Звуковая карта (или аудиокарта) – это компонент компьютера, отвечающий за обработку и вывод звука. С ее помощью вы можете слушать музыку, озвучку в фильмах и играх или даже самим обрабатывать звук с помощью специальных программ. Это может быть оцифровка записей, устранение шумов, микширование, запись, регулирование частотного диапазона и т.п. Аудиокарта имеет разъемы для подключения колонок или наушников, микрофона, линейный вход для подачи звука с другого устройства. Все разъемы окрашены разными цветами, под которыми имеется пиктограмма устройства, которое должно подключаться. Например, выход для колонок окрашен в зеленый цвет. Штекер колонок тоже имеет зеленую окраску.

Звуковая карта может быть встроена в (интегрированная звуковая карта) или так называемой внешней, которая выполнена в виде электронной платы расширения, вставляемой в специальный слот на материнской плате.

Встроенная звуковая карта
Плата внешней звуковой карты

В современных компьютерах звуковая карта практически всегда интегрирована в материнскую плату. Для рядового пользователя, возможностей интегрированной аудиокарты вполне достаточно, а внешние, из-за своих высоких характеристик, более ориентированы на меломанов, музыкантов, звукооператоров. Кроме того, внешние звуковые карты также выпускают в виде отдельного устройства в отдельном корпусе. Они подключатся к USB порту . Такие устройства уже можно назвать профессиональными.

Студийная внешняя звуковая карта

Надо отметить, что если вы все же решили приобрести высококачественную внешнюю звуковую карту для установки в компьютер, то и колонки (или наушники) должны быть высокого качества, иначе это будет пустая трата денег.

Звуковая карта Пользователи со стажем наверняка помнят те времена, когда компьютеры умели только «пищать». Времена меняются, и сейчас трудно представить себе компьютер без возможности воспроизведения и записи звука. Качество воспроизведения/записи может быть разным, хотя в последнее время оно варьируется от нормального до шикарного (согласны, что данные термины несколько ненаучные, но зато понятные). Качество звука, издаваемого компьютером, зависит от двух устройств: звуковой карты и акустических (компьютерных, мультимедийных) колонок.
Звуковая карта (звуковая плата, звуковой акселератор, «звуковуха») - устройство, позволяющее компьютеру воспроизводить и записывать звуковую информацию. Потребность в звуке у пользователей компьютеров настолько велика, что практически все выпускаемые сегодня материнские платы содержат встроенную звуковую плату (аналогично интегрированной видеокарте). Как правило, возможностей встроенной звуковой карты вполне хватает для удовлетворения потребностей большинства пользователей. Если вы не являетесь ярым меломаном или поклонником полного погружения в компьютерную игру (это когда от ваших выстрелов трясутся стены, а соседи вызывают милицию), то вам будет достаточно интегрированного звука и не придется покупать более мощную звуковую карту, которая представляет собой отдельную плату расширения
Разъемы и гнезда звуковой карты

