第十二讲 声卡

合成器 CD音频 ROM
混频器、滤波器 音频放大器
扬声器输出
线路输出 总线接口电路
MIDI乐器或游戏杆 MIDI/游戏杆接口 PC总线
二、独立声卡主要组成和功能： 独立声卡主要组成和功能： 声卡主要组成和功能 音频处理芯片（DSP） 基本上定了整个声卡的性能和档次， 音频处理芯片（DSP） :基本上定了整个声卡的性能和档次，是声 卡上的核心部件。在音频数据的处理中， 卡上的核心部件。在音频数据的处理中，其算法和处理过程都由主芯 片来完成。 片来完成。
存储设备 (硬盘)
声卡的录制原理图
播放音乐是声音的回放过程，即录制声音的逆过程。
Biblioteka Baidu
声卡硬件 软件驱动程序 数字 信号 模拟 信号 左声道
存储设备 (硬盘)
右声道
声卡播放原理图
声卡的结构和组成原理
声卡的内部结构： 声卡的内部结构：
模数转换器 RAM 数字信号处 理机(DSP) 音频放大器 麦克风输入 线路输入
主流的板载音效芯片 Realtek的ALC系列AC‘ CODEC芯片 Realtek的ALC系列AC‘97 CODEC芯片 系列AC 具有良好的DAC信噪比和Mixer信噪比。 具有良好的DAC信噪比和Mixer信噪比。ALC 658更支持AC‘97 2.3标准， DAC信噪比和Mixer信噪比 658更支持AC‘ 更支持AC 2.3标准 标准， 除了提供6声道输出之外，还提供了对D3D A3D、EAX1.0&2.0等3D特效的 D3D、 除了提供6声道输出之外，还提供了对D3D、A3D、EAX1.0&2.0等3D特效的 支持。 支持。
常见声卡的外设接口： 常见声卡的外设接口：
图9.2
声卡的外部接口图
外设接口的功能： 外设接口的功能：
Speaker Out: 立体声输出插口，用于连接音箱或耳机。 Out: 立体声输出插口，用于连接音箱或耳机。 Line Out:用于连接功放设备，也可直接连接有源音箱。 Out:用于连接功放设备，也可直接连接有源音箱。 Line In: 该接口连接音响设备的“Line Out”接口，它能够 该接口连接音响设备的“ Out”接口， 将品质较好的声音、音乐信号输入到声音处理芯片。 将品质较好的声音、音乐信号输入到声音处理芯片。 Mic In: 该接口连接麦克风(话筒)，实现语音录入。 该接口连接麦克风(话筒) 实现语音录入。 MIDI及游戏摇杆接口 用来连接电子乐器上的MIDI接口, MIDI及游戏摇杆接口:用来连接电子乐器上的MIDI接口,也可 及游戏摇杆接口: MIDI接口 以配接游戏设备。 以配接游戏设备。
四、
声卡的主要技术指标
采样频率 每秒钟取得声音样本的次数。标准采样频 每秒钟取得声音样本的次数。 率为11.025 语音） 11.025（ 22.05（FM） 率为11.025（语音） KHZ 、 22.05（FM） KHZ 、 44.1（CD）KHZ。 44.1（CD）KHZ。 采样位数 指采集和播放声音文件时，表示数字声音 指采集和播放声音文件时， 信号的二进制位数。位数越高，采样精度越高。 信号的二进制位数。位数越高，采样精度越高。我们平 时所说的16位声卡，32位声卡即是就采样位而说的 16位声卡 位声卡即是就采样位而说的。 时所说的16位声卡，32位声卡即是就采样位而说的。现 多数声卡都能达到44K的采样率和32位的采样位。 44K的采样率和32位的采样位 在，多数声卡都能达到44K的采样率和32位的采样位。 复音数量 复音是指MIDI乐曲在一秒钟内发出的最大 复音是指MIDI MIDI乐曲在一秒钟内发出的最大 声音数目。复音数越大，音色就越好，播放MIDI MIDI时可以 声音数目。复音数越大，音色就越好，播放MIDI时可以 听到的声部就越多、越细腻。一般声卡提供128 128以上的复 听到的声部就越多、越细腻。一般声卡提供128以上的复 音值。 音值。
音频处理芯片
