Звуковая карта - Sound card

Аудио интерфейс
KL Creative Labs Soundblaster Live Value CT4670 (обрезанный и прозрачный) .png
А Sound Blaster Жить! Карточка стоимости, типичная (около 2000 г.) PCI звуковая карта.
Подключается к через один из:

Линия входа или выхода: через один из:

Микрофон через один из:

  • Телефонный разъем
  • Контактный разъем
Общие производителиCreative Labs (и дочерняя E-mu системы )
Realtek
C-Media
Цифровая аудиоэлектроника MARIAN
М-Аудио
Черепаший пляж
ASUS

А звуковая карта (также известный как звуковая карта) является внутренним карта расширения который обеспечивает ввод и вывод звуковые сигналы в и из компьютер под контролем компьютерные программы. Период, термин звуковая карта также применяется к внешним аудиоинтерфейсам, используемым для профессиональное аудио Приложения.

Звуковые функции также могут быть интегрированы в материнская плата, используя компоненты, аналогичные тем, которые находятся на платах расширения. Интегрированную звуковую систему часто до сих пор называют звуковая карта. Аппаратное обеспечение обработки звука также присутствует на современных видеокарты с HDMI для вывода звука вместе с видео через этот разъем; раньше они использовали S / PDIF подключение к материнской плате или звуковой карте.

Типичное использование звуковых карт или функциональных возможностей звуковой карты включает предоставление аудиокомпонента для мультимедийных приложений, таких как составление музыки, редактирование видео или аудио, презентации, образование и развлечения (игры) и видеопроекция. Звуковые карты также используются для компьютерной связи, например передача голоса по IP и телеконференцсвязь.

Общие характеристики

Крупный план звуковой карты Печатная плата, показывая электролитические конденсаторы, SMT конденсаторы и резисторы, и двухканальный 16-битный YAC512 ЦАП[1]

Звуковые карты используют цифро-аналоговый преобразователь (DAC), который преобразует записанные или сгенерированные цифровой сигнал данные в аналог формат. Выходной сигнал подключается к усилителю, наушникам или внешнему устройству с помощью стандартных межсоединений, таких как Телефонный разъем TRS.[а]

Обычный внешний разъем - это микрофон разъем. Вход через микрофонный разъем может использоваться, например, распознавание речи или же передача голоса по IP Приложения. Большинство звуковых карт имеют линия в разъем для аналогового входа от источника звука с более высоким уровнем напряжения, чем микрофон. В любом случае звуковая карта использует аналого-цифровой преобразователь оцифровать этот сигнал.

Некоторые карты включают звуковой чип для поддержки производства синтезированный звуки, обычно для создания музыки и звуковых эффектов в реальном времени с минимальным использованием данных и времени процессора.

Карта может использовать прямой доступ к памяти для передачи образцов в и из основная память, откуда программное обеспечение для записи и воспроизведения может читать и записывать его на жесткий диск для хранения, редактирования или дальнейшей обработки.

Звуковые каналы и полифония

8-канальный ЦАП Cirrus Logic CS4382 размещены на Sound Blaster X-Fi Fatal1ty

Важной характеристикой звуковой карты является полифония, что относится к его способности обрабатывать и выводить несколько независимых голосов или звуков одновременно. Эти отдельные каналы отображаются как количество аудиовыходов, которые могут соответствовать конфигурации динамиков, такой как 2.0 (стерео), 2.1 (стерео и сабвуфер), 5.1 (объемное звучание) или другой конфигурации. Иногда условия голос и канал используются взаимозаменяемо для обозначения степени полифонии, а не конфигурации выходного динамика. Например, многие постарше звуковые чипы мог вместить три голоса, но только один выход аудиоканал (т.е. один моно выход), требующий смешивания всех голосов вместе. Более поздние карты, такие как AdLib звуковая карта, имела 9-голосную полифонию, объединенную в 1 монофонический выходной канал.

Ранние звуковые карты для ПК имели несколько голосов FM-синтеза (обычно 9 или 16), которые использовались для музыки MIDI. Полные возможности продвинутых карт часто используются не полностью; только один (моно) или два (стерео ) голос (ы) и канал (ы) обычно предназначены для воспроизведения цифровых звуковых образцов, а для воспроизведения более чем одного цифрового звукового образца обычно требуется программное обеспечение. понижающее микширование с фиксированной частотой дискретизации. Современные недорогие встроенные звуковые карты (т.е. встроенные в материнские платы), такие как аудиокодеки как те, кто встречает AC'97 стандартные и даже некоторые более дешевые звуковые карты расширения все еще работают таким образом. Эти устройства могут иметь более двух каналов вывода звука (обычно 5.1 или 7.1 объемный звук ), но у них обычно нет реальной аппаратной полифонии ни для звуковых эффектов, ни для воспроизведения MIDI - эти задачи полностью выполняются программно. Это похоже на способ недорогой softmodems выполнять задачи модема программно, а не аппаратно.

В первые дни волновой синтез, некоторые производители звуковых карт рекламировали полифонию исключительно на основе возможностей MIDI. В этом случае, как правило, карта поддерживает только два канала цифрового звука, а спецификация полифонии применяется исключительно к количеству MIDI-инструментов, которые звуковая карта способна воспроизводить одновременно.

Современные звуковые карты могут обеспечить более гибкую аудио ускоритель возможности, которые можно использовать для поддержки более высоких уровней полифонии или других целей, таких как аппаратное ускорение 3D-звука, позиционное аудио и эффекты DSP в реальном времени.