• Line-out (линейный выход) - стереовыход, к которому подключаются активные колонки или наушники. На дешевых видеокартах такой выход один, но встречаются звуковые карты с двумя и более линейными выходами (если она рассчитана на подключение более двух колонок). Вы можете также столкнуться с линейными выходами в виде двух монофонических разъемов (их помечают как правый и левый). По существующему стандарту разъем линейного выхода обычно делают лимонного цвета (не спрашивайте нас почему, мы не знаем). Однако некоторые производители (видимо, тоже не понимая, почему лимонный) не придерживаются такого правила. Например, у одного из авторов этот разъем зеленого цвета, а у другого вообще все разъемы черные. А разъемы профессиональных и даже полупрофессиональных звуковых карт могут быть позолоченными. Лучше ориентируйтесь на значок линейного выхода или читайте инструкцию к звуковой карте, если значок отсутствует. Кроме того, с помощью данного разъема к компьютеру можно подключить разную музыкальную аппаратуру (например, магнитофон или музыкальный центр) для воспроизведения музыки через колонки магнитофона или центра, а также для записи на них.
• Line-in (линейный вход) - стереовход для подключения других проигрывающих устройств. Он необходим, если вы собираетесь записать на компьютер звук с других устройств. Разъем Line-in, как правило, синего цвета.
• Mic-in (микрофон) - монофонический разъем, который используется для подключения простеньких микрофонов и дальнейшей записи голоса (или других звуков) на компьютер. Данный разъем обычно красный или розовый. Большинство обычных звуковых карт имеет только эти три разъема, однако более совершенные и дорогие могут похвастаться наличием нескольких дополнительных.
• MIDI/gameport (порт джойстика) - прямоугольный разъем, позволяющий подключать игровое устройство (джойстик) или, например, клавиатуру синтезатора. Этот разъем обычно желтого цвета.
• Speaker-out/Subwoofer (выход на колонки/сабвуфер) - стереовыход, в отличие от Line-out имеющий усилитель. К такому разъему можно подключить пассивные колонки (не имеющие усилителя) или сабвуфер. Некоторые пользователи думают, что если подключить к такому выходу активные колонки, то сигнал станет лучше. Однако это не так. В результате качество звучания вас неприятно удивит. Данный разъем имеет оранжевый цвет.
• S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format) - разъем, который может находиться как на внешней стороне звуковой карты, так и на самой плате (то есть внутри системного блока). Он позволяет подключать к компьютеру внешние аудиоустройства, например DVD-проигрыватель или домашний кинотеатр. Сигнал через такой разъем выводится в цифровом виде, что исключает появление шумов, присущих аналоговым устройствам.
• Некоторые звуковые карты для экономии места на внешней панели имеют одно специальное гнездо, к которому подключается внешнее устройство с несколькими разъемами сразу: S/PDIF, Line-in/out и MIDI. Не пугайтесь, если не обнаружите знакомых разъемов, просто посмотрите в коробке от звуковой карты, где-то должно быть дополнительное устройство.
• CD-in (MPC-3 CD-вход) - специальный разъем, позволяющий передавать аудиокарте информацию от привода компакт-дисков в аналоговом формате. Если производители звуковой карты соблюдали все правила, его цвет черный или белый.
• MPC-3 Aux-in (вход внешнего устройства) - разъем для подключения других устройств (например, второго привода компакт-дисков). Внешне очень похож на CD-in.
• MPC-3 Modem-in/out (вход-выход для подключения модема) - данный разъем используется для подключения модема. Этот разъем зеленого цвета. Обычно в нем нет необходимости, если только вы не собираетесь слушать треск модема через колонки или не планируете устраивать телеконференции через Интернет.
• Разъем для подключения разных дочерних плат - имеет самый большой размер. Очень похож на IDE (помните, как у винчестера?). Дочерние платы, подключенные к звуковой карте для расширения ее возможностей. Этим пользуются специалисты, работающие со звуком.

Для начала выделим четыpе более-менее независимых блока:

• 1. Блок цифpовой записи/воспpоизведения. Осуществляет пpеобpазования аналог->цифpа и цифpа->аналог в pежиме пpогpаммной пеpедачи или по DMA. Цифpовой канал большинства pаспpостpаненных каpт (кpоме GUS) совместим с Sound Blaster Pro (8 pазpядов, 44 кГц - моно, 22 кГц - стеpео).
• 2. Блок синтезатоpа. Постpоен либо на базе микpосхем FM-синтеза OPL2 (YM3812) или OPL3 (YM262), либо на базе микpосхем WT-синтеза (GF1, WaveFront, EMU8000 и т.п.), либо того и дpугого вместе. Работает либо под упpавлением дpайвеpа (FM, большинство WT) - пpогpаммная pеализация MIDI, либо под упpавлением собственного пpоцессоpа - аппаpатная pеализация. Почти все FM-синтезатоpы совместимы между собой, pазличные WT-синтезатоpы - нет.
• 3. Блок MPU. Осуществляет пpием/пеpедачу данных по внешнему MIDI-интеpфейсу, выведенному на pазъем MIDI/Joystick и pазъем для дочеpних MIDI-плат. Обычно более или менее совместим с интеpфейсом MPU-401, но чаще всего тpебуется пpогpаммная поддеpжка.

Звуковые карты содержат следующие элементы.

