聲卡的基本結(jié)構(gòu)和工作原理介紹_有聲卡和沒聲卡的區(qū)別

　　一、什么是聲卡

　　聲卡（SoundCard）也叫音頻卡（港臺稱之為聲效卡）：聲卡是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)換的一種硬件。

　　聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器、擴(kuò)音機(jī)、錄音機(jī)等聲響設(shè)備，或通過音樂設(shè)備數(shù)字接口（MIDI）使樂器發(fā)出美妙的聲音。

　　二、聲卡基本結(jié)構(gòu)

　　聲音控制芯片

　　聲音控制芯片是把從輸入設(shè)備中獲取聲音模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將聲波信號轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字信號，采樣存儲到電腦中。重放時(shí)，這些數(shù)字信號送到一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器還原為模擬波形，放大后送到揚(yáng)聲器發(fā)聲。

　　數(shù)字信號處理器

　　DSP芯片通過編程實(shí)現(xiàn)各種功能。它可以處理有關(guān)聲音的命令、執(zhí)行壓縮和解壓縮程序、增加特殊聲效和傳真MODEM等。大大減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，加速了多媒體軟件的執(zhí)行。但是，低檔聲卡一般沒有安裝DSP，高檔聲卡才配有DSP芯片。

　　FM合成芯片

　　低檔聲卡一般采用FM合成聲音，以降低成本。FM合成芯片的作用就是用來產(chǎn)生合成聲音。

　　波形合成表

　　在波表ROM中存放有實(shí)際樂音的聲音樣本，供播放MIDI使用。一般的中高檔聲卡都采用波表方式，可以獲得十分逼真的使用效果。

　　波表合成器芯片

　　該芯片的功能是按照MIDI命令，讀取波表ROM中的樣本聲音合成并轉(zhuǎn)換成實(shí)際的樂音。低檔聲卡沒有這個(gè)芯片。

　　跳線

　　跳線是用來設(shè)置聲卡的硬件設(shè)備，包括CD-ROM的I/O地址、聲卡的I/O地址的設(shè)置。聲卡上游戲端口的設(shè)置（開或關(guān)）、聲卡的IRQ（中斷請求號）和DMA通道的設(shè)置，不能與系統(tǒng)上其他設(shè)備的設(shè)置相沖突，否則，聲卡無法工作甚至使整個(gè)計(jì)算機(jī)死機(jī)。

　　I/O口地址

　　PC機(jī)所連接的外設(shè)都擁有一個(gè)輸入/輸出地址，即I/O地址。每個(gè)設(shè)備必須使用唯一的I/O地址，聲卡在出廠時(shí)通常設(shè)有缺省的I/O地址，其地址范圍為220H～260H。

　　IRQ（中斷請求）號

　　每個(gè)外部設(shè)備都有唯一的一個(gè)中斷號。聲卡SoundBlaster缺省IRQ號為7，而SoundBlasterPRO的缺省IRQ號為5。

　　DMA通道

　　聲卡錄制或播放數(shù)字音頻時(shí)，將使用DMA通道，在其本身與RAM之間傳送音頻數(shù)據(jù)，而無需CPU干預(yù)，以提高數(shù)據(jù)傳輸率和CPU的利用率。16位聲卡有兩個(gè)DMA通道，一個(gè)用于8位音頻數(shù)據(jù)傳輸，另一個(gè)則用于16位音頻數(shù)據(jù)傳輸。

　　游戲桿端口

　　聲卡上有一個(gè)游戲桿連接器。若一個(gè)游戲桿已經(jīng)連在機(jī)器上，則應(yīng)使聲卡上的游戲桿跳接器處于未選用狀態(tài)。否則，2個(gè)游戲桿互相沖突。

　　三、聲卡的組成

　　聲卡是將話筒或線性輸入的聲音信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換編程數(shù)字音頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后再經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換變成模擬信號，送往混音器中放大，最后輸出驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。下面對聲卡的各個(gè)組成部分做一個(gè)介紹。

　　1、數(shù)字信號處理芯片

　　數(shù)字信號處理芯片可以完成各種信號的記錄和播放任務(wù)，還可以完成許多處理工作，如音頻壓縮與解壓縮運(yùn)算、改變采樣頻率、解釋MIDI指令或符號以及控制和協(xié)調(diào)直接存儲器訪問（DMA）工作。

　　2、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器

　　聲音原本以模擬波形的形式出現(xiàn)，必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式才能在計(jì)算機(jī)中使用。為實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，聲音卡含有把模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器，使數(shù)據(jù)可存入磁盤中。