Список стандартов звуковых карт

Смотрите также: Список звуковых фишек
Стандарты звуковой карты
ИмяГодБитовая глубина звукаЧастота дискретизацииТипканалы
Динамик ПК19816 битШИМ1 широтно-импульсная модуляция
PCjr[A]198416 настроек громкостиОт 122 Гц до 125 кГцПСЖ3 прямоугольная волна тон; 1 белый шум
Тэнди 1000[A]198416 настроек громкости / 6 битОт 122 Гц до 125 кГцПСЖ3 прямоугольная волна тон; 1 белый шум; 1 широтно-импульсная модуляция
MPU-4011984MIDI1 вход MIDI; 2 выхода MIDI; DIN синхронизация из; лента синхронизации ввода-вывода; метроном из
Ковокс19878 бит1 ЦАП
AdLib198764 уровня громкости≈49,716 кГцFM-синтезатор6-голосный FM-синтезатор, 5 ударных инструментов
Роланд МТ-32198716 бит32 кГц8 мелодических каналов; 1 ритм-канал
Sound Blaster19898 бит22 кГцFM-синтезатор1 ЦАП; 11-голосный FM-синтезатор
Roland Sound Canvas199116 бит32 кГц24 голоса
Гравис Ультразвук199216 бит44,1 кГц16 стерео каналов
AC97199720 бит96 кГцPCM6 независимых выходных каналов
Расширения звукового окружения20018 одновременных 3D голосов
Аудио высокой четкости Intel200432 бит192 кГцPCMдо 15 независимых выходных каналов
  1. ^ а б Tandy 1000 и PCjr использовали один и тот же звуковой чип, но Tandy 1000 использовал контакт Audio IN, а PCjr - нет. Это позволило Tandy воспроизводить звук динамика одновременно с SN74689.

Цветовые коды

Разъемы на звуковых картах имеют цветовую маркировку в соответствии с Руководство по проектированию системы ПК.[2] Они также могут иметь символы стрелок, отверстий и звуковых волн, которые связаны с каждым положением домкрата.

ЦветPantone[2]ФункцияТипКоннекторСимвол
 Розовый701CАналоговый микрофон аудио входВход3,5 мм миниджекМикрофон
 Свет синий284CАналоговый линейный уровень аудио входВход3,5 мм миниджекСтрелка входит в круг
 Лайм577CАналоговый аудиовыход линейного уровня для основного стереосигнала (передние динамики или наушники)Выход3,5 мм миниджекСтрелка выходит из одной стороны круга в волну
 апельсин157CАналоговый линейный аудиовыход для динамика центрального канала и сабвуферВыход3,5 мм миниджек
 ЧернитьАналоговый линейный аудиовыход для динамиков объемного звучания, обычно тыловой стереосистемыВыход3,5 мм миниджек
 Серебро /Серый422CАналоговый линейный аудиовыход для дополнительных боковых каналов объемного звучанияВыход3,5 мм миниджек
 коричневый /Тьма4645CАналоговый аудиовыход линейного уровня для специального панорамирования, динамик справа налевоВыход3,5 мм миниджек
 Золото /СерыйИгровой порт / MIDIВход15 контакт DСтрелка выходит с обеих сторон в волны

История звуковых карт для архитектуры IBM PC

В AdLib Music Synthesizer Card была одной из первых звуковых карт примерно в 1990 году. Обратите внимание на ручку ручной регулировки громкости. ИСА-8 автобус.
Звуковая карта Mozart 16 для ИСА-16 автобус
А Черепаший пляж звуковая карта для PCI автобус
Эхо цифрового звука Indigo IO - Карта PCMCIA 24 бит Звуковая карта с стерео входом / выходом 96 кГц
А VIA Technologies Звуковая карта Envy для ПК, 5.1 канал для PCI слот

Звуковые карты для Совместимость с IBM PC компьютеры были очень редкостью до 1988 года. Для большинства пользователей IBM PC внутренние Динамик ПК был единственным способом для ранних программ для ПК воспроизводить звук и музыку.[3] Оборудование динамика обычно ограничивалось квадратные волны. Полученный звук обычно описывался как «гудки и гудки», что привело к распространенному прозвищу «бипер». Несколько компаний, в первую очередь Программное обеспечение доступа, разработаны методы цифрового воспроизведения звука через динамик ПК, например RealSound. Результирующий звук, хотя и функциональный, страдал от сильно искаженного вывода и низкой громкости, и обычно требовал остановки всей другой обработки во время воспроизведения звуков. Другие домашние компьютеры 1980-х годов, такие как Коммодор 64 включала аппаратную поддержку для воспроизведения цифрового звука или синтеза музыки, что поставило IBM PC в невыгодное положение, когда дело касалось мультимедийных приложений. Ранние звуковые карты для платформы IBM PC предназначались не для игровых или мультимедийных приложений, а для конкретных аудиоприложений, таких как музыкальные композиции с Персональная музыкальная система AdLib, Плата IBM Music Feature Card, и Творческая музыкальная система, или о синтезе речи, таком как Digispeech DS201, Covox Speech Thing и уличная электроника Эхо.