• Преобразователи - они есть на каждом стереоканале: аналого-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) (на дорогих картах преобразователей бывает больше). АЦП обрабатывает аналоговый сигнал, поступающий с линейного входа или микрофона, и превращает его в цифровой. ЦАП, напротив, преобразует цифровой сигнал в аналоговый и передает его на линейный выход. Качество получаемого звука зависит от битовой глубины, поддерживаемой преобразователем.
• Генератор тактовой частоты - выдает синхронизирующие сигналы на преобразователи, тем самым задавая скорость обработки информации (вспомните понятие частоты дискретизации). Наиболее популярные на сегодняшний день звуковые карты имеют частоту 96 кГц.
• Процессор - формирует аналоговое звучание, которое мы слышим из колонок от поступающих MIDI-команд. Именно процессор определяет возможности звуковой карты. Он является «связным» между центральным процессором компьютера, операционной системой и программой воспроизведения музыки. Процессор звуковой карты берет на себя достаточно много работы, связанной с обработкой звука (частично разгружая центральный процессор).

Важные характеристики звуковых плат Теперь рассмотрим основные характеристики звуковых плат, на которые полезно обращать внимание при покупке. Звуковые карты, как и большинство внутренних устройств, обычно подключаются к PCI-слоту на материнской плате.

• Показатель, на который мы уже обращали ваше внимание, - частота дискретизации (она задается генератором тактовой частоты). Чем выше эта частота, тем более точно оцифровывается звук, что положительно сказывается на качестве звучания.
• Следующий параметр - количество звуковых каналов . Если вы намерены воспроизводить звук через две колонки, то подойдет любая звуковая плата (при условии, что вас удовлетворяют остальные характеристики). Если же вы хотите окружить себя звуком, вам нужна многоканальная звуковая плата (5.1 или 7.1). Конечно, придется приобрести и соответствующий комплект колонок. Кстати, большинство звуковых плат, встроенных в современные материнские платы, содержат шесть звуковых каналов (5.1).
• Величина отношение сигнал/шум (S/N) измеряется в децибелах. Чем выше значение этой величины, тем лучше. Советуем не интересоваться картами, у которых S/N ниже 90 дБ.
• Еще одна характеристика - поддерживаемый размер сэмпла . «Размер сэмпла» показывает, какое количество информации описывает каждый звук, а значит, задает максимальное количество возможных вариантов звучания. Это относится к тем, кого интересуют возможности MIDI.

Если вы заинтересованы в качественном звучании, советуем также подобрать звуковую карту с хорошим аппаратным ускорением. Сейчас большинство качественных (и, заметьте, недорогих) звуковых карт имеют поддержку 3D-режима.

Работа практическая 4

Тема: Звуковые карты

Цель: Изучить возможности звуковых карт

Ход выполнения работы:

Изучение звуковой карты мы начнем сеё задней панели:

На задней панели расположены входы и выходы звуковой карты. К ним подключаются внешние аудиоустройства : к входам - микрофоны, электоргитары и другие звуковые источники; к выходам - наушники, акустические системы и записывающие устройства.

ВХОДЫ

На стандартных мультимедийных картах предусмотрено 2 аудио входа: линейный и микрофонный (Line In и Mic In; от англ. input - вход).

Отдельный микрофонный вход предусмотрен из-за того, что микрофонный сигнал имеет низкий уровень. Для усиления сигнала на микрофонных входах звуковой карты используется предусилитель – небольшая схема, повышающая уровень сигнала до нормального уровня.

Они обычно выполнены на разъемах типа "мини-джек ". Такие разъемы используются для подключения наушников в портативных плеерах.

ВЫХОДЫ

На стандартных мультимедийных картах предусмотрено 2 аудио выхода: линейный выход и выходдля наушников (Line Out и Headphone Out; от англ. output - выход).

Линейный выход создан для подключения различных записывающих аудиоустройств (магнитофон, устройство записи компакт-дисков, мини-дисков) и акустических систем.

Звуковые карты, поддерживающие 6-канальный звук, имеют 3 линейных выхода или 1 цифровой для подключения акустических систем домашнего кинотеатра .

Кроме перечисленных входов, на задней панели звуковой карты обычно есть 5-контактный разъем , который служит для подключения любых внешних MIDI-устройств (синтезаторов и других инструментов). На некоторых звуковых картах вместо MIDI-порта имеется игровой порт для джойстика (Gameport), к которому можно подключать MIDI-устройства через переходник.

