1、聲卡與音箱第1頁，共40頁。聲卡:要求掌握聲卡的分類、聲卡的結(jié)構(gòu)、AC97標準、聲卡的主要參數(shù)、了解常見音效處理芯片。音箱:掌握音箱的分類、多媒體音箱的結(jié)構(gòu)、音箱的主要性能參數(shù)。熟練掌握獨立聲卡的安裝、聲卡驅(qū)動程序的安裝、音箱與聲卡的連接。聲卡和音箱第2頁，共40頁。10.1 聲卡10.1.1聲卡的分類按聲卡的放置方式分：獨立聲卡和集成聲卡；按接口分：ISA、PCI、USB聲卡；按取樣頻率的位數(shù)：8位、準16位、真16位；按功能分：單聲道、準立體聲、真立體聲、5.1聲道卡.。第3頁，共40頁。10.1.2 聲卡的結(jié)構(gòu)如圖10-1所示是一塊PCI總線的聲卡。圖10-1 PCI聲卡的結(jié)構(gòu)第4頁，共

2、40頁。1數(shù)字信號處理器DSP聲卡的數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，簡稱DSP)也稱聲卡主處理芯片，是聲卡的核心部件。DSP的功能主要是對數(shù)字化的聲音信號進行各種處理，如聲波取樣和回放控制，處理MIDI指令等，有些聲卡的DSP還具有混響、合聲、音場調(diào)整等功能。DSP基本上決定了聲卡的性能和檔次，通常也按照此芯片的型號來稱呼該聲卡。有些集成聲卡將DSP的工作交給CPU來做。 第5頁，共40頁。2模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片Codec Codec芯片用于模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換。Codec芯片是模擬電路和數(shù)字電路的連接部件，Codec負責(zé)將DSP輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號以輸出

3、到功率放大器和音箱，也負責(zé)將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入到DSP。 Codec芯片和DSP的能力直接決定了聲卡處理聲音信號的質(zhì)量。第6頁，共40頁。 3. 功率放大器 功率放大器的主要作用是將Codec輸出的音頻模擬信號放大并輸出，同時也擔(dān)負著對輸出信號的高低音處理的任務(wù)。 一般聲卡功率為22W，由Speaker Out 孔輸出給耳機。4. 總線接口 獨立聲卡一般采用PCI接口。第7頁，共40頁。 5. 外部連接端口 話筒輸入插孔（Mic in ）粉紅色；語音輸入； 音頻輸入插孔（Line In）淺藍色；MP3、CD隨身聽等音源導(dǎo)入； 音頻輸出插孔(Line Out)草綠色；輸出到耳機或功

4、放； SPDIF（Sony/Pilips Digital InterFace) Out/In（數(shù)字輸出/輸入）聲卡上光纖接口和同軸接口；抗干擾、衰減?。?Game/MIDI插口：與游戲桿、MIDI樂器（MIDI鍵盤、電子琴）連接，配專用軟件可構(gòu)成桌面音樂制作系統(tǒng)。 第8頁，共40頁。6. 內(nèi)部連接端口 CD SPDIF（數(shù)字CD音頻輸入連接器）：屏蔽線連接光驅(qū)，播放CD，比從Line In導(dǎo)入信號可減少電磁干擾； 輔助音頻輸入口（AUX In）：機箱內(nèi)其他音卡、影卡的信號連接 ； 模擬CD音頻輸入口（CD In）：四針的CD連接 。第9頁，共40頁。10.1.3 聲卡的基本工作原理 聲卡回放聲

5、音的工作過程是：通過PCI總線或者聲卡的其他數(shù)字輸入接口將數(shù)字化的聲音信號傳送給聲卡，聲卡的I0控制芯片配合DSP接收數(shù)字信號，對其進行處理，然后傳送給Codec芯片，Codec芯片將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后輸出到功率放大器或直接輸出到音箱。 聲卡錄制聲音的工作過程是：聲音通過Mic in 或Line in接口將模擬信號輸入到Codec芯片，Codec芯片將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后傳送到DSP，DSP對信號進行處理，經(jīng)I0控制芯片和總線輸出到計算機，并以文件形式保存。第10頁，共40頁。10.1.4 音頻標準AC97標準 要求把模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換部分從聲卡主處理芯片DSP中獨立出來，形成一