В 1988 году группа руководителей компьютерных игр заявила на Выставка бытовой электроники что ограниченные звуковые возможности ПК не позволяют ему стать ведущим домашним компьютером, что ему нужна звуковая карта стоимостью 49–79 долларов с лучшими характеристиками, чем у нынешних продуктов, и что как только такое оборудование будет широко установлено, их компании будут поддерживать его. Сьерра Он-лайн, который впервые поддержал EGA и VGA видео и 3-1 / 2-дюймовые диски, обещанные в этом году для поддержки AdLib, IBM Music Feature и Роланд МТ-32 звуковые карты в своих играх.[4] 1989 г. Компьютерный игровой мир Исследование показало, что 18 из 25 игровых компаний планировали поддерживать AdLib, шесть Roland и Covox и семь Creative Music System / Game Blaster.[5]

Производители оборудования

Одним из первых производителей звуковых карт для IBM PC был AdLib,[3] который произвел карту на основе Yamaha YM3812 звуковой чип, также известный как OPL2. В AdLib было два режима: 9-голосный режим, в котором каждый голос мог быть полностью запрограммирован, и менее часто используемый «перкуссионный» режим с 3-мя обычными голосами, производящими 5 независимых голосов только для перкуссии, всего 11.[b]

Creative Labs примерно в то же время продавала звуковую карту под названием Creative Music System (C / MS). Хотя у C / MS было двенадцать голосов против девяти AdLib, и он был стереокартой, в то время как AdLib был моно, основная технология, лежащая в основе этого, была основана на Philips SAA1099 чип, который по сути представлял собой генератор прямоугольных сигналов. Он звучал так же, как двенадцать одновременных динамиков ПК, за исключением того, что каждый канал имел регулировку амплитуды, и не продавался хорошо, даже после того, как Creative переименовал его в Game Blaster год спустя, и продал его через RadioShack в США. Game Blaster продавался по цене менее 100 долларов и был совместим со многими популярными играми, такими как Silpheed.

Большое изменение на рынке звуковых карт, совместимых с IBM PC, произошло, когда Creative Labs представила Sound Blaster карта.[3] Рекомендовано Microsoft разработчикам, создающим программное обеспечение на основе Мультимедийный ПК стандарт[6] Sound Blaster клонировал AdLib и добавил звуковой сопроцессор[c] для записи и воспроизведения цифрового звука. Карта также включала игровой порт для добавления джойстик, а также возможность подключения к MIDI-оборудованию с помощью игрового порта и специального кабеля. Благодаря совместимости с AdLib и большему количеству функций почти по той же цене большинство покупателей выбрали Sound Blaster. В конечном итоге он превзошел AdLib и доминировал на рынке.

Roland также производил звуковые карты в конце 1980-х годов, большинство из которых были высококачественными «просьюмерскими» картами, такими как MT-32 и LAPC-I.[3] Карты Roland часто продаются за сотни долларов, а иногда и за тысячу. Для карт многих игр была написана музыка, например, Silpheed и Police Quest II. Карты часто плохо справлялись со звуковыми эффектами, такими как смех, но для музыки были, безусловно, лучшими звуковыми картами, доступными до середины девяностых. Некоторые карты Roland, такие как SCC и более поздние версии MT-32, были сделаны менее дорогими, но их качество обычно было значительно хуже, чем у других карт Roland.

К 1992 году один производитель звуковых карт объявил, что его продукт называется «Совместимость с Sound Blaster, AdLib, Disney Sound Source и Covox Speech Thing!».[7] Отвечая на жалобы читателей на статью о звуковых картах, в которой неблагоприятно упоминается Гравис Ультразвук, Компьютерный игровой мир в январе 1994 г. заявил, что «стандартом де-факто в мире игр является совместимость с Sound Blaster ... Было бы несправедливо рекомендовать что-либо еще».[8] Журнал того года заявил, что Командир крыла II «Вероятно, игра ответственна» за то, что она стала стандартной картой.[9] Линия карт Sound Blaster вместе с первыми недорогими CD-ROM двигатели и развитие видеотехнологий открыли новую эру мультимедиа компьютерные приложения, которые могут воспроизводить аудио компакт-дисков, добавить записанный диалог в видеоигры или даже воспроизвести видео полного движения (хотя раньше и с гораздо более низким разрешением и качеством). Широко распространенное решение поддержать дизайн Sound Blaster в мультимедийных и развлекательных играх означало, что звуковые карты будущего, такие как Media Vision с Профессиональный аудио спектр и Gravis Ultrasound должен был быть Sound Blaster совместимый если бы они хорошо продавались. До начала 2000-х годов (когда звуковой стандарт AC'97 стал более распространенным и в конечном итоге узурпировал SoundBlaster в качестве стандарта из-за его низкой стоимости и интеграции во многие материнские платы) совместимость с Sound Blaster была стандартом, который все еще поддерживают многие другие звуковые карты. поддерживать совместимость со многими выпущенными играми и приложениями.

Принятие в отрасли

Три ранних звуковых карты ISA (16-бит) для ПК, демонстрирующие прогресс в направлении интегрированных чипсетов

Когда игровая компания Сьерра Он-лайн решили поддерживать дополнительное музыкальное оборудование в дополнение к встроенному оборудованию, например Динамик ПК и встроенные звуковые возможности IBM PCjr и Тэнди 1000 То, что можно было сделать со звуком и музыкой на IBM PC, резко изменилось. Две компании, с которыми Sierra сотрудничала, были Roland и AdLib, которые решили производить внутриигровую музыку для Королевский квест 4 который поддерживает MT-32 и музыкальный синтезатор AdLib. MT-32 имел превосходное качество вывода, отчасти благодаря его способу синтеза звука, а также встроенной реверберации. Поскольку это был самый сложный синтезатор, который они поддерживали, Sierra решила использовать большинство пользовательских функций MT-32 и нетрадиционных инструментальных патчей, создавая фоновые звуковые эффекты (например, щебетание птиц, стук лошадиных копыт и т. Д.) До того, как Sound Blaster обеспечил воспроизведение музыки. настоящие аудиоклипы в мир компьютерных развлечений. Многие игровые компании также поддерживали MT-32, но в качестве альтернативы поддерживали карту Adlib из-за более высокой рыночной базы последней. Принятие на вооружение МТ-32 положило начало созданию MPU-401 /Roland Sound Canvas и General MIDI до середины 1990-х годов как наиболее распространенное средство воспроизведения музыки в игре.