Стандарт MIDI (Musical Instrument Digital Interface – цифровой интерфейс музыкальных инструментов) был принят в 1982 году в целях решения проблем коммутации и управления устройствами от различных фирм-производителей, которые до этого времени имели разные архитектуры и системы управления. Это было очень неудобно для музыкантов - ведь при покупке каждого нового инструмента приходилось "с нуля" изучать принципы его работы.

Теперь изучите общую схему подключения мультимедийных устройств к звуковой карте:

Для того чтобы понять принцип работы звуковой карты рассмотрим следующую схему.

Все сигналы с входов поступают на входной микшер – микросхему, которая формирует один итоговый сигнал из поступающих в неё сигналов. Управление микшером происходит программно. В комплект служебных программ любой звуковой карты входит программа микшера. Входной микшер необходим чтобы установить оптимальный уровень сигнала, который вы хотите записать. Цифровая техника очень чувствительна к превышению уровня сигнала, при котором возникают заметные искажения.

Сигнал с входного микшера поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), с помощью которого происходит оцифровка аналогового сигнала.

Потом цифровые данные поступают в сердце звуковой платы - сигнальный процессор (DSP - Digital Signal Processor). Этот процессор управляет обменом данными со всеми остальными устройствами компьютера через шину PCI.

Когда центральный процессор выполняет программу записи звука, то цифровые данные поступают либо прямо на жесткий диск, либо в оперативную память компьютера. Присвоив этим данным имя, мы получим звуковой файл.

При воспроизведении этого звукового файла данные с жесткого диска через шину PCI поступают в сигнальный процессор звуковой платы, который направляет их на цифро-аналоговый преобразователь (АЦП).

Электрический сигнал, получившийся в результате преобразования, поступает на выходной микшер . Этот микшер идентичен входному и управляется при помощи той же самой программы. Сигнал с выходного микшера поступает на линейный выход звуковой карты, подключив к которому колонки или наушники мы слышим звук.

Чтобы работать с современными музыкальными программами звуковая карта должна поддерживать режим full duplex - запись одновременно с воспроизведением.

При записи в этом режиме сигнальный процессор одновременно может работать с двумя потоками цифровых аудиоданных: идущих с АЦП через шину к другим устройствам компьютера, и поступающих с жесткого диска на ЦАП. Благодаря этому режиму можно использовать звуковую карту как многоканальный магнитофон.

На любой универсальной мультимедийной звуковой карте есть встроенный синтезатор - устройство, которое синтезирует звуки заданных частот и тембров.

Чтобы использовать его в качестве музыкального инструмента к MIDI-порту подключают MIDI-клавиатуру , либо автономный синтезатор, который может служить в качестве клавиатуры.

Сигналы, поступающие с клавиатуры , подаются в сигнальный процессор, который направляет их либо через системную шину к центральному процессору, либо к синтезаторам звуковой карты.

Путь MIDI-сигнала зависит от выполняющихся программ, в которых можно коммутировать MIDI порты и устройства произвольным образом.

Теперь разберёмся, какие типы звуковых карт существуют, и чем они отличаются.

Если устройство правильно и без явных огрехов спроектировано, важнейшими элементами, отвечающими за качество воспроизведения и записи будут преобразователи . Дешевые ЦАПы обходятся с сигналом плохо: выходной поток богат на искажения, имеет слабый сигнал, шумит. Именно поэтому звук получается недетальным, нечетким, неестественным.

Более серьезные преобразователи используют различные системы фильтрации, коррекции, сглаживания сигнала, интерполяции и прочего, что в результате благоприятно сказывается на качестве звука.

Таким образом, лишь увидя преобразователь , установленный на плате, можно вынести предварительный вердикт об уровне звучания устройства. Например, в мультимедийных и встроенных картах очень распространены дешевые преобразователи компании Sigmatel , которые звучат весьма плохо.

На более дорогих платах используются преобразователи фирм AKM , Wolfson , Burr-Brown – их наличие говорит о хорошем потенциале продукта.

Преобразователи – не единственное звено, ответственное за качество звука. Его может испортить дешевая схемотехника, вносящая помехи, шумы и искажения в аналоговый сигнал, а также драйверы и сигнальный процессор платы.

