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1、学习性工作任务6声音系统 【任务目标】 通过学习，要求掌握声卡和音箱的基本构成、性能指标及 选购，了解声卡和音箱的类型。什么是声卡？n声卡（Sound Card）也称音频卡，是多 媒体电脑的主要部件之一，它包含记录 和播放声音所需的硬件。声卡的主要功能n录制话音(声音)和音乐，能选择以单声道 或双声道录音，并且能控制采样速率。n数模转换，用来把数字化的声音信号转 换成模拟信号。n模数转换，用来把模拟声音信号转换成 数字信号。n音乐数字接口(MIDI)，能使用MIDI乐器 。n声音混合功能，允许控制声源和音频信 号的大小。7.1 声 卡 n7.1.1 声卡的结构 声卡基本结构声卡基本结构7.1.
2、1 声卡的结构n数字信号处理芯片DSP n音频解码芯片CODEC n波表音色库 n功率放大芯片 n三端稳压块 n多功能扩展插座AUD-EXT nCD-SPDIF插座 7.1.1 声卡的结构n内置1394插座 n辅助音频输入插座AUX-IN nCD音频输入插座CD-IN n电话自动应答插座TAD n中置/重低音输出或数字化音箱输出 插孔 n线性输入插孔Line In n麦克风输入插孔MIC In n前置音箱线性输出插孔Line Out 1(Front) n后置音箱线性输出插孔LineOut 2(Rear) n数字化乐器插孔MIDI 声卡基本结构n1、电话自动应答设备接口（TAD， Telepho
3、ne Answering Device）n它与MODEM卡上的相应端口相连接， 配合软件可使电脑具备电话自动应答 功能。声卡基本结构n2、模拟CD音频输入接口（CD IN）n是一个3针或4针的小插座，作用是将 来自光驱的模拟音频信号接入声卡， 并直接由声卡的输出端放出。n模拟音频线在声卡端的接头一般有两 种排列方式，应选用与该接口匹配的 才能确保CD音频的正常接入。声卡基本结构n3、数字输出接口n该接口为黄色，用于输出数字音频信 号。配合声卡上的AC-3解码功能，就 可输出数字音效，令观赏DVD等影片 时更加逼真。声卡基本结构n4、线性输入插孔(LINE IN)n该接口为蓝色，作用是将来自收音
4、机 、随身听、或电视机等任何外部音频 设备的声音信号输入电脑。可用于录 制电视节目伴音、将磁带转成MP3等。声卡基本结构n5、话筒输入插孔(MIC IN) n该接口为红色，可接连适合电脑使用 的话筒作为声音输入设备。用于录音 、娱乐及语音识别等。可用来打网络 电话、语音聊天和唱卡拉OK等。声卡基本结构n6、线性输出插孔(LINE OUT)n该接口为绿色，它负责将声卡处理好 的声音信号输出到有源音箱、耳机或 其他音频放大设备（如功放）。n这是第一个输出孔，用于连接前端音 箱，相当于普通2.1声卡的扬声器输出 插孔(SPEAKER)。声卡基本结构n7、后置输出插孔(SPDIF OUT)n该接口为黑
5、色，用于连接后端音箱。 四声道以上的声卡都会有两个线形输 出插孔，这是第二个线形输出插孔。声卡基本结构n8、游戏/MIDI插口n用于连接游戏杆、手柄、方向盘等外 接游戏控制器，也可连接外部MIDI乐 器（如MIDI键盘、电子琴等），配以 专用软件可将电脑作为桌面音乐制作 系统使用。声卡基本结构n9、数字CD音频输入接口(CD SPDIF)n作用是接收来自光驱的数字音频信号 ，最大限度地减少声音失真。光驱的 Digital Out接口与声卡上的CD SPDIF输 入端连接，可以得到比模拟CD音频要 更纯净的音质。声卡基本结构n10、辅助音频输入口(AUX IN)n负责把来自电视卡、DVD解压卡、
6、 MPEG编/解码卡等设备的声音信号输 入声卡。这样就可使各种设备输出的 声音信号都通过声卡送至音箱，避免 了反复插拔信号线。声卡基本结构n11、声音处理芯片n是整块声卡的核心部分，相当于声卡 的大脑。包括WAVE波形的采样与合 成、MIDI音乐的合成以及混音器、效 果器的功能都在此芯片内部实现。n上面标有商标、型号、生产日期、编 号、生产厂商等重要信息声卡基本结构n12、扩展功能插针n通过数据线接出，主要用于扩展卡上 的输入输出接口，适合一些比较专业 的设备。声卡基本结构n13、功放芯片n对声音处理芯片处理的信号进行放大 ，以推动喇叭发出声音。n14、总线接口n常见的有ISA、PCI两种。n
7、15、跳线声卡基本结构n声卡的外接口图例7.1.2 声卡的相关术语及技术 n1总线方式 n2采样技术 (1) 采样的精度 (2) 采样频率n 3声道数 (1) 单声道 (2) 立体声 (3) 准立体声 (4)四声道环绕 (5) 5.1声道 基本术语n采样n采样位数：是指每个采样点所代表的音 频信号的幅度值，用二进制数表示，这 里的二进制的位数即为采样位数。n采样频率：是指录音设备在一秒钟内对 声音信号的采样次数。n两者的关系：一个在时间方向、一个在 幅度方向代表采样精度。基本术语n声道数n单声道：声音来自两个音箱的中间。n立体声：声音来自两个独立的声道。n准立体声：录音时是单声道、在回放时有时