6、塊Codec芯片，使得模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換盡可能脫離數(shù)字處理部分，這樣就可以避免大部分信號的模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換時所產(chǎn)生的雜波，從而得到更好的音效品質(zhì)。符合AC97標準的Codec封裝建議的工業(yè)標準為77mm2 ，48腳QFP封裝，各廠商Codec芯片的引腳互相兼容。第11頁，共40頁。2. HD Audio 標準 為了提供更加逼真的音頻效果，Intel推出了音頻新標準HD Audio (High Definition Audio高保真音頻），根據(jù)Intel的計劃，這個編碼標準取代AC97標準。這個新標準的特點有： 同時支持輸入輸出各15條音頻流。 每個音頻流都支持最高16聲道。 每個音頻流支持8-，16

7、-，20-，24-或32-bit的采樣精度。 采樣率支持從6kHz到192kHz。 對于控制、連接和編碼優(yōu)化的可升級擴展。 音頻編碼支持設(shè)備高級音頻探測 實際音頻系統(tǒng)多為24bit/192KHz第12頁，共40頁。3 兩種標準的比較總線方式最根本技術(shù)革新是總線方式的改變。AC-Link總線總帶寬僅為11.5MB/s， HD Audio的單通道輸入帶寬達到24MB/s，輸出通道帶寬達到48MB/s。 驅(qū)動程序 AC97的驅(qū)動程序一般是由CODEC芯片廠商提供， HD Audio把驅(qū)動分為兩層：統(tǒng)一集成在操作系統(tǒng)中的總線驅(qū)動（Bus Driver）和CODEC芯片廠商提供的功能驅(qū)動（Functio

8、n Drivers），通用性較強。設(shè)備感知 AC97聲卡的幾個插孔是標注顏色和字符來說明每個插孔的作用， HD Audio聲卡支持所有輸入輸出接口自動感應(yīng)設(shè)備接入，不僅能自行判斷哪個端口有設(shè)備插入，還能為接口定義功能。第13頁，共40頁。自動設(shè)備感知和設(shè)備類型選擇摸擬后面板上插入設(shè)備的孔閃爍，在設(shè)備類型中選擇相應(yīng)的設(shè)備，OK后即可使用。第14頁，共40頁。10.1.5 板載聲卡1. 軟聲卡：通過軟件模擬聲卡上的DSP功能，配合Codec芯片的聲卡。 板載軟聲卡都是符合AC97規(guī)范的，因為軟聲卡用CPU執(zhí)行軟件模擬DSP芯片的功能，沒有了DSP芯片，也不會對Codec芯片構(gòu)成干擾。 對于軟聲卡，

9、其主板南橋芯片中加入了聲卡控制功能，通過軟件模擬完成一般聲卡上DSP的功能，音頻的輸入輸出(模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)換)由一塊符合AC97標準的Codec芯片完成。所以這類主板看不到較大的聲卡DSP芯片，只有一塊小小的Codec芯片。與硬聲卡相比，由于采用軟件模擬，CPU占用率比硬聲卡高，如果CPU速度達不到要求或者驅(qū)動程序有問題，很容易會產(chǎn)生爆音，影響音質(zhì)。第15頁，共40頁。 在板載AC97軟聲卡的主板上，看不到較大的聲卡主處理芯片DSP，一般在PCI插槽上端的電路板上能看到一塊小小的方形Codec芯片，如圖10-4所示。板載聲卡Codec芯片第16頁，共40頁。2硬聲卡 為解決軟聲卡的缺點，有的主板

10、采用了板載硬聲卡的方式。正規(guī)的硬聲卡符合AC97標準，有一塊較大的主流聲卡DSP芯片，還有一塊較小的Codec芯片。為降低成本，也有主板上的板載硬聲卡往往不采用AC97標準，只焊接一塊具有DSP和Codec功能的聲卡處理芯片(如CMl8738等4聲道聲卡芯片)，沒有安裝獨立的Codec芯片。但用戶更樂意接受這種硬聲卡，而不去關(guān)心其是否符合AC97標準和帶有Codec芯片。一般在板載硬聲卡的主板上，只有一塊聲卡處理芯片，焊接Codec芯片的位置是空著的。第17頁，共40頁。硬聲卡： 具有DSP芯片和獨立Codec芯片的聲卡(符合AC97） ，或 DSP和Codec集成一起（不符合AC97）的聲卡