Такие звуковые карты встроены прямо в материнские платы . На материнскую плату напаивают входы и выходы, чипы АЦП и ЦАП. Сигнальный процессор в таких картах отсутствует , и всю вычислительную обработку берет на себя центральный процессор компьютера.

Подобное звуковое решение почти бесплатно, потому и для непритязательных пользователей более чем приемлемо. При прослушивании MP3-файлов низкого качества и несжатого аудио с компакт-диска Вы не почувствуете разницы, а если запишите свой голос через микрофон, то скорее всего его не узнаете. Все это происходит по причинам используемых в них низкокачественных компонентов. К встроенным звуковым картам нецелесообразно подключать колонки дороже $50.

Это наиболее старая категория плат: именно они появились первыми и сделали компьютер средством воспроизведения и записи музыки. В отличие от встроенных, эти карты обладают собственным сигнальным процессором , что позволяет разгрузить центральный процессор компьютера и повысить быстродействие.

Как правило, качество звука мультимедийных карт, чем встроенных. К ним можно смело подключать не самые плохие компьютерные колонки и наборы акустики. Качество записи звука на любительском уровене. Несложные программы для работы со звуком будут нормально функционировать.

Сейчас в этом секторе рынка доминирует компания Creative с линейками продуктов Sound Blaster Audigy/Audigy2 и Sound Blaster Live ! Ценовой диапазон: $20-80 (на 2005 год).

Эти карты выпускают производители профессионального музыкального оборудования, ориентируясь не на музыкантов, а на аудиофилов. Они отличаются от мультимедийных профессиональными схемотехническими решениями и высоким качеством преобразователей . Они идеально подходят для прослушивания музыки. При наличии хорошей акустики или приличных наушников вы сможете получить звучание, близкое к Hi-Fi системе.

Такие карты комплектуются драйверами для профессиональных программ для работы с музыкой и звуком, и станут отличным стартом для начинающего музыканта . Карта Audiophile 2496 от компании M-Audio до сих пор остается любимым продуктом начинающих музыкантов. Ценовой диапазон: $80-200 (на 2005 год).

Профессиональные звуковые карты

Эти карты рассчитаны на профессиональных музыкантов, аранжировщиков, музыкальных продюсеров. Их особенности: высочайшее качество воспроизведения и записи звука, минимум искажений , максимум возможностей для работы с профессиональным ПО и подключения профессионального оборудования. У профессиональных карт, как правило, нет мультимедийных драйверов, что делает многие из них бесполезными в играх.

Многие карты располагают внешним блоками, куда выводятся все разъемы для удобства подключения. Эти карты рассчитаны на подключение профессиональных акустических мониторов, микшерных пультов, предусилителей и прочих студийных устройств. Впрочем, недорогие профессиональные карты могут стать лучшим выбором для настоящего ценителя качественного звука. Ценовой диапазон: выше $200 (на 2005 год).

Разъемы звуковых карт: Линейный выход платы (зеленый) – сигнал с этого разъема можно подать на внешние ус-ва – акустические системы, наушники Входы стереосистемы В некоторых звуковых картах существуют 2 выходных гнезда: одно для сигнала левого канала, другое – для правого. Линейный вход платы (голубой) – этот входной разъем используется при микшировании или записи звукового сигнала, поступающего от внешней аудиосистемы. Микрофонный вход, или вход монофонического сигнала (розовый) – к этому разъему подключается микрофон для записи на диск голоса или других звуков. Запись с микрофона является монофонической. Для записи лучше всего использовать электродинамический или конденсатный микрофон, рассчитанный на сопротивление нагрузки от 600 Ом до 10 к Ом. В некоторых дешевых звуковых картах микрофон подключается к линейному входу.

Разъемы звуковых карт(продолжение): Разъем игрового порта, или разъем MIDI (желтый) – для подключения джойстика используется 15-контактный D-образный разъем. 2 его контакта можно использовать для управление устройством MIDI, например клавишным синтезатором (В этом случае необходимо приобрести Y-образный кабель). В некоторых новейших аудиоадаптерах и встроенных звуковых системах этот разъем отсутствует, поскольку новое поколение игровых манипуляторов подключаются к разъему USB.

