音效卡

音效卡

音效卡 (Sound Card)也叫音頻卡(港台稱之為聲效卡):音效卡是多媒體技術中最基本的組成部分,是實現聲波/數位信號相互轉換的一種硬體。

音效卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光碟的原始聲音信號加以轉換,輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備,或通過音樂設備數位接口(MIDI)使樂器發出美妙的聲音。

  • 中文名稱
    音效卡
  • 外文名稱
    Sound Card
  • 別名
    聲效卡、音頻卡
  • 類型
    多媒體技術中最基本的組成部分
  • 功能
    實現聲波/數位信號相互轉換的一種硬體
  • 接口類型
    板卡式、集成式和外置式

終極一街

音效卡 (Sound Card)也叫音頻卡(港台稱之為聲效卡):音效卡是5.1音效卡怎麽調試呢

主要特點

(1)它可錄製數位聲音檔案。通過音效卡及相應的驅動程式的控製,採集來自話筒、收錄機等音源的信號,壓縮後被存放在電腦系統的記憶體或硬碟中。

(2)將硬碟或雷射盤壓縮的數位化聲音檔案還原成高質量的聲音信號,放大後通過揚聲器放出。

(3)對數位化的聲音檔案進行加工,以達到某一特定的音頻效果。

(4)控製音源的音量,對各種音源進行組合,實現混響器的功能。

(5)利用語言合成技術,通過音效卡朗讀文本信息。如讀英語單詞和句子,奏音樂等。

(6)具有初步的音頻識別功能,讓操作者用口令指揮電腦工作。

(7)提供MIDI功能,使電腦可以控製多台具有MIDI接口的電子樂器。另外,在驅動程式的作用下,音效卡可以將MIDI格式存放的檔案輸出到相應的電子樂器中,發出相應的聲音。使電子樂器受音效卡的指揮。

基本術語

音效卡發展至今,主要分為板卡式、集成式和外置式三種接口類型,以適用不同使用者的需求,三種類型的產品各有優缺點。板卡式:卡式產品是現今市場上的中堅力量,產品涵蓋低、中、高各檔次,售價從幾十元至上千元不等。早期的板卡式產品多為ISA接口,由于此接口匯流排頻寬較低、功能單一、佔用系統資源過多,目前已被淘汰;PCI則取代了ISA接口成為目前的主流,它們擁有更好的性能及兼容性,支持即插即用,安裝使用都很方便。

音效卡

集成式:音效卡隻會影響到電腦的音質,對PC使用者較敏感的系統性能並沒有什麽關系。因此,大多使用者對音效卡的要求都滿足于能用就行,更願將資金投入到能增強系統性能的部分。雖然板卡式產品的兼容性、易用性及性能都能滿足市場需求,但為了追求更為廉價與簡便,集成式音效卡出現了。

此類產品集成在主機板上,具有不佔用PCI接口、成本更為低廉、兼容性更好等優勢,能夠滿足普通使用者的絕大多數音頻需求,自然就受到市場青睞。而且集成音效卡的技術也在不斷進步,PCI音效卡具有的多聲道、低CPU佔有率等優勢也相繼出現在集成音效卡上,它也由此佔據了主導地位,佔據了音效卡市場的大半壁江山。

外置式音效卡:是創新公司獨家推出的一個新興事物,它通過USB接口與PC連線,具有使用方便、便于移動等優勢。但這類產品主要套用于特殊環境,如連線筆記本實現更好的音質等。目前市場上的外置音效卡並不多,常見的有創新的Extigy、Digital Music兩款,以及MAYA EX、MAYA 5.1 USB等。

集成音效卡

集成音效卡是指晶片組支持整合的音效卡類型,比較常見的是AC'97和HD Audio,使用集成音效卡的晶片組的主機板就可以在比較低的成本上實現音效卡的完整功能。

音效卡

音效卡是一台多媒體電腦的主要設備之一,現在的音效卡一般有板載音效卡和獨立音效卡之分。在早期的電腦上並沒有板載音效卡,電腦要發聲必須通過獨立音效卡來實現。隨著主機板整合程度的提高以及CPU性能的日益強大,同時主機板廠商降低使用者採購成本的考慮,板載音效卡出現在越來越多的主機板中,目前板載音效卡幾乎成為主機板的標準配置了,沒有板載音效卡的主機板反而比較少了。

