声卡

硬件DIY——声卡

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声卡（也称为声音卡、声效卡）并非计算机的必备件。早期的计算机就没有声卡，我们所能听到的全部声音就只有PC嗽叭那单调的“哔”声。

然而，随着多媒体时代的来临，人们再也不能忍受一台“沉默寡言”的电脑了。在1991年提出的MPC规格中，声卡被列为多媒体电脑的标准配件之一。而现在的声卡已不仅仅作为发声之用，还兼备了声音的采集、编辑，语音识别，网络电话等种种功用。声卡已成为多媒体个人电脑（MPC）不可或缺的部分。

品牌

目前市面上的常见的声卡有创通、Aztech、联讯、花王、同维、华硕、帝盟（Diamond）、启亨、旗胜、Topstar等品牌。其中以创通（Creative）的声卡最负盛名，其出品的声霸卡（Sound Blaster）系列已成为事实上的行业标准，其它声卡大都是Sound Blaster兼容卡。除此以外，市面上还有为数众多的杂牌声卡。这些声卡大多采用ESS或Yamaha的芯片，价格在70元到200元之间，具有相当不错的性能价格比。对音效要求不高的家庭用户也可以考虑选择此类声卡。

与显示卡一样，声卡的性能很大程度上取决于其采用的处理芯片（包括主芯片与辅助芯片）。目前流行的声卡多数都是采用Yamaha、OPTi、EMU、Avance Logic、ESS、S3等公司的芯片。习惯上，我们也常以声卡所采用的芯片来称呼声卡。如常见724声卡，就是泛指使用Yamaha 724E芯片的一类声卡。一般来说，采用相同芯片的声卡性能也大致相当。

采样位数与采样频率

我们在购买声卡时，都会碰到“8位声卡”、“16位声卡”，或者“支持44.1Khz采样”之类的性能指标，不少初学者对此往往是知其然而不知其所以然。要弄清这些概念，我们先来看看计算机对音频信号的处理方式。

我们知道，音频信号是连续的模拟信号，而计算机处理的却只能是数字信号。因此，计算机要对音频信号进行处理，首先必须进行模/数（A/D）的转换。这个转换过程实际上就是对音频信号的采样和量化过程，即把时间上连续的模拟信号转变为时间上不连续的数字信号。根据傅立叶定理，只要在连续量上等间隔的取足够多的点，就能逼真地模拟出原来的连续量。

这个“取点”的过程我们称为采样（sampling），采样精度越高（“取点”

越多）数字声音越逼真。其中信号幅度（电压值）方向采样精度，我们称之为采样位数（sampling resolution），时间方向的采样精度称为采样频率（sampling frequency）。

采样位数指的是每个采样点所代表音频信号的幅度。学过二进制的朋友都知道，8bit的位数可以描述256种状态，而16bit则可以表示65536种状态。对于同一信号幅度而言，使用16bit的量化级来描述自然要比使用8bit来描述精确得多。其情形就尤如使用毫米为单位进行度量要比使用厘米为单位要精确一样。因此，也有人把采样位数比喻为声卡的分辨率，采样位数越高，声音就越清析。这就是为什么16位声卡的录音/回放质量要远高于8bit声卡的原因。这里顺便提一下，我常听一些人说：SoundBlaster AWE32是32位声卡，而SoundBlaster AWE64则是64位声卡，因此音质比16位声卡要好。其实这是认识上的一个误区，以上两款声卡的“32”、“64”指的是32种复音与64位复音，复音越多，音效越逼真，但这与采样位数无关。SoundBlaster AWE32 与SoundBlaster AWE64均为16位声卡。

采样频率是指每秒钟对音频信号的采样次数。单位时间内采样次数越多，即采样频率越高，数字信号就越接近原声。根据奈魁斯特的采样定理，采样频率只要达到信号最高频率的两倍，就能精确描述被采样的信号。一般来说，人耳的听力范围在20hz到20Khz之间，因此，只要采样频率达到20Khz×2=40Khz时，就可以满足人们的要求。现时大多数声卡的采样频率都已达到44.1或48Khz，即达到所谓的CD音质水平了。