Эволюция функций

Рано ЭТО звуковые карты для автобусов были полудуплекс, что означает, что они не могут одновременно записывать и воспроизводить оцифрованный звук, в основном из-за некачественного оборудования карты (например, DSP ). Позже карты ISA, такие как серия SoundBlaster AWE и клоны Soundblaster Plug-and-play, в конечном итоге стали полнодуплексными и поддерживали одновременную запись и воспроизведение, но за счет использования двух каналов IRQ и DMA вместо одного, что делало их ничем не отличными от имея две полудуплексные звуковые карты в плане конфигурации. Ближе к концу срока службы шины ISA звуковые карты ISA начали использовать преимущества разделения IRQ, что привело к сокращению необходимых IRQ до одного, но по-прежнему требовалось два канала DMA. Много Обычный PCI карты шины не имеют этих ограничений и в основном являются полнодуплексными. Следует также отметить, что многие современные карты с шиной PCI также не требуют для работы свободных каналов DMA.[нужна цитата ]

Кроме того, на протяжении многих лет звуковые карты развивались с точки зрения частоты дискретизации цифрового звука (начиная с 8-битной 11025 Гц, в 32-битную, 192 кГц что новейшие решения поддерживают). Попутно начали предлагать некоторые карты 'таблица волн ' синтез на основе образцов, что обеспечивает превосходное MIDI качество синтеза относительно более раннего OPL -основные решения, использующие FM-синтез. Кроме того, некоторые карты более высокого класса начали иметь собственную оперативную память и процессор для определяемых пользователем звуковых сэмплов и MIDI-инструментов, а также для разгрузки обработки звука с центрального процессора.

В течение многих лет звуковые карты имели только один или два канала цифрового звука (особенно Sound Blaster серии и их совместимые), за исключением ЭМУ семейство карт Gravis GF-1 и AMD Interwave, которые имели аппаратную поддержку до 32 независимых каналов цифрового звука. Ранние игры и MOD - игрокам, которым требуется больше каналов, чем может поддерживать карта, пришлось прибегать к микшированию нескольких каналов в программном обеспечении. Даже сегодня сохраняется тенденция к смешиванию нескольких звуковых потоков в программном обеспечении, за исключением продуктов, специально предназначенных для геймеров или профессиональных музыкантов, с ощутимой разницей в цене по сравнению с продуктами «на основе программного обеспечения». Кроме того, в раннюю эпоху 'таблица волн ' синтез на основе образцов, производители звуковых карт также иногда хвастались возможностями полифонии карт с точки зрения MIDI-синтеза. В этом случае полифония относится исключительно к количеству MIDI-нот, которые карта способна синтезировать одновременно в один момент времени, а не к количеству цифровых аудиопотоков, которые карта способна обрабатывать.

Что касается физического вывода звука, количество физических звуковых каналов также увеличилось. Первые звуковые карты были моно. Стереозвук был представлен в начале 1980-х годов, и квадрофонический звук пришел в 1989 году. Вскоре за ним последовали 5.1 канал аудио. Новейшие звуковые карты поддерживают до 8 физических аудиоканалы в 7.1 настройка динамиков.[10]

Искажение функций

Основная статья: Crippleware

Самые новые звуковые карты больше нет звуковое устройство обратной петли, обычно называемое «Stereo Mix» / «Wave out mix» / «Mono Mix» / «What U Hear», которое когда-то было очень распространено и позволяет пользователям записывать цифровой сигнал с динамика на микрофонный вход.

Lenovo и другие производители не могут реализовать функцию набора микросхем на оборудовании, в то время как другие производители отключают Водитель от его поддержки. В некоторых случаях возвратную петлю можно восстановить с помощью обновлений драйверов (как в случае некоторых компьютеров Dell[11]); альтернативно программное обеспечение (Total Recorder или же Виртуальный аудиокабель ) можно приобрести, чтобы активировать эту функцию. Согласно Microsoft, эта функциональность была скрыта по умолчанию в Windows Vista (чтобы уменьшить путаницу пользователей), но по-прежнему доступна, если базовые драйверы звуковой карты и оборудование поддерживают ее.[12] В конечном итоге пользователь может подключить линию напрямую к линии в (аналоговое отверстие ).

В ноутбуках производители постепенно перешли от предоставления 3 отдельных разъемов с разъемами TRS - обычно для линейного входа, линейного выхода / выхода для наушников и входа микрофона, к одному комбинированному разъему с разъемом TRRS, который объединяет вход микрофона и линейный выход.

Профессиональные звуковые карты (аудиоинтерфейсы)

Пара профессиональных монтаж в стойку аудио интерфейсы

Профессиональные звуковые карты - это специальные звуковые карты, оптимизированные для многоканальной записи и воспроизведения звука с малой задержкой, в том числе студийного качества. Их водители обычно следуют Аудиопоток Вход Выход протокол для использования с профессиональным звуковым и музыкальным программным обеспечением, хотя драйверы ASIO также доступны для ряда звуковых карт потребительского уровня.