板載ALC650音效卡晶片

板載音效卡一般有軟音效卡和硬音效卡之分。這裏的軟硬之分,指的是板載音效卡是否具有音效卡主處理晶片之分,一般軟音效卡沒有主處理晶片,隻有一個解碼晶片,通過CPU的運算來代替音效卡主處理晶片的作用。而板載硬音效卡帶有主處理晶片,很多音效處理工作就不再需要CPU參與了。

AC'97

AC'97的全稱是Audio CODEC'97,這是一個由英特爾、雅瑪哈等多家廠商聯合研發並製定的一個音頻電路系統標準。它並不是一個實實在在的音效卡種類,隻是一個標準。目前最新的版本已經達到了2.3。現在市場上能看到的音效卡大部分的CODEC都是符合AC'97標準。廠商也習慣用符合CODEC的標準來衡量音效卡,因此很多的主機板產品,不管採用的何種音效卡晶片或音效卡類型,都稱為AC'97音效卡。

HD Audio

HD Audio是High Definition Audio(高保真音頻)的縮寫,原稱Azalia,是Intel與杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音頻規範。目前主要是Intel 915/925系列晶片組的ICH6系列南橋晶片所採用。HD Audio的製定是為了取代目前流行的AC’97音頻規範,與AC’97有許多共通之處,某種程度上可以說是AC’97的增強版,但並不能向下兼容AC’97標準。它在AC’97的基礎上提供了全新的連線匯流排,支持更高品質的音頻以及更多的功能。與AC’97音頻解決方案相類似,HD Audio同樣是一種軟硬混合的音頻規範,集成在ICH6晶片中(除去Codec部分)。與現行的AC’97相比,HD Audio具有資料傳輸頻寬大、音頻回放精度高、支持多聲道陣列麥克風音頻輸入、CPU的佔用率更低和底層驅動程式可以通用等特點。

音效卡

特別有意思的是HD Audio有一個非常人性化的設計,HD Audio支持設備感知和接口定義功能,即所有輸入輸出接口可以自動感應設備接入並給出提示,而且每個接口的功能可以隨意設定。該功能不僅能自行判斷哪個連線埠有設備插入,還能為接口定義功能。例如使用者將MIC插入音頻輸出接口,HD Audio便能探測到該接口有設備連線,並且能自動偵測設備類型,將該接口定義為MIC輸入接口,改變原接口屬性。由此看來,使用者連線音箱、耳機和MIC就像連線USB設備一樣簡單,在控制臺上點幾下滑鼠即可完成接口的切換,即便是復雜的多聲道音箱,菜鳥級使用者也能做到“即插即用”。

板載音效卡

因為板載軟音效卡沒有音效卡主處理晶片,在處理音頻資料的時候會佔用部分CPU資源,在CPU主頻不太高的情況下會略微影響到系統性能。目前CPU主頻早已用GHz來進行計算,而音頻資料處理量卻增加的並不多,相對于以前的CPU而言,CPU資源佔用率已經大大降低,對系統性能的影響也微乎其微了,幾乎可以忽略。

音效卡

“音質”問題也是板載軟音效卡的一大弊病,比較突出的就是信噪比較低,其實這個問題並不是因為板載軟音效卡對音頻處理有缺陷造成的,主要是因為主機板製造廠商設計板載音效卡時的布線不合理,以及用料做工等方面,過于節約成本造成的。

而對于板載的硬音效卡,則基本不存在以上兩個問題,其性能基本能接近並達到一般獨立音效卡,完全可以滿足普通家庭使用者的需要。

集成音效卡最大的優勢就是性價比,而且隨著音效卡驅動程式的不斷完善,主機板廠商的設計能力的提高,以及板載音效卡晶片性能的提高和價格的下降,板載音效卡越來越得到使用者的認可。板載音效卡的劣勢卻正是獨立音效卡的優勢,而獨立音效卡的劣勢又正是板載音效卡的優勢。獨立音效卡從幾十元到幾千元有著各種不同的檔次,從性能上講集成音效卡完全不輸給中低端的獨立音效卡,在性價比上集成音效卡又佔盡優勢。在中低端市場,在追求性價的使用者中,集成音效卡是不錯的選擇。

