要具有录音和放音功能,就必须有一些与放音和录音设备相连接的端口。在声卡与主机机箱联接的一侧总有一些插孔(3~4个),通常是“Speaker Out”、“Line Out”、“Line In”、“Mic In”等,其外形与含义如图所示(不同声卡上下顺序不尽相同)。如果是3个插孔,则是将Speaker Out与Line Out共用一个,一般可通过声卡上的跳线来定义该插孔为何功能。# d& b1 v" Q1 G- V
Line In端口能够将品质较好的声音、音乐信号输入到声音处理芯片,通过计算机的控制将该信号录制成一个文件。通常该端口连接音响设备(解压卡、CD、功放和彩电等)的“Line Out”端。: I! q" j3 K3 q/ U
Mic In端口用于连接麦克风(话筒),可以将自己的歌声录下来实现基本的“卡拉OK功能”,或者通过其它软件(如IBM的ViaVoice、汉王、天音话王等)的控制实现语音录入和识别。上述四种端口传输的是模拟信号,如果要联接高档的数字音响设备,需要有数字信号输出、输入端口。在声卡上通常有一个S/PDIF的两针插座(索尼/飞利浦数字交换格式接口),从DAT等数字音响设备输出的信号可以通过它直接输入到声卡,再通过软件的控制实现录制和播放等功能。高档的声卡能够实现数字声音信号的输入、输出全部功能,输出端口的外形和设置随不同厂家而异,具体可以查看随卡的说明书。+ Q/ Q& V6 L6 ~' X5 P

9 B. v' D) T- c. ^5.MIDI及游戏摇杆接口, s. ~! G1 e5 e; ~; s* t0 H

& e  n4 V5 w' J, N几乎所有的声卡上均带有一个游戏杆接口来配合模拟飞行、模拟驾驶等游戏软件,这个接口与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器(高档声卡的MIDI接口可能还有其它形式。该接口可以配接游戏摇杆、模拟方向盘,也可以连接电子乐器上的MIDI接口,实现MIDI音乐信号的直接传输。
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  ~+ @  B4 k4 I6.CD音频连接器
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1 [, b4 J6 k/ G. g位于声卡的中上部,通常是3针或4针的小插座,与CD-ROM的相应端口连接实现CD音频信号的直接播放。不同CD-ROM上的音频连接器也不一样,因此大多数声卡都有2个以上的这种连接器。
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7. 跳线和SB-Link接口
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' S" v, t- V) x在较早期面市的ISA声卡上多数都有跳线,它的作用是给ISA声卡设置通道和中断信号(DMA和IRQ)以使操作系统与声卡能进行信号传输。现在的绝大多数声卡采用了软件设置通道的方式,但是其上还是有跳线,这种跳线的作用是区分输出端的那个插孔是“Line Out”还是“Speaker Out”。PCI声卡符合PnP(即插即用)原则,它不需要设定通道,因此与DOS应用程序有兼容性问题,造成DOS游戏有时不能发声或发声不正常,为解决这个问题,大多数PCI声卡都有一个与主板SB-Link接口相连接的插座(连线随声卡配置),在DOS下强制分配通道以解决兼容性问题。5 |+ [, i# S& o0 Y/ [) T6 ~! x4 Q9 ]

: s  `6 ^$ A7 x  J+ b# ~8.其它结构. O$ S6 U' v% e+ S# t2 U4 n/ q

2 U, q5 t  e& ~不同种类的声卡结构不尽相同,上面的组件也不一样,有些不常见的组件有:
1 c7 d" R4 k1 W# A$ _# JCD-ROM接口:早期的CD-ROM是用声卡连接的(而不像现在插在主板的IDE口上),不同的CD-ROM接口不一样,因而声卡提供了2~3种这样的接口,现在该接口已不多见。1 }8 b* ?) D, E* }
DSP混响处理芯片:存在于中高档次的声卡上,是一种音效处理芯片,用于产生各种3D环绕音效。9 {- o$ @0 i7 l6 f2 }
波表子卡连接器:高档声卡如果其波表合成电路不是做在一块声卡上,那么势必要用一个连接端口将主声卡与波表子卡连接起来。通常它的外型有点像CD音频连接器。
7 V% c6 O6 e% f1 o/ k( d% r  ^; k- r音色库:有波表合成功能的高档声卡上用于存放乐器声音样本的存储器,与内存芯片的外型相似,通常的容量是1~4M。这种存储器非常昂贵,即便是号称“ISA声卡之皇”的SB AWE64 Gold声卡也只用了4M。带有2M以上音色库的声卡输出的声音品质相当出色。0 `; R% ]1 @* S
好了,声卡的结构就述说到这里了,尽管现在的科技发展很快,新事物层出不穷,但是作为DIY的基本功来说,这些基础知识依然非常有用。8 X7 B6 w6 P( f( K8 G! k
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