11、。 在如圖所示的板載硬聲卡主板上，只有一塊聲卡處理芯片(內(nèi)部帶有CODEC），焊接Codec芯片的位置是空著的。板載硬聲卡處理芯片第18頁，共40頁。10.1.6 聲卡的主要參數(shù)采樣頻率、采樣位數(shù)采樣：對時間上連續(xù)的模擬量等間隔的取足夠多的點稱采樣。采樣頻率：時間方向上的采樣精度，每秒對音頻信號的采樣次數(shù)。 人耳聽力范圍2020KHz,目前大多聲卡采樣頻率已超過44KHz。采樣位數(shù)：信號幅度方向上的采樣精度稱采樣位數(shù)。例：用16位=65536來表達采樣點的音頻信號幅度即16位卡。第19頁，共40頁。2. 復(fù)音數(shù)：指MIDI樂曲在1秒內(nèi)發(fā)出的最大聲音數(shù)，復(fù)音多則音效逼真。通常有64，128等 。

12、3. 動態(tài)范圍：音量發(fā)生瞬間突變時設(shè)備所能承受的最大變化范圍。 4. Wave音效與MIDI音樂模擬信號ADC數(shù)字音頻保存成Wave Form文件 .wav,WAVE音效可以逼真地模擬出自然界的各種聲音效果。但是wav文件需要占用很大的貯存空間。 MIDI文件(.mid)記錄了用于合成MIDI音樂的各種控制指令，包括發(fā)聲樂器、所用通道、音量大小等，所占的貯存空間比wav文件小得多。MIDI文件回放需要通過聲卡的MIDI合成器合成為不同的聲音，而合成的方式有FM（調(diào)頻）與Wave table（波表）兩種。 第20頁，共40頁。5. 輸出信噪比（S/N）：輸出信號電壓與噪聲電壓的比值。 一般80d

13、B，獨立聲卡可達195dB。6. 雙工：同時雙向的傳送音頻數(shù)據(jù)。 7. 主要的3D音頻API接口： Direct Sound 3D(微軟)、 A3D、 EAX(創(chuàng)新)8. AC-3：杜比實驗室提出的環(huán)繞聲標準 ，6聲軌。9. HRTF：一種實現(xiàn)3D音效定位的算法。 10. 聲道數(shù)目：單聲道、立體聲（包括2.1）、4聲道、6聲道(5.1)、7.1聲道等。第21頁，共40頁。10.1.7 聲卡主處理芯片1. CMI8738 驊訊公司設(shè)計生產(chǎn)，支持16位48KHz音頻，4聲道，提供光纖輸入/輸出功能，價格低。 CMI8738/PCI-6CH-MX芯片的外觀，如圖10-6所示。圖10-3 CMI873

14、8/PCI-6CH-MX第22頁，共40頁。由CMI8738芯片制作的聲卡第23頁，共40頁。2Fortemedia FM801-AU FM801-AU使用了HSP(主機信號處理)硬件軟件的架構(gòu)，支持Direct Sound、波表、以及Direct 3D的音源定位模式。由于FM801-AU采用了HSP 架構(gòu)。FM801-AU采用了PCI 2.2界面，支持與聲霸卡兼容的DOS實模式，內(nèi)建與Adlib兼容的音樂合成功能以及數(shù)字混音器，并支持多聲道、 SPDIFOut、MPU-401連接口，復(fù)音數(shù)為64，具有立體音效的定位功能等。FM801-AU芯片的外觀如圖10-4。第24頁，共40頁。3創(chuàng)新系列

15、 (1)CT-2518 CT-2518芯片主要面向低端市場，低端產(chǎn)品支持雙聲道，具有8點插值運算功能，是一款32位音頻處理器，具有128復(fù)音的波表合成功能，支持DLS音色庫和最高8MB的波表容量，支持EAX環(huán)境音效擴展。其缺點是只提供立體聲輸出，無法支持如今流行的多聲道技術(shù)。第25頁，共40頁。(2)CT-5880 CT-5880是從CT-2518發(fā)展出來的一個版本，它支持4聲道，并增加了對數(shù)字音頻的支持。在3D音效方面，CT-5880可以硬件加速DS3D、軟件模擬A3D10版和EAX，但在雙聲道模式下效果不太明顯。一些大的主板廠商的板載聲卡也有采用此芯片。不過，不支持6聲道輸出是其一個弱點

16、，CT-5880芯片的外觀，如圖10-5所示。第26頁，共40頁。CT-4830聲卡 信噪比120dB，所有音源信號都是以32位精度處理，可以提供高品質(zhì)輸出； 支持2/2.1/4/4.1聲道及數(shù)碼信號輸出； 支持SOUND FONT，用戶自定義音色庫，最大支持32M； EAX環(huán)境音效提供游戲音效，也可以模擬AV影院效果 ；支持2000/xp/2003 驅(qū)動；聲卡采用0.25微米工藝生產(chǎn)的EMU10K1SEF芯片生產(chǎn)。 第27頁，共40頁。4Realtek瑞昱半導(dǎo)體(Realtek Semiconductor) Realtek ALC850是最常見的板載芯片。Realtek的ALC850是世界上

