Karta dzwiękowa
System audio Za generowanie sygnału dźwiękowego odpowiada system audio w skład którego wchodzą Karta dźwiękowa Głośniki komputerowe Większość obecnie produkowanych płyt głównych posiada zintegrowane karty dźwiękowe. Niektóre rozwiązania są nawet bardzo zaawansowane ale ciągle najlepszą jakość dźwięku daje dodatkowa karta montowana w złączach PCI lub USB
Cechy karty dzwiękowej Charakterystyka częstotliwości czyli zdolność karty do odtwarzania bądź nagrywania dźwięku ze stałą głośnością. Im większa wartość tym lepiej Współczynnik zniekształceń nieliniowych/całkowite zniekształcenia harmoniczne określa stopień zniekształceń dźwięku względem oryginału Stosunek sygnału do szumu(snr) mierzony w decybelach stosunek mocy sygnału dźwiękowego do mocy szumu tła. Im większy tym lepiej
Proces zapisu sygnału dźwiękowego
Zapis sygnału dźwiękowego Karta dźwiękowa jest to karta rozszerzeń umożliwiająca przetwarzanie dźwięku w komputerze. Sygnał dźwiękowy jest sygnałem analogowym więc nie może być zapisany na dysku twardym. Jednym z zadań karty dźwiękowej jest zmiana sygnału analogowego na cyfrowy przy pomocy przetwornika A/C. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe (A/C) składa się z czterech podstawowych procesów: 1. Próbkowania 2. Kwantyzacji 3. Kodowania 4. Zapisywania
Próbkowanie Sygnał analogowy jest ciągły, czyli określony całym przedziałem czasowym. Aby sygnał analogowy zmienić na cyfrowy przetwornik w określonych odstępach czasu mierzy wartość sygnału analogowego (fali dźwiękowej). Odstępy czasowe w jakich to robi nazywamy częstotliwością próbkowania. Im wyższa częstotliwość próbkowania tym sygnał analogowy zostanie odwzorowany dokładniej.
Próbkowanie - przykład Obrazek przedstawia falę dźwiękową zapisaną w postaci cyfrowej w częstotliwości próbkowania 8Hz. Na jakość sygnału cyfrowego ma również wpływ liczba bitów jaką opisujemy każdą próbkę. Jeżeli do zapisania fali dźwiękowej komputer używał by tylko jednego bitu to fala mogła by przyjąć jedynie dwie wartości co uniemożliwiło by jej dokładne odwzorowanie. Poniższy obrazek przedstawia falę sinusoidalną.
Kwantyzacja Kolejnym etapem cyfrowego zapisu dźwięku jest kwantyzacja. Pobrane przez kartę dźwiękową próbki nadal należą do całego zakresu zmienności sygnału analogowego. Kwantyzacja polega na przypisaniu wartości każdej próbce. Ilość wartości jaką może przyjąć pojedyncza próbka zależy od rozdzielczości bitowej. Na tym etapie powstaje tzw. błąd kwantyzacji, wynikający z tego, że reprezentując ciągły zakres zmienności sygnału przy pomocy kilku wartości nie jesteśmy w stanie dokładnie opisać wszystkich zmiany sygnału analogowego. Właśnie dlatego fale dźwiękowe przedstawione w postaci cyfrowej są kanciaste. Błąd kwantyzacji (digitalizacji) przy dużej rozdzielczości bitowej jest jednak niewielki i nie ma dużego wpływu na jakość dźwięku cyfrowego.
Kodowanie Na etapie kodowania wartości które opisują każdą próbkę, zostają zapisane w postaci liczbowej, czyli w formie liczb zapisanych w systemie dwójkowym, ciągu zer i jedynek.
Zapisywanie Uzyskany w ten sposób sygnał cyfrowy jest zapisywany na nośniku. Zamiast sygnału analogowego, urządzenia rejestrują ciąg 0 i 1. Zamiast nieskończonej liczby amplitud sygnału analogowego, uzyskujemy dwie dyskretne wartości.