音效卡

音效卡接口

線型輸入接口,標記為“Line In”。Line In連線埠將品質較好的聲音、音樂信號輸入,通過電腦的控製將該信號錄製成一個檔案。通常該連線埠用于外接輔助音源,如影碟機、收音機、錄像機及VCD回放卡的音頻輸出。 線型輸出連線埠,標記為“Line Out”。它用于外接音箱功放或帶功放的音箱。

音效卡

第二個線型輸出連線埠,一般用于連線四聲道以上的後端音箱。

話筒輸入連線埠,標記為“Mic In”。它用于連線麥克風(話筒),可以將自己的歌聲錄下來實現基本的“卡拉OK功能”。

揚聲器輸出連線埠,標記為“Speaker”或“SPK”。它用于插外接音箱的音頻線插頭。

MIDI及遊戲搖桿接口,標記為“MIDI”。幾乎所有的音效卡上均帶有一個遊戲搖桿接口來配合模擬飛行模擬駕駛遊戲軟體,這個接口與MIDI樂器接口共用一個15針的D型連線器(高檔音效卡的MIDI接口可能還有其他形式)。該接口可以配接遊戲搖桿、模擬方向盤,也可以連線電子樂器上的MIDI接口,實現MIDI音樂信號的直接傳輸。

獨立音效卡

獨立音效卡是相對于現在板載音效卡而言的,在以前本來就是獨立的。隨著硬體技術的發展以及廠商成本考慮,出現了把音效晶片集成到主機板上,這就是現在的所謂的板載音效卡。雖然現如今的板載音效卡音效已經很不錯了,但原來的獨立音效卡並沒有因此而銷聲匿跡,現在推出的大都是針對音樂發燒友以及其他特殊場合而量身定製的,它對電聲中的一些技術指標做相當苛刻的要求,達到精益求精的程度,再配合出色的回放系統,給人以最好的視聽享受。

獨立音效卡擁有更多的濾波電容以及功放管,經過數次級的信號放大,降噪電路,使得輸出音頻的信號精度提升,所以在音質輸出效果要好。集成音效卡,因受到整個主機板電路設計的影響,電路板上的電子元器件在工作時,容易形成相互幹擾以及電噪聲的增加,而且電路板也不可能集成更多的多級信號放大元件以及降噪電路,所以會影響音質信號的輸出,最終導致輸出音頻的音質相對較差。 另外,獨立音效卡有豐富的音頻可調功能,因使用者的不同需求可以調整,板載的是在主機板出廠時給出的一種默認音頻輸出參數,不可隨意調節,多數是軟體控製,所以不能達到一些對音頻輸出有特殊要求使用者的需求。

其他資料

基本結構

音效卡由各種電子器件和連線器組成。電子器件用來完成各種特定的功能。連線器一般有插座和圓形插孔兩種,用來連線輸入輸出信號。

音效卡

聲音控製晶片

聲音控製晶片是把從輸入設備中獲取聲音模擬信號,通過模數轉換器,將聲波信號轉換成一串數位信號,採樣存儲到電腦中。重放時,這些數位信號送到一個數模轉換器還原為模擬波形,放大後送到揚聲器發聲。

數位信號處理器

DSP晶片通過編程實現各種功能。它可以處理有關聲音的命令、執行壓縮和解壓縮程式、增加特殊聲效和傳真MODEM等。大大減輕了CPU的負擔,加速了多媒體軟體的執行。但是,低檔音效卡一般沒有安裝DSP,高檔音效卡才配有DSP晶片。