Профессиональные аудиоинтерфейсы часто имеют стандартные входы в дополнение к аналоговому аудио, в этом случае ADAT, TDIF, и S / PDIF

Профессиональные звуковые карты обычно называют «аудиоинтерфейсами», а иногда имеют вид внешних монтируемых в стойку блоков, использующих USB, FireWire, или оптический интерфейс, чтобы обеспечить достаточную скорость передачи данных. Акцент в этих продуктах, как правило, делается на нескольких входных и выходных разъемах, прямой аппаратной поддержке нескольких входных и выходных звуковых каналов, а также более высокой частоте дискретизации и точности по сравнению с обычной потребительской звуковой картой. В этом отношении их роль и предназначение больше похожи на специализированное многоканальное устройство записи данных, микшер и процессор звука в реальном времени, роли, которые возможны лишь в ограниченной степени с типичными потребительскими звуковыми картами.

С другой стороны, некоторые особенности потребительских звуковых карт, такие как поддержка звуковые расширения окружающей среды (EAX), оптимизация для аппаратного ускорения в видеоигры, или эффекты окружения в реальном времени вторичны, отсутствуют или даже нежелательны в профессиональных звуковых картах, и поэтому аудиоинтерфейсы не рекомендуются для обычного домашнего пользователя.

Типичная звуковая карта потребительского уровня предназначена для обычных домашних, офисных и развлекательных целей с акцентом на воспроизведение и повседневное использование, а не на удовлетворение потребностей профессионалов в области звука. В ответ на это Steinberg (создатели программного обеспечения для записи звука и секвенсора, Cubase и Nuendo ) разработал протокол, определяющий обработку нескольких аудиовходов и выходов.

Обычно звуковые карты потребительского уровня накладывают ряд ограничений и неудобств, которые неприемлемы для профессионалов в области звука. Одна из задач современной звуковой карты - обеспечить преобразователь AD / DA (аналоговый в цифровой / цифровой в аналоговый). Однако в профессиональных приложениях обычно требуются расширенные возможности преобразования записи (аналого-цифрового).

Одним из ограничений потребительских звуковых карт является их сравнительно большая задержка выборки; это время, которое требуется преобразователю AD для завершения преобразования звукового фрагмента и его передачи в основную память компьютера.

Потребительские звуковые карты также ограничены в эффективный частота дискретизации и битовая глубина, которыми они реально могут управлять (сравните аналоговый и цифровой звук ) и имеют меньшее количество менее гибких входных каналов: для профессиональной студийной записи обычно требуется больше, чем два канала, предоставляемых потребительскими звуковыми картами, и более доступные разъемы, в отличие от переменного сочетания внутренних (а иногда и виртуальных) и внешних разъемов, которые можно найти в потребительских звуковых картах. -совершенствовать звуковые карты.

Звуковые устройства, кроме карт расширения

Встроенное звуковое оборудование на материнских платах ПК

Дополнительный продукт классического IBM SN76489 от Squareinator

В 1984 г. первый IBM PCjr была простейшая микросхема синтеза звука с тремя голосами ( SN76489 ), который мог генерировать три прямоугольных тона с переменным амплитуда, и псевдо-белый шум канал, который мог генерировать примитивные звуки перкуссии. Tandy 1000, изначально являвшийся клоном PCjr, дублировал эту функциональность, а модели Tandy TL / SL / RL добавляли возможности цифровой записи и воспроизведения звука. Многие игры 1980-х годов поддерживали видеостандарт PCjr (описанный как "Тэнди-совместимый "," Tandy graphics "или" TGA ") также поддерживал звук PCjr / Tandy 1000.

В конце 1990-х многие производители компьютеров начали заменять подключаемые звуковые карты на "кодек "чип (фактически комбинированный аудио ОБЪЯВЛЕНИЕ /DA -конвертер) интегрирован в материнская плата. Многие из них использовали Intel с AC'97 Технические характеристики. Другие использовали недорогие ACR слот для дополнительных карт.

Примерно с 2001 года многие материнские платы включали в себя встроенные «настоящие» (не кодековые) звуковые карты, обычно в виде специального набора микросхем, обеспечивающего что-то вроде полного Sound Blaster совместимость, обеспечивающая относительно качественный звук.

Однако эти функции были упразднены, когда AC'97 был заменен Intel HD аудио Стандарт, выпущенный в 2004 году, снова определил использование микросхемы кодека и постепенно получил признание. С 2011 года большинство материнских плат вернулись к использованию чипа кодека, хотя и совместимого с HD Audio, а требование совместимости с Sound Blaster ушло в прошлое.

Встроенный звук на других платформах

Различные компьютеры, не совместимые с IBM PC, например ранние домашние компьютеры словно Коммодор 64 (1982) и Amiga (1985), NEC с ПК-88 и ПК-98, Fujitsu с FM-7 и FM города, то MSX,[13] яблоко с Macintosh, и рабочие станции от производителей вроде солнце, имели собственные интегрированные звуковые устройства в материнскую плату. В некоторых случаях, особенно в городах Macintosh, Amiga, C64, PC-98, MSX, FM-7 и FM, они предоставляют очень продвинутые возможности (на момент производства), в других они минимальны. возможности. На некоторых из этих платформ также были звуковые карты, предназначенные для автобус архитектуры, которые нельзя использовать на стандартном ПК.