Budowa karty dzwiękowej
Schemat karty dźwiękowej
Procesor sygnałowy DSP Służy do cyfrowej obróbki sygnałów (dźwiękowych). Prostym przykładem zastosowania procesora DSP umieszczonego na karcie dźwiękowej jest stworzenie efektu pogłosu lub echa: ciąg cyfrowych próbek, który procesor przesyła do przetwornika C/A, zapamiętywany jest dodatkowo w pamięci. Ciąg ten wyczytany z pamięci z pewnym opóźnieniem przesyłany jest również na wejście przetwornika C/A. W ten sposób na wyjściu przetwornika pojawiają się dwa sygnały analogowe o tym samym brzmieniu, przesunięte w czasie.
Syntezator (generator dźwięku, oscylator) Występował w starszych kartach i był to zazwyczaj generator drgań o zadanej częstotliwości połączony z generatorem obwiedni (amplitudy) oraz generator szumu, służył do sprzętowego generowania dźwięków za pomocą modulacji i łączenia fal oraz szumu.
Przetworniki A/C i C/A Umożliwiają przetwarzanie dźwięku. Przetwornik A/C zmienia sygnał z analogowego na cyfrowy a przetwornik C/A zmienia sygnał z cyfrowego na analogowy. Obrazek przedstawia 8- kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie dźwiękowej Sound Blaster X-Fi Fatal1ty 8-kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie dźwiękowej Sound Blaster X-Fi Fatal1ty
Pozostałe Mikser dźwięku Służy do łączenia sygnału dźwiękowego z różnych źródeł: przetworników, syntezatorów itp. Wzmacniacz wyjściowy Stosuje się go do podłączenia słuchawek lub dopasowania linii wyjściowych przetwornika C/A Interfejs komputerowy Umożliwia komunikację komputera z kartą dźwiękową zazwyczaj PCI lub USB, dawniej ISA. Interfejs MIDI Umożliwia podłączenie do komputera cyfrowych instrumentów muzycznych wyposażonych w ten interfejs. MIDI pozwala na wymianę informacji i synchronizację sprzętu muzycznego za pomocą standardowych komunikatów, tworząc spójny system sterowania zestawem muzycznym.
Creative SB Recon 3D PCIE Fatal1ty Champion Series 70SB135400002
Specyfikacja Rodzaj Specyfikacja Linia Sound Blaster Rodzaj Wewnętrzna Chipset Interfejs Konstrukcja Złącza cyfrowe Złącza liniowe Sound Core3D PCI-Express x1 Śledź System dźwięku 5.1 Wejście optyczne Wyjście optyczne 2x wyjście słuchawkowe 2x złącze RCA (wejście audio) 3x wyjście liniowe Wejście mikrofonowe Wejście mikrofonowe (wejście liniowe)
Specyfikacja cd. Rodzaj Charakterystyka Inne Próbkowanie [bit] 24 Specyfikacja 24-bitowa konwersja analogowo-cyfrowa dzwieku z wejsc analogowych z maksymalna czestotliwoscia próbkowania 96 khz 24-bitowa konwersja cyfrowo-analogowa dzwieku z wejsc cyfrowych o czestotliwosci próbkowania do 96 khz na wyjscia analogowe Czterordzienowy procesor dźwięku Sound Core3D Mikrofon Sound Blaster kształtujący wiązkę dźwiękową Napęd Sound Blaster I/O z dwoma pokrętłami regulacji głośności ; wejściem RCA stereo; wejściem mikrofonowym/wyjściem słuchawkowym Wzmacniacz wyjścia słuchawkowego pozwalający na podłączenie słuchawek i zestawów słuchawkowych o impedancji do 600 omów
Specyfikacja cd. Rodzaj Częstotliwość próbkowania [khz] Obsługiwane standardy Obsługiwane systemy operacyjne Wersja opakowania Załączone wyposażenie Specyfikacja 96 Crystal Voice THX TruStudio PRO Windows 7 Windows 8 BOX Mikrofon Napęd Sound Blaster I/O Płyta CD-ROM ze sterownikami, oprogramowaniem i instrukcją obsługi