FM合成晶片

低檔音效卡一般採用FM合成聲音,以降低成本。FM合成晶片的作用就是用來產生合成聲音。

波形合成表

在波表ROM中存放有實際樂音的聲音樣本,供播放MIDI使用。一般的中高檔音效卡都採用波表方式,可以獲得十分逼真的使用效果。

波表合成器晶片

該晶片的功能是按照MIDI命令,讀取波表ROM中的樣本聲音合成並轉換成實際的樂音。低檔音效卡沒有這個晶片。

跳線

跳線是用來設定音效卡的硬體設備,包括CD-ROM的I/O地址、音效卡的I/O地址的設定。音效卡上遊戲連線埠的設定(開或關)、音效卡的IRQ(中斷請求號)和DMA通道的設定,不能與系統上其他設備的設定相沖突,否則,音效卡無法工作甚至使整個電腦當機。

音效卡

1)I/O口地址

PC機所連線的外設都擁有一個輸入/輸出地址,即I/O地址。每個設備必須使用唯一的I/O地址,音效卡在出廠時通常設有缺省的I/O地址,其地址範圍為220H~260H。

2)IRQ(中斷請求)號

每個外部設備都有唯一的一個中斷號。音效卡Sound Blaster缺省IRQ號為7,而Sound Blaster PRO的缺省IRQ號為5。

3)DMA通道

音效卡錄製或播放數位音頻時,將使用DMA通道,在其本身與RAM之間傳送音頻資料,而無需CPU幹預,以提高資料傳輸率和CPU的利用率。16位音效卡有兩個DMA通道,一個用于8位音頻資料傳輸,另一個則用于16位音頻資料傳輸。

4)遊戲桿連線埠

音效卡上有一個遊戲桿連線器。若一個遊戲桿已經連在機器上,則應使音效卡上的遊戲桿跳接器處于未選用狀態。否則,2個遊戲桿互相沖突。

工作原理

音效卡從話筒中獲取聲音模擬信號,通過模數轉換器(ADC),將聲波振幅信號採樣轉換成一串數位信號,存儲到電腦中。重放時,這些數位信號送到數模轉換器(DAC),以同樣的採樣速度還原為模擬波形,放大後送到揚聲器發聲,這一技術稱為脈沖編碼調製技術(PCM)。

音效卡

主要作用

(1)它可錄製數位聲音檔案。通過音效卡及相應的驅動程式的控製,採集來自話筒、收錄機等音源的信號,壓縮後被存放在電腦系統的記憶體或硬碟中

(2)將硬碟或雷射盤壓縮的數位化聲音檔案還原成高質量的聲音信號,放大後通過揚聲器放出

(3)對數位化的聲音檔案進行加工,以達到某一特定的音頻效果

(4)控製音源的音量,對各種音源進行組合,實現混響器的功能

(5)利用語言合成技術,通過音效卡朗讀文本信息。如讀英語單詞和句子,奏音樂等

(6)具有初步的音頻識別功能,讓操作者用口令指揮電腦工作

(7)提供MIDI功能,使電腦可以控製多台具有MID接口的電子樂器。另外,在驅動程式的作用下,音效卡可以將MIDI格式存放的檔案輸出到相應的電子樂器中,發出相應的聲音。使電子樂器受音效卡的指揮。

發展歷史

世界上第一塊音效卡——聲霸卡,是由新加坡創新公司董事長沈望傅先生發明的。這隻音效卡在當時引起了一場轟動。有的人認為,這是一個很好的開端,因為PC終于可以“說話”了,並聯想到將來多媒體PC的模樣。但另有一些人卻認為,這隻是一場鬧劇(因為當時的音效卡根本不能夠發出很真實的聲音)。但是,10年過後,正如前者所預料的,多媒體PC成了現今的標準,每個人都能利用自己的PC來聽CD、玩有聲遊戲、通過Iphone等網路電話來交談,幾乎每一樣事情都和PC音頻發生關系。現在看起來,PC如果沒有了音效卡,也就沒有了繽紛多彩的多媒體世界。

就在人們對PC音頻滿懷疑慮的時候,第一張“真正”的音效卡出現了,它就是著名的Soundblaster 16,這塊卡之所以名為16,是因為它擁有16位的復音數(是指在回放MIDI時由音效卡模擬出所能同時模擬發聲的樂器數目),該音效卡能較為完美地合成音頻效果,具有劃時代的意義,我們終于能把煩人的PC喇叭給拆掉了。