编、译码芯片（Codec） ：具有D/A（数字信号转换成模拟信号） 译码芯片（Codec） 具有D/A（数字信号转换成模拟信号） A/D（模拟信号转换成数字信号）转换功能。 和A/D（模拟信号转换成数字信号）转换功能。我们在听音乐的时候 用到的是D/A转换功能 在接收到数字信号相同的情况下，D/A的好 转换功能。 用到的是D/A转换功能。在接收到数字信号相同的情况下，D/A的好 坏直接决定着声卡的音质。 坏直接决定着声卡的音质。 功放芯片 ：从声音处理芯片出来的信号还不能直接推动音箱喇叭 发出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片（简称为功放芯片） 发出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片（简称为功放芯片） 以实现声音播放功能。 以实现声音播放功能。 总线接口：声卡的总线接口是用于与主板的声卡接口电路相连接的， 总线接口：声卡的总线接口是用于与主板的声卡接口电路相连接的， 声卡总线接口主要有PCI、 PCIe和 声卡总线接口主要有PCI、 PCIe和ISA 。 输入/输出接口：声卡要具有录音和放音功能， 输入/输出接口：声卡要具有录音和放音功能，就必须要有与之对 应的放音和录音相连接的接口。 应的放音和录音相连接的接口。
半双工和全双工 信噪比 指有用信号和噪声信号功率的比值，按微软在 指有用信号和噪声信号功率的比值， PC98中的规定 信噪比至少要大于80分贝 PC98中的规定，信噪比至少要大于80分贝。 中的规定， 分贝。 声道数 声卡所支持的声道数也是技术发展的重要标志 之一。支持声道数多， 之一。支持声道数多，用户可以获得更加完美的听觉效 果和声场定位。 果和声场定位。
五、
声卡的选购
1．按需选购 ． 1）独立声卡 ） 主芯片的选择 创新（Creative） EMU10K2、 创新（Creative）的EMU10K2、 EMU10K1 水晶（Crystal） CS4630、 水晶（Crystal）的CS4630、CS4624 VIA） Envy24系列 威盛 （VIA）的Envy24系列 Envy24/Envy24HT/Envy24GT/Envy24PT 2）集成声卡 ） 音效芯片的选择
其它接口： 其它接口： • 电话应答接口：实现与Modem的连接 并向Modem传送话筒信号 的连接， 传送话筒信号， 电话应答接口：实现与Modem的连接，并向Modem传送话筒信号，配 合软件，可使电脑具备电话自动应答功能。 合软件，可使电脑具备电话自动应答功能。 • 辅助设备接口(AUX-IN)：用于将电视卡等设备的声音信号输入声卡并 辅助设备接口(AUX-IN)： 通过音箱播放。 通过音箱播放。 • CD模拟音频输入接口: 通过此接口实现CD音频信号的直接播放。 CD模拟音频输入接口 通过此接口实现CD音频信号的直接播放 模拟音频输入接口: 音频信号的直接播放。 • CD数字音频输入接口(CD-SPDIF)：接收来自光驱的数字音频信号。 CD数字音频输入接口 数字音频输入接口(CD-SPDIF)：接收来自光驱的数字音频信号。 • 音频扩展接口(SPDIF-EXT)：用来连接到数字I/O子卡，实现数字信号的 音频扩展接口(SPDIF-EXT)：用来连接到数字I/O子卡 子卡， 输入和输出。 输入和输出。
Analog Devices的AD系列 AC‘97 CODEC芯片 Devices的AD系列 CODEC芯片 最大的特点即为支持SoundMax驱动程序 最大的特点即为支持SoundMax驱动程序，随着 驱动程序， SoundMax驱动程序的升级而得到性能的提升 SoundMax驱动程序的升级而得到性能的提升。目前最新 驱动程序的升级而得到性能的提升。 的产品为AD 1980/1985/1988，均为支持6声道输出， 的产品为AD 1980/1985/1988，均为支持6声道输出， 支持5.1环绕立体声音效的 环绕立体声音效的CODEC芯片 芯片。 支持5.1环绕立体声音效的CODEC芯片。
辅助电路 在实际应用中，Codec芯片旁边的整流电路则显得更为重要，而很多主 在实际应用中，Codec芯片旁边的整流电路则显得更为重要， 芯片旁边的整流电路则显得更为重要 板厂商在整流电路上偷工减料，导致板载声卡声音品质低下。 板厂商在整流电路上偷工减料，导致板载声卡声音品质低下。 另外，主板音频Codec旁带有负责信号同步的石英晶体振荡器的要好一些， Codec旁带有负责信号同步的石英晶体振荡器的要好一些 另外，主板音频Codec旁带有负责信号同步的石英晶体振荡器的要好一些，