　　為了把聲音輸出信號送給喇叭或其他設(shè)備播出，聲卡必須使用D/A轉(zhuǎn)換器，把計(jì)算機(jī)中以數(shù)字形式表示的聲音轉(zhuǎn)變成模擬信號播出。

　　3、總線接口芯片

　　總線接口芯片在聲卡與系統(tǒng)總線之間傳輸命令與數(shù)據(jù)。

　　4、音樂合成器

　　音樂合成器負(fù)責(zé)將數(shù)字音頻波形數(shù)據(jù)或MIDI消息合成為聲音。

　　5、混音器

　　混音器可以將不同途徑，如話筒或線路輸入、CD輸入的聲音信號進(jìn)行混合。此外，混音器還為用戶提供軟件控制音量的功能。

　　四、聲卡工作原理

　　聲卡從話筒中獲取聲音模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），將聲波振幅信號采樣轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字信號，存儲到計(jì)算機(jī)中。重放時(shí)，這些數(shù)字信號送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），以同樣的采樣速度還原為模擬波形，放大后送到揚(yáng)聲器發(fā)聲，這一技術(shù)稱為脈沖編碼調(diào)制技術(shù)（PCM）。

　　無論是獨(dú)立聲卡，還是集成聲卡，其基本架構(gòu)和基本工作原理都是相似的，簡單地說包括輸入和輸出兩部分。

　　輸出：

　　CD或播放器軟件對音源解碼后，所得到的數(shù)字信號通過總線通道輸入聲卡，主芯片對數(shù)字信號進(jìn)行處理，最后通過DAC進(jìn)行數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換，再最終通過插座接口輸出到耳機(jī)或音箱等播放設(shè)備成為我們聽到的聲音。

　　對于聲卡的輸出功能，還有一種情況，就是數(shù)字輸出。聲卡的主芯片對數(shù)字信號進(jìn)行處理后，通過聲卡上的同軸輸出接口或光纖輸出接口進(jìn)行輸出，此時(shí)所輸出的信號仍為數(shù)字信號，需要額外的解碼器對信號進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)換為模擬信號，才能被播設(shè)備進(jìn)行播放。現(xiàn)在市場上有部分獨(dú)立聲卡設(shè)計(jì)上比較極端，只帶有數(shù)字輸出接口，而無模擬輸出接口，消費(fèi)者選購時(shí)應(yīng)注意。

　　輸入：

　　麥克風(fēng)接收外界聲音產(chǎn)生模擬信號，模擬信號通過插座接口輸入聲卡進(jìn)行模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換ADC，接著交由主芯片進(jìn)行數(shù)字信號處理，再由總線傳入系統(tǒng)。同樣相對于數(shù)字輸出，同樣也存在將ADC外置，進(jìn)行數(shù)字輸入的情況。

　　五、有聲卡和沒聲卡的區(qū)別

　　有無聲卡，一般是說集成聲卡和獨(dú)立聲卡的區(qū)別。目前電腦都具備集成聲卡的。

　　從使用角度來說區(qū)別主要在音效和功能上不同：

　　1、功能不同：集成聲卡主要側(cè)重于放音、播放音頻以及普通的語音聊天和錄制。獨(dú)立聲卡則提供了更多的輸入輸出以及芯片支持特效的處理等功能，專業(yè)聲卡支持ASIO，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)錄音。

　　2、音效不同：有些集成聲卡也具有內(nèi)置的一些音效，像禮堂、山谷、足球場、下水道等，但那些音效僅僅在監(jiān)聽端輸出，無法內(nèi)放到網(wǎng)絡(luò)聊天室和系統(tǒng)錄音通道。因此這效果，也只能你自己能聽到。錄音和網(wǎng)絡(luò)聊天室里的對方是聽不到任何效果的。獨(dú)立聲卡，則可以實(shí)現(xiàn)效果同步，自己聽到的效果，錄音能錄上，聊天室對方也能同步聽到音效。這個(gè)區(qū)別主要在網(wǎng)絡(luò)k歌娛樂和個(gè)人錄音方面。

　　3、獨(dú)立聲卡有些對音頻的處理更提高了一個(gè)檔次，無論在模數(shù)轉(zhuǎn)換和解析方便，都要略高于集成聲卡，當(dāng)然，現(xiàn)在一些集成聲卡的播放能力也很不錯(cuò)了。這個(gè)區(qū)別在于對于一些播放設(shè)備的支持，比如有些聲卡支持spdif輸入輸出，LR輸入輸出等。

　　4、特定功能獨(dú)立聲卡的特出功能：有些聲卡是側(cè)重于游戲或者專業(yè)工作領(lǐng)域的。對于游戲特效的支持更豐富和全面。專業(yè)工作領(lǐng)域的獨(dú)立聲卡，則能提供更多的音頻解決方案。