第二次重大變革是Soundblaster 64 Gold,這是第一隻讓人發出驚嘆的音效卡,採用了EMU8000音頻晶片的SB 64 Gold無論是其價格還是性能都讓人大吃一驚,原來音效卡也可以賣那麽貴啊?原來音效卡發出的聲音也能如此動聽!Emu8000晶片破天荒地支持64位復音數(32個是硬體執行,另外32個由Creative開發的軟體生成),鍍金的接線端子,120db的動態範圍,96db的信噪比,相信音質比那時的一些國產CD機還要好!一切都是為了獲得最高質量的音響效果而定做的。當然,現在看來,該音效卡的缺點還是明顯的,一是使用了ISA匯流排,限製了PC音頻系統的發揮,隻能實現虛擬的3D音頻技術,而且在播放中,由于使用了低頻寬的ISA匯流排,因此在信噪比和保真度方面還有一定的問題;另外就是必須採用板載的“聲存”(用來存放音色庫的記憶體),而且這些音效卡的記憶體異常昂貴(其實也不就是普通的DRAM嘛),原來隻帶了4MB,為了能獲得更好的合成效果,許多專業的MIDI製作人士還是掏錢加上了更多的聲存,以存放更好效果的音色庫。通過這樣的結合,Soundblaster 64 Gold能回放出很悅耳的合成音樂,一度令許多電腦MIDI發燒友為之興奮。

在這兩個發展階段裏,Creative成了老大哥,其他的音效卡產品相比起它來就像是綠葉和紅花的關系,越發襯托出Soundblaster的偉大。當然,在其他的音效卡中也出了幾個精品,像Ess logic的ESS688F,Topstar的Als007等,它們都是以極為低廉的價格提供了與Soundblaster 16相近的性能,當年很多兼容機裝的都是這兩種音效卡。在音效卡的發展歷史上,有代表性的作品幾乎都是Creative(創新)公司的產品,由此我們也看出該公司在這方面的領導作用。Creative在音效卡界的地位就和CPU界的Intel以及軟體業的Microsoft一樣,是行業中的標準。

對3D音效的渴求促使了第三次音效卡大變革,Soundblaster 64 Gold率先支持了模擬3D音效,但同時由于ISA匯流排頻寬太窄了,限製了音效卡的再度發展,因此PCI音效卡是註定要誕生的。第一隻PCI音效卡是S3的Sonics Vibes,它擁有一個32位復音的波表生成器,支持Microsoft DirectSound和DirectMusic加速。並且附帶了SRS 3D音效和Infinipatch downloadable音色庫下載標準。同時,它也帶來了與DOS環境的極不兼容(那時還有相當一部分人使用DOS作業系統),音頻回放時的爆音,回放MIDI時的噪音和相對拙劣的回放效果,這使得PCI音效卡產品成為了一種讓人們產生爭議的產品。

但隨著Soundblaster推出了另一個劃時代的巨作Soundblaster Live!之後(在此之前發布的PCI64、128等音效卡是收購了Ensoniq公司後採用它們開發的晶片製作的),人們對PCI音效卡的優越性也深信不疑了(看看那個價錢,你當然要相信它是好東西了)。由于採用了PCI匯流排結構,音效卡與系統的連線有了更大的頻寬,一些在ISA音效卡上沒有能力實現的效果,如使用Downloadable(能夠下載)的音色庫,更為逼真的3D音效,更好的音質和信噪比等,都把PC音頻推向了另一個高峰。在這裏,我們要留意,PC音頻更新的周期沒有CPU和顯示卡那麽快,它隻是一個循序漸進的過程,真的不夠用了,才會出現和研發它的改進或替代產品,所以說,投資一個好的PC音頻系統是非常值得的,起碼不會迅速地被淘汰。

當今PC音頻的進一步發展變化將主要體現在以下4個方面:

ISA音效卡向PCI音效卡過渡

更為逼真的回放效果

高質量的3D音效

轉向USB音頻設備

常見故障

電腦音效卡常見故障一:音效卡無聲  

出現這種故障常見的原因有:

