Звукова карта

Звукова плата Creative Labs Sound Blaster Live!
Звукова плата AdLib
Звукова плата Mockingboard V1. Комп'ютери Apple II, 1981 рік
Дочірня плата хвильового синтезу Yamaha DB50XG. 1995
Дочірня плата хвильового синтезу Roland SCB-55

Звукова карта (звукова плата, Аудіокарта; англ. sound card ) - Додаткове обладнання персонального комп'ютера, що дозволяє обробляти звук (виводити на акустичні системи та / або записувати). На момент появи звукові плати являли собою окремі карти розширення, що встановлюються в відповідний слот. У сучасних материнських платах представлені у вигляді інтегрованого в материнську плату апаратного кодека (згідно специфікації Intel AC'97 або Intel HD Audio).


1. Історія звукових карт для IBM PC

Додаткові відомості: Sound Blaster

Оскільки IBM PC проектувався не як мультимедійна машина, а інструмент для вирішення наукових і ділових завдань, звукова карта на ньому не була передбачена і навіть не запланована. Єдиний звук, який видавав комп'ютер, був звук вбудованого динаміка, що повідомляв про несправності. (На комп'ютерах фірми Apple звук був присутній спочатку.)

В 1986 в продаж надійшло пристрій фірми Covox Inc. Воно приєднувалося до принтерного порту IBM PC і дозволяло відтворювати монофонічний цифровий звук. Мабуть, Covox можна вважати першою зовнішньою звуковою платою. Covox був дуже дешевий і простий по пристрої (практично найпростіший резистивний ЦАП) і залишався популярним протягом 90-х років. З'явилася велика кількість модифікацій, у тому числі - для відтворення стереофонічного [1] звучання.

В 1988 фірма Creative Labs випустила пристрій Creative Music System (С / MS, пізніше також продавалася під назвою Game Blaster) на основі двох мікросхем звукогенератора Philips SAA 1099, кожна з яких могла відтворювати по 6 тонів одночасно. Приблизно в цей же час компанія AdLib випустила свою карту, однойменну з назвою фірми, на основі мікросхеми YM3812 фірми Yamaha. Даний синтезатор для генерації звуку використовував принцип частотної модуляції (FM, frequency modulation). Даний принцип дозволяв отримати більш природне звучання інструментів, ніж у Game Blaster.

Незабаром Creative випустили карту на тій же мікросхемі, повністю сумісну з AdLib, але переважаючу її по якості звучання. Ця плата стала основою стандарту Sound Blaster, який в 1991 Microsoft включила в стандарт Multimedia PC (MPC). Однак ці карти мали ряд недоліків: штучне звучання інструментів і великі обсяги файлів, одна хвилина якості AUDIO-CD займала близько 10 Мегабайт.

Одним з методів скорочення обсягів, займаних музикою, є MIDI (Musical Instrument Digital Interface) - спосіб запису команд, що посилаються інструментам. MIDI-файл (зазвичай це файл з розширенням mid) містить посилання на ноти. Коли MIDI-сумісна звукова карта отримує цю посилання, вона шукає необхідний звук в таблиці (Wave Table). Стандарт General MIDI описує близько 200 звуків. Карти, що підтримують цей стандарт, зазвичай мають пам'ять, в якій зберігаються звуки, або використовують для цього пам'ять комп'ютера. Однією з перших wavetables-карт була Gravis Ultrasound, що отримала в Росії прізвисько "Гусак" (від скороченої назви GUS). Creative, прагнучи зміцнити своє становище на ринку, випустила власний звуковий процесор EMU8000 (EMU8K) і музичну плату на його основі Sound Blaster AWE32, яка була, безсумнівно, кращої картою того часу. "32" - це кількість голосів MIDI-синтезатора в картці.

Із зростанням потужності процесорів, поступово стала відмирати шина ISA, на якій працювали всі попередні звукові карти, і багато виробників перемкнулися на випуск карти для шини PCI. В 1998 компанія Creative знову робить широкий крок у розвитку звуку і випуском картки Sound Blaster Live! на аудіопроцесор EMU10K, який підтримував технологію EAX, встановлює новий стандарт для IBM PC, який залишається (у вдосконаленому вигляді) актуальний і донині.