Wave音效与MIDI音乐

WAVE音效合成与MIDI音乐的合成是声卡最主要的功能。其中WAVE音效合成是由声卡的ADC模数转换器和DAC数模转换器来完成的。模拟音频信号经ADC转换后为数字音频后，以文件形式存放在磁盘等介质上，就成为声音文件。这类文件我们称之为wave form文件，通常以.wav为扩展名，因此也称为wav文件。WAVE音效可以逼真地模拟出自然界的各种声音效果，如风雨声、枪炮声、人声等等。可惜的是wav文件需要占用很大的贮存空间，以一首使用16bit、44.1Khz采样精度录制的《My heart will go on》为例，5分10秒的长度需要占用近55M的空间（计算公式：文件长度=采样位数×采样频率×时间×声道数）。为了节省存贮空间，人们使用各种算法对wav文件进行压缩，时下极为流行MPEG Leyer-3就是一种高压缩比低失真的压缩算法。同样以上述的歌曲为例，压缩为MP3文件后，长度仅为5M左右。

MIDI，即乐器数字化接口，是一种用于计算机与电子乐器之间进行数据交换的通信标准。MIDI文件（通常以.mid为文件扩展名）记录了用于合成MIDI音乐的各种控制指令，包括发声乐器、所用通道、音量大小等。由于MIDI文件本身不包含任何数字音频信号，因而所占的贮存空间比wav文

件要小得多。MIDI文件回放需要通过声卡的MIDI合成器合成为不同的声音，而合成的方式有FM（调频）与Wave table（波表）两种。

早期的声卡及目前大多数廉价的声卡都采用的FM合成方式。FM合成是通过振荡器产生正弦波，然后再叠加成各种乐器的波形。由于振荡器成本较高，即使是OPL3这类高档的FM合成器也只提供了4个振荡器，仅能产生20种复音。因此MIDI音乐听起来生硬呆板，带有明显的人工合成色彩，即所谓的电子声。为了使MIDI合成产生的音乐更具真实感，目前高档的声卡都采用了波表合成技术。

波表

与FM合成不同，波表合成是采用真实的声音样本进行回放。声音样本记录了各种真实乐器的波形采样，并保存在声卡上的ROM或RAM中。因此，要分辨一块声卡是否波表声卡，只需看卡上有没有ROM或RAM存储器即可。创通的Sound Blaster AWE32是第一块广为流行的波表声卡。该卡采用了EMU8000波表处理芯片，提供16位MIDI通道和32位的复音效果。板上自带2M ROM，并可通过增购波表子卡扩充至28M，其MIDI回放效果绝非SB16可比。无可否认，通过波表合成的声音比FM合成的声音更为丰富和真实，但由于需要额外的存储器贮存音色库，因此成本也较高。而且音色库越大，所需的存储器就越多，相应地成本也就越高。那么，对于购买普通的FM声卡的朋友，能否体会到波表合成的美妙音色呢？可以！如果你的声卡上有波表接口的话，如“同维二号”等，你可以通过购买专用的波表子卡实现波表合成。如果没有子卡接口，你也可以使用“软波表”这类模拟软件，在FM声卡上实现波表回放效果。

WinGroov、VSC-88、YXG-50是时下最为流行的软波表，其原理跟硬波表一样，都是采用了真实的声音样本进行回放。只是硬波表的音色库是存放在声卡的ROM或RAM中，而软波表的音色库则以文件的形式存放在硬盘里，需要时再通过CPU进行调用。由于软波表是通过CPU的实时运算来回放MIDI音效，因此软波表对系统要求较高，通常要在Pentium 133/16M RAM 以上才能获得较为满意的效果。

PCI 声卡

传统的声卡都是使用ISA接口。可是，ISA总线的传输速率仅有

8.3M/s，已逐渐成为系统数据传输的瓶颈。PCI总线最高传输可达133M/s，是ISA的10多倍，因此显示卡、网卡等早已纷纷转移到PCI总线上来。

而随着人们对声效要求的不断提高，声卡移民PCI也已是大势所趋，今年来PCI声卡的火爆以及部分主板已取消对ISA总线的支持正好说明了这一点。由于数据传输速度的大幅提高，PCI声卡可有效地解决ISA总线上存