骅讯电子(C-Media)的CMI9739A音效芯片 骅讯电子(C-Media)的CMI9739A音效芯片 CMI9739 系列是大家非常熟悉的CMI8738系列的后续产 系列是大家非常熟悉的CMI8738系列的后续产 它支持六声道AC‘97 输出，支持骅讯的C 品，它支持六声道AC‘97 输出，支持骅讯的C-Media Xear 3D Sound 技术，兼容AC’97V2.2 规范，支持各种主流3D音频规 技术，兼容AC’97V2.2 规范，支持各种主流3D音频规 音质相当出色。 范，音质相当出色。
三、板载（集成）声卡 板载（集成）
随着主板整合程度的提高以及CPU性能的日益强大 随着主板整合程度的提高以及CPU性能的日益强大， 性能的日益强大， 板载声卡出现在越来越多的主板中， 板载声卡出现在越来越多的主板中，目前板载声卡几乎成 为主板的标准配置。 为主板的标准配置。 板载声卡又分成软声卡和硬声卡。 板载声卡又分成软声卡和硬声卡。 软声卡 没有主处理芯片，只有一个解码芯片，通过 没有主处理芯片，只有一个解码芯片， CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用 CPU的运算来代替声卡主处理芯片的作用。 的运算来代替声卡主处理芯片的作用。 硬声卡 有主处理芯片，很多音效处理工作就不再需 有主处理芯片， CPU参与了 参与了。 要CPU参与了。
VIA的 VIA的VT1616 支持AC‘97 2.2规范 支持18bit的数模转换精度 它可以提供6 支持AC‘97 2.2规范，支持18bit的数模转换精度，它可以提供6 规范， 的数模转换精度， 声道输出，并拥有数字环绕、光纤和SPDIF输出功能。 声道输出，并拥有数字环绕、光纤和SPDIF输出功能。 输出功能
1）独立声卡
创新公司的产品凭借SB Live系列声卡 创新公司的产品凭借SB Live系列声卡，一度垄断了 系列声卡， 民用声卡市场，而在现在的民用声卡市场中，创新的 民用声卡市场，而在现在的民用声卡市场中，创新的 Audigy 、Audigy2系列在中高端市场仍然具有绝对的优 Audigy2系列在中高端市场仍然具有绝对的优 德国坦克的Terratec 系列也颇受欢迎。 势，德国坦克的Terratec Aureon 系列也颇受欢迎。 游戏声卡推荐： LS； 游戏声卡推荐：Creative Sound Blaster Audigy LS； Audigy2 Value DVD回放声卡推荐： DVD回放声卡推荐：Creative Sound Blaster Audigy2 回放声卡推荐 Value； Value；谷岛科技 BlackGlod2 5.1 Cannon 音乐回放声卡推荐： Cannon； 音乐回放声卡推荐：谷岛科技 BlackGlod2 5.1 Cannon； TerraTec Aureon 7.1 Universe；MUniverse； Audio Audiophile192
声卡
声卡是多媒体计算机的主要部件之一，它协助CPU处理音频数据。 CPU处理音频数据 声卡是多媒体计算机的主要部件之一，它协助CPU处理音频数据。 基本功能： ● 把来自话筒、收录音机等设备的语音、音乐等声音 把来自话筒、收录音机等设备的语音、 基本功能： 变成数字信号交给电脑处理,并以文件形式存盘。 变成数字信号交给电脑处理,并以文件形式存盘。
整流电路做工十分重要（见左图） 整流电路做工十分重要（见左图）
偷工减料必然导致音效粗糙（见右图）。 偷工减料必然导致音效粗糙（见右图）。
2．兼容性 ． 独立声卡与其他配件发生冲突的现象较为常见， 独立声卡与其他配件发生冲突的现象较为常见， 不只是非主流声卡， 不只是非主流声卡，名牌大厂的声卡也有这种情况发 生。 3．声卡的做工用料 ．
●
把数字信号还原成为真实的声音输出。 把数字信号还原成为真实的声音输出。
一、声卡的工作原理： 声卡的工作原理：
录制声音需要进行多步操作，麦克风将空气中的声压变化转换为模拟 信号。经声卡放大后数字化，生成的数据流由软件处理为标准文件格式( 信号。经声卡放大后数字化，生成的数据流由软件处理为标准文件格式(如 WAV)，然后保存到硬盘。 WAV)，然后保存到硬盘。 声卡硬件 驱动程序 麦克风 模拟 信号 数字 信号