Дополнительные разъемы звуковых карт: Вход и выход SPDIF (SP/DIF) – этот разъем (Sony/Philips Digital Interface) используется для передачи цифровых аудиосигналов между устройствами без преобразования к аналоговому виду. CD SPDIF – этот разъем предназначен для подключения CDROM к звуковой плате с помощью интерфейса SPDIF.

Дополнительные разъемы звуковых карт: Вход TAD – разъем для подключения к звуковой плате модемов с поддержкой автоответчика (Telephone Answering Device). Цифровой выход DIN – этот разъем предназначен для подключения многоканальных цифровых акустических систем. Вход Aux – обеспечивает подключение к звуковой карте других источников сигнала, например телетюнера Вход I2S – позволяет подключать к звуковой карте цифровой выход внешних источников, например DVD.

Дополнительные разъемы звуковых карт: Порт USB – позволяет подключать звуковую карту к акустической системе USB, игровым контроллерам и другим USB устройствам. Может использоваться как USB 1.1 так и USB 2.0. IEEE-1394 – посредством этого разъема к звуковой карте подключаются цифровые видеокамеры, сканеры, жесткие диски и другие устройства. В разъем SB1394 аудиоадаптера Sound Blaster Audigy можно подключать как устройства IEEE1394, так и ус-ва, поддерживающие новый формат Creative Labs – SB1394. Дополнительные разъемы обычно располагаются непосредственно на звуковой плате или подсоединяются к внешнему блоку или дочерней плате.

Разъемы и их названия.

Во-первых. разъем состоит из двух частей. Гнездо - это куда втыкают. Штекер - это то, что втыкают.

монофонический джек, или TS. Гильза до черного кольца - земля, кончик - сигнал

стереофонический джек, или TRS. Гильза до первого кольца - земля, контакт между черными кольцами (Ring) - правый канал либо отрицательная фаза либо питание, кончик - левый канал либо сигнал с положительной фазой

Мини-джек - как в наушниках для плейера. Выглядит как большой джек, только меньше - 3.5 миллиметра (1/8). В последнее время в мобилках и плейерах используется иногда и малюсенький джек на 2.5 миллиметра, но его не называют мини-джеком.

миниджек, знакомый вам по плейерам

Тюльпан, или RCA jack - встречается на профессиональных звуковых картах (для линейных входов и выходов), а также на бытовых видеомагнитофонах и старых VHS-видеокамер. Поскольку таких разъемов обычно два (левый и правый каналы), то правый разъем-канал имеет черный цвет, если есть черный и красный разъемы; и правый канал - красного цвета, если есть белый и красный разъемы. Изначально "тюльпан" был разработан еще в сороковых годах прошлого века для подключения радио к граммофонам. Тюльпан используется часто как разъем цифрового интерфейса S/PDIF.

тюльпаны обыкновенные

тоже тюльпан, только прикидывается рыцарем

XLR (реже XLR-3, "кэнон" или "канон", правильнее Cannon - не путать с Canon) - обычно встречается на микрофонах. Такой массивный разъем с тремя штырьками и защелкой.

Каждый нормальный микрофон имеет разъем XLR, а уже к нему подключается кабель. Кабель же может заканчиваться как еще одним XLR, так и обыкновенным джеком. Если у вас нет микшера, куда вы можете воткнуть XLR, то вам нужен кабель с джеком. Джек вы сможете подключить к бытовой звуковой карте посредством переходника с обычного джека на мини-джек. Поскольку разъемы линейного выхода, а также линейного входа и микрофонного входа находятся на звуковухе в непосредственной близости друг от друга, то нередко этот переходник просто не втыкается рядом с мини-джеком, идущим к колонкам. Поэтому надо покупать сей переходник не в цельнометаллической оболочке, а в пластмассовой. Ее можно обрезать ножом с одной стороны и обмотать изолентой. Тогда воткнется без труда.

Цвета "бытовых" разъемов

Вы могли обратить внимание, что зачастую штекеры и гнезда имеют определенные цвета - например, микрофонный штекер и гнездо под него - розовые, а наушники - светло-зеленый. Это не прихоть производителей, а следование ими стандарта PC 99. Ниже я привожу эти цвета и их описания.