2. Інтегрована аудіопідсистема

2.1. AC'97

AC'97 [2] (скорочено від англ. audio codec '97 ) - Це стандарт для аудіокодеків, розроблений підрозділом Intel Architecture Labs компанії Intel в 1997 р. Цей стандарт використовується в основному в системних платах, модемах, звукових картах і корпусах з аудіорешеніем передній панелі. AC'97 підтримує частоту дискретизації 96 кГц при використанні 20-розрядного стерео-дозволи та 48 кГц при використанні 20-розрядного стерео для багатоканального запису та відтворення.

AC'97 складається з вбудованого в південний міст чипсета хост-контролера і розташованого на платі аудіокодека. Хост-контролер (він же цифровий контролер, DC'97; англ. digit controller ) Відповідає за обмін цифровими даними між системною шиною і аналоговим кодеком. Аналоговий кодек - це невеликий чіп (4 4 мм, корпус TSOP, 48 висновків), який здійснює аналогоціфровое і цифроаналогового перетворення в режимі програмної передачі чи по DMA. Складається з вузла, безпосередньо виконує перетворення - АЦП / ЦАП (аналоговоціфровой перетворювач / цифроаналоговий перетворювач; англ. analog digital converter / digital analog converter , Скор. ADC / DAC ). Від якості застосовуваного АЦП / ЦАП багато в чому залежить якість оцифровки і декодування цифрового звуку.


2.2. HD Audio

HD Audio (від англ. high definition audio - Звук високої чіткості) є еволюційним продовженням специфікації AC'97, запропонованим компанією Intel в 2004, що забезпечує відтворення більшої кількості каналів з ​​більш високою якістю звуку, ніж при використанні інтегрованих аудіокодеків AC'97. Апаратні засоби, засновані на HD Audio, підтримують 24-розрядне якість звучання (до 192 кГц в стереорежимі, до 96 кГц в багатоканальному режимах - до 8 каналів).

Формфактор кодеків і передачі інформації між їх елементами залишився колишнім. Змінилося тільки якість мікросхем і підхід до обробки звуку.


2.3. Порівняння специфікацій

AC '97 HD Audio Перевага HD Audio
20 біт 96 кГц максимум 24 біт 192 кГц максимум Повноцінна підтримка нових форматів, таких як DVD-Audio
2.0 5.1/7.1 Повноцінна підтримка нових форматів, таких як Dolby Digital Surround EX, DTS ES
Смуга пропускання 11,5 Мб / с 48 Мб / с вихід, 24 Мб / с вхід Більш широка смуга пропускання дозволяє використовувати більшу кількість каналів в більш детальних форматах
Фіксована смуга пропускання Задається смуга пропускання Використовуються тільки необхідні ресурси
Певний канал DMA DMA канали загального призначення Підтримка багатопоточності і кількох подібних пристроїв
Одне звуковий пристрій в системі Кілька логічних звукових пристроїв Підтримка концепції Digital Home / Digital Office, висновок різних звуків на різні висновки для мультірумних можливостей і окремого голосового чату під час онлайн-ігор
Опорна частота задається ззовні, основним кодеком Опорна частота береться від чіпсета Єдиний високоякісний ставить генератор для синхронізації
Стабільність роботи залежить від стороннього ПЗ третіх фірм Універсальна архітектура звукового драйвера від Microsoft Єдиний драйвер для більшої стабільності OS і базової функціональності, не потрібна спеціальна установка драйверів
Обмежене автовизначення і перевизначення Повне автовизначення і перевизначення Повна підтримка Plug and Play
Стереомікрофон чи 2 мікрофони Підтримка масиву з 16 мікрофонів, максимум Більш точні введення і розпізнавання мови

3. Основні виробники

  • Creative Labs,
  • Diamond Multimedia System, Inc.,
  • ESS Technology (зараз тільки мікросхеми ЦАП / АЦП),
  • KYE Systems ( Genius),
  • M-Audio,
  • Turtle Beach Systems,
  • Yamaha Media Technology,
  • ASUS.

Примітки

  1. Схеми, роз'єми, пристосування - www.386.by.ru/schemes.htm. - Схеми ковоксов (Недоступна посилання)
  2. Версія, дата оновлення версії і автор специфікації: Версія 2.3, квітень 2002 року, корпорація Intel. - download.intel.com/support/motherboards/desktop/sb/ac97_r23.pdf (Англ.)
Перегляд цього шаблону Компоненти персонального комп'ютера
Системний блок
Пам'ять
Носії та дисководи
Висновок
Введення
Ігри
Інше