Несколько японских компьютерных платформ, включая PC-88, PC-98, MSX и FM-7, имели встроенные FM синтез звук из Ямаха к середине 1980-х гг. К 1989 году компьютерная платформа FM Towns имела встроенный PCM на основе выборки звук и поддержал CD-ROM формат.[13]

Кастомный звуковой чип на Amiga, по имени Паула, имела четыре цифровых звуковых канала (2 для левого динамика и 2 для правого) с 8-битным разрешением (хотя с патчами 14/15-битное было достигнуто за счет высокой загрузки ЦП) для каждого канала и 6-битный регулятор громкости на канал. Воспроизведение звука на Амиге осуществлялось путем чтения непосредственно из оперативной памяти чипа без использования основного процессора.

Большинство аркадных игр имеют встроенные звуковые чипы, наиболее популярным из которых является чип Yamaha OPL для BGM в сочетании с различными ЦАП для дискретизации звука и звуковых эффектов.

Звуковые карты на других платформах

  • Звуковая карта Melodik с микросхемой AY-3-8912 для Дидактик

  • ZX Spectrum со звуковой коробкой Fuller

  • Плата Turbo Sound производства NedoPC, редакция A

Самой ранней известной звуковой картой, используемой компьютерами, была Gooch синтетические деревянные духовые инструменты, музыкальное устройство для Терминалы PLATO, и широко известен как предшественник звуковых карт и MIDI. Его изобрели в 1972 году.

Некоторые ранние аркадные машины использовали звуковые карты для воспроизведения сложных звуковых сигналов и цифровой музыки, несмотря на то, что они уже были оснащены встроенным звуком. Примером звуковой карты, используемой в игровых автоматах, является Цифровая система сжатия карта, используемая в играх от Мидуэй. Например, Mortal Kombat II на оборудовании Midway T. Оборудование T-Unit уже имеет встроенный YM2151 Чип OPL соединен с ЦАП OKI 6295, но в указанной игре вместо этого используется добавленная карта DCS.[14] Карта также используется в аркадной версии Midway и Aerosmith с Revolution X для сложного зацикливания фоновой музыки и воспроизведения речи (Revolution X использовала полностью зацикленные песни из альбома группы, которые прозрачно зацикливались - впечатляющая особенность на момент выпуска игры).

MSX Компьютеры, хотя и оснащены встроенными звуковыми возможностями, также полагались на звуковые карты для получения звука лучшего качества. Карта, известная как Лунный звук, использует Yamaha OPL4 звуковой чип. До Moonsound были также звуковые карты, называемые MSX Музыка и MSX Audio, который использует OPL2 и OPL3 чипсеты, для системы.

В Яблоко II серии компьютеров, которые не имели звуковых возможностей, кроме звукового сигнала, до тех пор, пока IIGS, мог бы использовать подключаемые звуковые карты от различных производителей. Первый, в 1978 г., был Синтезатор Apple Music от ALF, с 3 голосами; две или три карты можно использовать для создания 6 или 9 голосов в стерео. Позже ALF создал Apple Music II, 9-голосная модель. Однако наиболее широко поддерживаемой картой была Mockingboard. Sweet Micro Systems продавала Mockingboard в различных моделях. Ранние модели Mockingboard имели 3 голоса в моно, в то время как некоторые более поздние модели имели 6 голосов в стерео. Некоторое программное обеспечение поддерживало использование двух карт Mockingboard, что позволяло воспроизводить музыку и звук с 12 голосами. Клон Mockingboard с 12 голосами и одной картой, названный Фазор был сделан Applied Engineering. В конце 2005 года компания ReactiveMicro.com выпустила клон с 6 голосами под названием Mockingboard v1, а также планировала клонировать Phasor и создать гибридную карту, которую пользователь выбирает между режимами Mockingboard и Phasor, а также поддерживает как SC-01, так и SC- 02 синтезаторы речи[нужна цитата ].

В Sinclair ZX Spectrum у которого изначально был только бипер, для него были сделаны некоторые звуковые карты. Одним из примеров является TurboSound.[15] Другими примерами являются Fuller Box,[16][17] Мелодик для Didaktik Gamma, AY-Magic и др. Zon X-81 для ZX81[18][19] также можно было использовать на ZX Spectrum с помощью адаптера.

Внешние звуковые устройства

Такие устройства, как Covox Speech Thing может быть подключен к параллельному порту IBM PC и передавать 6- или 8-битные образцы данных PCM для создания звука. Кроме того, многие типы профессиональных звуковых карт (аудиоинтерфейсов) имеют форму внешнего FireWire или USB-устройства, как правило, для удобства и повышения точности.

Звуковые карты, использующие PCMCIA Cardbus интерфейс был доступен до того, как портативные компьютеры и портативные компьютеры стали обычно иметь встроенный звук. Звук Cardbus можно использовать, если качество звука на плате низкое. Когда интерфейсы Cardbus были заменены Expresscard на компьютерах примерно с 2005 года последовали производители. Большинство этих устройств предназначены для мобильных Ди-джеи, обеспечивая отдельные выходы для воспроизведения и мониторинга из одной системы, однако некоторые из них также нацелены на мобильных геймеров, обеспечивая высококачественный звук для игровых ноутбуков, которые обычно хорошо оснащены, когда дело доходит до графики и вычислительной мощности, но, как правило, имеют аудиокодеки они не лучше, чем на обычных ноутбуках.