1. 驅動程式默認輸出為“靜音”。單擊螢幕右下角的聲音小圖示(小嗽叭),出現音量調節滑塊,下方有“靜音”選項,單擊前邊的復選框,清除框內的對號,即可正常發音。

2. 音效卡與其它插卡有沖突。解決辦法是調整PnP卡所使用的系統資源,使各卡互不幹擾。有時,開啟“設備管理”,雖然未見黃色的驚嘆號(沖突標志),但音效卡就是不發聲,其實也是存在沖突,隻是系統沒有檢查出來。

3. 安裝了Direct X後音效卡不能發聲了。說明此音效卡與Direct X兼容性不好,需要更新驅動程式。

4. 一個聲道無聲。檢查音效卡到音箱的音頻線是否有斷線。

電腦音效卡常見故障二:音效卡發出的噪音過大  

出現這種故障常見的原因有:

1. 插卡不正。由于機箱製造精度不夠高、音效卡外擋板製造或安裝不良導致音效卡不能與主機板擴展槽緊密結合,目視可見音效卡上“金手指”與擴展槽簧片有錯位。這種現象在ISA卡或PCI卡上都有,屬于常見故障。一般可用鉗子校正。

2. 有源音箱輸入接在音效卡的Speaker輸出端。對于有源音箱,應接在音效卡的Line out端,它輸出的信號

沒有經過音效卡上的功放,噪聲要小得多。有的音效卡上隻有一個輸出端,是Line out還是Speaker要靠卡上的跳線決定,廠家的默認方式常是Speaker,所以要拔下音效卡調整跳線。

3. Windows自帶的驅動程式不好。在安裝音效卡驅動程式時,要選擇“廠家提供的驅動程式”而不要選

“Windows默認的驅動程式”如果用“增加新硬體”的方式安裝,要選擇“從磁碟安裝”而不要從列表框中選擇。如果已經安裝了Windows自帶的驅動程式,可選“控制臺→系統→設備管理→聲音、影片和遊戲控製器”,點中各分設備,選“屬性→驅動程式→變更驅動程式→從磁碟安裝”。這時插入音效卡附帶的磁碟或光碟,裝入廠家提供的驅動程式。

電腦音效卡常見故障三:音效卡無法“即插即用”  

1. 盡量使用新驅動程式或替代程式。筆者曾經有一塊音效卡,在Windows 98下用原驅動盤安裝驅動程式怎麽也裝不上,隻好用Creative SB16驅動程式代替,一切正常。後來升級到Windows Me,又不正常了再換用Windows 2000(完整版)自帶的音效卡驅動程式才正常。

2. 最頭痛的問題莫過于Windows 9X下檢測到即插即用設備卻偏偏自作主張幫你安裝驅動程式,這個驅動程式偏是不能用的,以後,每次當你刪掉重裝都會重復這個問題,並且不能用“增加新硬體”的方法解決。筆者在這裏泄露一個獨門密招:進入Win9xinfother目錄,把關于音效卡的*.inf檔案統統刪掉再重新啓動後用手動安裝,這一著百分之百靈驗,曾救活無數音效卡性命……當然,修改註冊表也能達到同樣的目的。

3. 不支持PnP音效卡的安裝(也適用于不能用上述PnP方式安裝的PnP音效卡):進入“控制臺”/“增加新硬體”/“下一步”,當提示“需要Windows 搜尋新硬體嗎?”時,選擇“否”,而後從列表中選取“聲音、影片和遊戲控製器”用驅動盤或直接選擇音效卡類型進行安裝。

故障檢查

1. 供電

電源插座12V到78L05三端穩壓器輸入腳,輸出正5V電壓給音效卡IC。

2. 音效卡IC 正常工作時應該發熱

其中1-12腳比較重要,包括供電、晶振的兩個腳、控製信號。

3. 晶振

24.576MHz,旁邊有兩個22PF 的小電容。

Ø 一通電就有波形

Ø 進98後才有波形

Ø 隻有電平,沒有波形,電壓一高一低。

4. 功放

隻是把音效卡輸出的音頻信號進行放大(功放壞會引起聲小、雜音、無音)

引起音效卡故障的部分問題

1. 供電。

2. 晶振。

3. 音效卡晶片。

4. 功放。

5. 音效卡及功放周邊的小電容。

6. CMOS設定錯誤會引起無聲、裝不上音效卡。

7. BIOS壞。    

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