17、首款8聲道的音頻AC97 Codec芯片，采用48Pin LQFP封裝。它包括4個16位雙通道DAC和一個立體聲ADC，它的4組立體聲輸出，帶有5位的音量控制。具備接口偵測功能的Jack Sense(環(huán)繞，中置低音，前置，后置環(huán)繞)，一個PCBEEP發(fā)生器，以及抗噪功能。ALC850的外觀，如圖10-6所示。第28頁，共40頁。主板集成聲卡的CODEC芯片第29頁，共40頁。HD audio Codec ALC883高性能DAC提供95dB信噪比，ADC提供85dB信噪比 10通道DAC支持16/20/24-bit PCM格式音頻，兩個立體聲ADC支持 16/20/24-bit PCM格式音頻

18、 所有的DAC支持44.1k/48k/96k/192kHz采樣率 所有的ADC支持44.1k/48k/96kHz采樣率 提供了80dB +42dB超寬音量控制 在管腳上兼容ALC880和ALC882 它使用48pin LQFP綠色封裝。第30頁，共40頁。10.1.8聲卡的選購 選購聲卡與選購其他配件一樣，要根據(jù)需要來選擇，也就是用聲卡來干什么。如果是普通的應(yīng)用，如語音QQ、看VCD，選用板載聲卡就可以了。 如果對音響有較高的要求，就要選擇一塊高、 中檔的產(chǎn)品。現(xiàn)在流行的聲卡都是PCI接口，PCI接口賦予了聲卡許多新的特性，如多音流同時傳送、增強的Direct Sound、Direct Sou

19、nd3D、A3D的支持等。聲音芯片的檔次就決定了聲卡的檔次，所以在選購聲卡時要選擇主流芯片。高檔聲卡產(chǎn)品主要由 Creative(創(chuàng)新)、Aureal(傲銳)和Diamond (帝盟)生產(chǎn)。第31頁，共40頁。增強揚聲器的音響效果和方向性。10.2.1 音箱的分類 1、按箱體材質(zhì)分: 木質(zhì)音箱、塑料音箱； 2、按功率放大器位置分：有源（常用）、無源。10.2 音箱第32頁，共40頁。圖107所示， 分別是2.0聲道音箱(2個箱體) 、2.1聲道音箱(3個箱體) 、5.1聲道音箱(6個箱體)和7.1聲道音箱(8個箱體) 3、按聲道數(shù)量分:第33頁，共40頁。10.2.2 多媒體音箱的結(jié)構(gòu) 1.

20、箱體：表現(xiàn)聲音和音樂，容納揚聲器和放大電路，有密封式和倒相式（導(dǎo)向式）； 密封式：除了揚聲器口外其余部分全部密封，這樣揚聲器紙盆前后被分隔成兩個互不通氣的空間，可以消除聲短路及相互間的干擾現(xiàn)象，但揚聲器反面的聲音不能放出來。 倒相式：音箱面板上開有倒相孔，箱內(nèi)的聲音倒相后輻射到外面來，使聲音加強是目前多媒體音箱中最常用的箱體設(shè)計，它比密閉箱有更高的功率承受能力和更低的失真，且靈敏度高。 第34頁，共40頁。 2. 揚聲器單元：聲音回放，高音2-3.5in、中音4-6in和低音6.5in揚聲器； 3. 電源部分：交流電轉(zhuǎn)換為放大器用的低壓直流(一般20-30w)； 4. 信號放大器：將微弱音頻信號放大以驅(qū)動揚聲器,實現(xiàn)高、低音調(diào)調(diào)節(jié)，音量調(diào)節(jié) 。圖10-8 揚聲器第35頁，共40頁。10.2.3 音箱的主要性能參數(shù)1. 功率：決定音箱所能發(fā)出的最大聲強；分為額定功率：在一定頻率和波形的持續(xù)驅(qū)動下，揚聲器不失真、不發(fā)生任何損壞的最大電功率。一般2*30W 最大功率：揚聲器瞬間所能承受的最大功率，一般是額定功率的23倍。 2. 頻率范圍與頻率響應(yīng)頻率范圍：音響系統(tǒng)的最低有效回放頻率與最高有效回