Звуковые карты USB

Звуковая карта USB

Звуковые карты USB - это внешние устройства, которые подключаются к компьютеру через USB. Их часто используют в студиях и на сцене электронные музыканты включая жить PA исполнители и Ди-джеи. Ди-джеев, которые используют Программное обеспечение DJ обычно используют звуковые карты, встроенные в DJ-контроллеры или специализированные звуковые карты DJ. Звуковые карты DJ иногда имеют входы с фонокорректором. предусилители позволять вертушки быть подключенным к компьютеру для управления воспроизведением музыкальных файлов программным обеспечением с тайм-код винил.

Спецификация USB определяет стандартный интерфейс, класс аудиоустройств USB, позволяющий одному драйверу работать с различными звуковыми устройствами USB и интерфейсами, представленными на рынке. Mac OS X, Windows и Linux поддерживают этот стандарт. Однако многие звуковые карты USB не соответствуют стандарту и требуют проприетарных драйверов от производителя.

Даже карты встречают старшего, медленного, USB 1.1 спецификации способны воспроизводить высококачественный звук с ограниченным количеством каналов или ограниченной частотой дискретизации или битовой глубиной, но USB 2.0 или более поздняя версия более способна.

Аудиоинтерфейс USB может также описывать устройство, позволяющее компьютеру, имеющему звуковую карту, но не имеющему стандартного аудиоразъема, подключаться к внешнему устройству, которому требуется такое гнездо, через его гнездо USB.

Использует

Основная функция звуковой карты - воспроизведение звука, обычно музыки, с различными форматами (монофонический, стереофонический, с различными настройками нескольких динамиков) и степенью контроля. Источником может быть CD или DVD, файл, потоковое аудио или любой внешний источник, подключенный к входу звуковой карты.

Аудио может быть записано. Иногда оборудование звуковой карты и драйверы не поддерживают запись воспроизводимого источника.

Карту также можно использовать вместе с программным обеспечением для генерации сигналов произвольной формы, выступая в качестве звуковой частоты. генератор функций. Для этой цели доступно бесплатное и коммерческое программное обеспечение;[20] Существуют также онлайн-сервисы, которые генерируют аудиофайлы для любых желаемых сигналов, воспроизводимых через звуковую карту.

Карту можно использовать, опять же в сочетании с бесплатным или коммерческим программным обеспечением, для анализа входных сигналов. Например, синусоидальный генератор с очень низким уровнем искажений можно использовать в качестве входа для тестируемого оборудования; выход отправляется на линейный вход звуковой карты и проходит через преобразование Фурье программное обеспечение для определения амплитуды каждой гармоники добавленных искажений.[21] В качестве альтернативы можно использовать менее чистый источник сигнала со схемой для вычитания входного сигнала из выходного, ослабленного и скорректированного по фазе; результатом являются только искажения и шум, которые можно проанализировать.

Существуют программы, позволяющие использовать звуковую карту в качестве осциллографа звуковых частот.

Для всех целей измерения следует выбирать звуковую карту с хорошими звуковыми характеристиками. Он сам по себе должен вносить как можно меньше искажений и шумов, а также следует уделять внимание полосе пропускания и дискретизации. Типичная интегрированная звуковая карта Realtek ALC887, согласно ее паспорту, имеет искажения примерно на 80 дБ ниже основной частоты; доступны карты с искажениями лучше −100 дБ.

Звуковые карты с частотой дискретизации 192 кГц могут использоваться для синхронизации часов компьютера с передатчиком сигнала времени, работающим на частотах ниже 96 кГц, например DCF 77 со специальным ПО и катушкой на входе звуковой карты, работающей как антенна [2][постоянная мертвая ссылка ], [3].

Архитектура драйвера

Чтобы использовать звуковую карту, Операционная система (ОС) обычно требует определенного драйвер устройства, а программа низкого уровня который обрабатывает соединения данных между физическим оборудованием и операционной системой. Некоторые операционные системы включают драйверы для многих карт; для карт, которые не поддерживаются таким образом, драйверы поставляются вместе с картой или доступны для загрузки.

  • ДОС программы для IBM PC часто приходилось использовать универсальные промежуточное ПО библиотеки драйверов (например, Звуковая операционная система HMI, то Библиотеки аудиоинтерфейсов Miles (AIL), Звуковая система Майлза и т.д.), в которых были драйверы для наиболее распространенных звуковых карт, поскольку сама DOS не имела реального понятия звуковой карты. Некоторые производители карт предоставляют (иногда неэффективное) промежуточное ПО TSR -на основе драйверов для своих продуктов. Часто драйвером является эмулятор Sound Blaster и AdLib, предназначенный для того, чтобы их продукты могли имитировать Sound Blaster и AdLib и разрешать играм, которые могут использовать только звук SoundBlaster или AdLib, работать с картой. Наконец, некоторые программы просто имели исходный код драйвера / промежуточного программного обеспечения, включенный в саму программу для поддерживаемых звуковых карт.
  • Майкрософт Виндоус использует драйверы, обычно написанные производителями звуковых карт. Многие производители устройств поставляют драйверы на своих дисках или в Microsoft для включения на установочный диск Windows. Иногда драйверы также предоставляются отдельными поставщиками для загрузки и установки. Исправления ошибок и другие улучшения, вероятно, будут доступны быстрее при загрузке, поскольку компакт-диски не могут обновляться так часто, как веб-сайт или FTP-сайт. Поддержка класса аудиоустройств USB присутствует начиная с Windows 98 SE.[22] Поскольку Microsoft Универсальная аудио архитектура (UAA), которая поддерживает HD Audio, FireWire и Класс USB-аудиоустройства стандартов, можно использовать драйвер универсального класса от Microsoft. Драйвер включен в Виндоус виста. За Windows XP, Windows 2000 или же Windows Server 2003, драйвер можно получить, обратившись в службу поддержки Microsoft.[23] Почти все поставляемые производителем драйверы для таких устройств также включают драйвер этого класса.
  • Ряд версий UNIX использовать портативный Открытая звуковая система (OSS). Драйверы выпускаются производителем карты редко.
  • Самый настоящий день Дистрибутивы Linux использовать Расширенная звуковая архитектура Linux (ALSA). До Ядро Linux 2.4, OSS был стандартной звуковой архитектурой для Linux, хотя ALSA можно загрузить, скомпилировать и установить отдельно для ядер 2.2 или выше. Но начиная с ядра 2.5, ALSA была интегрирована в ядро, а собственные драйверы OSS были объявлены устаревшими. Однако обратная совместимость с программным обеспечением на основе OSS поддерживается за счет использования API совместимости ALSA-OSS и модулей ядра эмуляции OSS.
  • Поддержка Mockingboard на Apple II обычно включена в сами программы, так как многие программы для Apple II загружаются непосредственно с диска. Однако TSR поставляется на диске, который добавляет инструкции к Apple Basic, поэтому пользователи могут создавать программы, использующие карту, при условии, что TSR загружается первым.

Список производителей звуковых карт

Этот список неполный; вы можете помочь добавление недостающих предметов с надежные источники.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Если количество и размер разъемов слишком велики для места на задней панели, разъемы будут вынесены за пределы платы, обычно с использованием коммутационной коробки, вспомогательной задней панели или панели, установленной спереди.
  2. ^ Большинство разработчиков сочли режим перкуссии негибким; он использовался в основном в собственном программном обеспечении AdLib.
  3. ^ Вероятно, это был Intel микроконтроллер, переименованный Creative.

Рекомендации

  1. ^ YAC512 (PDF), Yamaha, заархивировано из оригинал (PDF) на 2013-10-13
  2. ^ а б Руководство по проектированию системы PC 99, В архиве 2008-12-27 на Wayback Machine, Intel Corporation и Microsoft Corporation, 14 июля 1999 г. Глава 3: Основные требования к ПК 99 (Руководство по проектированию системы PC 99 (Самораспаковывающийся архив .exe). Требование 3.18.3: Системы используют цветовую схему для разъемов и портов. Проверено 26 ноября 2012 г.
  3. ^ а б c d Латимер, Джоуи. "Звук ПК становится серьезным!" (PDF). Вычислить!. Архивировано из оригинал (PDF) 6 сентября 2014 г.
  4. ^ "Ветры прогресса развязаны в" Городе ветров"". Компьютерный игровой мир. Июль 1988 г. с. 8. Получено 3 ноября, 2013.
  5. ^ «Руководство геймера по звуковым платам». Компьютерный игровой мир. Сентябрь 1989 г. с. 18. Получено 4 ноября, 2013.
  6. ^ Инглиш, Дэвид (июнь 1992 г.). «Sound Blaster становится профессиональным». Вычислить!. п. 82. Получено 11 ноября, 2013.
  7. ^ «Компьютеры никогда не будут звучать одинаково». Компьютерный игровой мир (рекламное объявление). Июль 1992 г. с. 90. Получено 3 июля, 2014.
  8. ^ «Философия звука». Письма из рая. Компьютерный игровой мир. Январь 1994. С. 120, 122.
  9. ^ Брукс, М. Эван (май 1994 г.). "Никогда не верь газфлювианскому флингшноггеру!". Компьютерный игровой мир. С. 42–58.
  10. ^ «Реалтек». Получено 7 сентября, 2017.
  11. ^ [1] В архиве 2013-05-20 в Wayback Machine Установка драйвера LG на многие компьютеры Dell с чипом Sigmatel 92xx, включая Inspiron 6400 и другие модели, может добавить поддержку стереомикширования. Справочные данные относятся к 2007 году и относятся к Windows XP и Vista.
  12. ^ «Что случилось с Wave Out Mix? - WebLog Ларри Остермана - Домашняя страница сайта - Блоги MSDN». Blogs.msdn.com. Получено 7 сентября, 2017.
  13. ^ а б Джон Щепаньяк. «Японские ретро-компьютеры: последние рубежи игр в японских ретро-компьютерах». Хардкорные игры 101. Получено 2011-03-29. Перепечатано с Ретро Геймер, 2009
  14. ^ Система 16 - Оборудование Midway T
  15. ^ Велесофт
  16. ^ WoS: Полная коробка
  17. ^ "Проблема с ошибкой 01, февраль 1984 г.". Архивировано из оригинал на 2017-04-04. Получено 2017-04-04.
  18. ^ Программируемый звуковой генератор ZON X-81
  19. ^ Пользователь Sinclair, выпуск 8, страница 21
  20. ^ Веб-страница с бесплатным генератором функций и программным обеспечением осциллографа для звуковой карты
  21. ^ Подробное обсуждение измерения искажений со звуковыми картами, включая подходящие карты и программное обеспечение
  22. ^ "Microsoft USB FAQ". Архивировано из оригинал на 2008-04-09. Получено 2008-02-03.
  23. ^ Доступна версия 1.0a драйвера класса High Definition Audio Universal Audio Architecture (UAA) Проверено 7 сентября 2017 года.

внешняя ссылка