8、是 立体声有时是单声道。n四声道环绕：有前左、前右、后左、后右； 4.1：增加一个低音音箱。n5.1声道：在4.1的基础上增加了一个中置单元 负责传送低于80Hz的声音信号。7.1.2 声卡的相关术语及技术n4是否支持MIDI (1) 合成技术 (2) 复音数 所谓“硬件支持复音”是指其所有的复音 数都由声卡芯片所生成，而“软件支持复音”则 是在“硬件复音”的基础上以软件合成的方法， 加大复音数，但这是需要CPU来带动的。眼下主 流声卡所支持的最大硬件复音为64，而软件复音 则可高达1024。 n5A3D n6数模转换器 n7半双工和全双工 7.1.2 声卡的相关术语及技术n8信噪比n9总谐波
9、失真 n10频率响应 n11兼容性 n12复音数和音色数 数模/模数转换器n数模转换器(DAC，Digital Analog Convertor)是为了解决一般的音响和电视 机都只适用于模拟信号，计算机中处理 的是数字信号而采用的方法。n声卡读出数字式的信号后，通过DAC转 换成一般音响放大器能接受的模拟信号 ，再由它来带动音箱发出发出声音。n相反的处理过程，可以通过模数转换器 (ADC，Analog Digital Convertor)来完成 。全双工与半双工n所谓全双工是指录音和放音这两样工 作可以同时进行。n反之，半双工在一个时间内就只能做 一样事情。信噪比n信噪比(SNR，Signal
10、 to Noise Ratio)是一 个诊断声卡抑制噪声能力的重要指标。 通常有用信号和噪声信号功率的比值就 是SNR，单位是分贝。SNR值越大则声 卡的滤波效果越好。n按微软在PC98中的规定，至少要大于80 分贝才行。n从AC97开始声卡上的ADC、DAC必须 和混音工作及数字音效芯片分离。编码和解码n在数字音频技术中，用数字大小来代 替表示声音强弱高低的模拟电压，并 按要求对音频数据进行压缩的过程叫 作编码；在重放时，要将压缩的数据 还原，称之为解码。n实现数字音频输出有两种方式：一种 是音频采集、语音编码、压缩、重放 方式，简称为录音/重放；另一种是基 于声音合成技术的重放方式。数字音
11、频采集n把模拟的音频信号转换称数字信号， 并存放在存储器中的过程称为数字音 频采集。n由于数字表示的声音是断续的，把模 拟量转换成数字量时，每隔一个时间 间隔在模拟声音波形上取一个幅度值 ，称之为抽样，其时间间隔称之为抽 样周期。FM合成nFM合成技术是早期的电子合成乐器采 用的合成方式，后来由YAMAHA公司 将其应用到声卡中，这种发音方式使 得声音听起来比较干净、清脆。波表合成n它通过对乐器声音进行取样，并将之 保存下来，重播时靠声卡上的微处理 器或经过CPU处理发声。n根据取样文件所放位置和由专用微处 理器或CPU处理的部同，波表合成又常 分为软波表合成和硬波表合成。MIDI规格n电子乐
12、器数字化接口，是一组由MIDI 生产商协会制订给所有MIDI仪器制造 商的音色及打击乐器排列表。n它包括128个标准音色和81个打击乐器 排列。脉冲码调制PCMnPCM(Pulse Code Modulation)是最早将 波表合成理论应用到实际中来的技术 。n它对声音作周期性的取样，并对每个 样本给予调整，转换为双位的数字编 码，因为整个取样波呈脉波周期状， 所以被命名为，脉冲码调制。数字信号处理n数字信号处理 (DSP ，Digital Signal Processing)是指声卡中专门处理音效的 芯片，又被称为效果器。7.1.3 声卡的类型 n按照声卡的接口类型，可以把声卡分为ISA、
13、PCI、CNR接口的声卡。在586以前时代中广 泛采用ISA接口的声卡，由于ISA的传输带宽 较低，而且它会大量占用CPU资源，现在市面 上ISA声卡已比较少见了。PCI接口的声卡可 以通过PCI总线音源储存在内存中，因此占用 的CPU资源较少，目前大部分的声卡都采用 PCI接口。按照声卡的组成结构，可分为普通 声卡和主板集成的声卡。7.1.3 声卡的类型n按照声卡取样分辨率的位数不同， 可分为8位声卡、准16位声仁、真 16位声卡和32位声卡等。按照声卡 功能的不同，可分为单声道声卡、 真立体声声卡和准立体声声卡等。 7.1.4 声卡的主流产品及选购 n1主流声卡芯片 n(1)Creativ
14、e声卡芯片系列 ESl370/1371 EMUl0KI n Aureal(Vortex/Vortex2) n YAMAHA芯片系列 YMF-724 YMF-744 n 其他声卡芯片 n2内置声卡 创新CT5880芯片 CMl8738和ESl373芯片 AC97 n3声卡的选购 普通用户 游戏用户 音乐发烧友/电脑音乐制作者 低端DVD用户 常见声卡介绍创新（CREATIVE）帝盟（DIAMOND）丽台（LEADTEK）傲锐（AUREAL）启亨创新（CREATIVE）创新（CREATIVE）声卡创新（CREATIVE）创新（CREATIVE）声卡帝盟（DIAMOND）帝盟（DIAMOND）声卡帝
15、盟（DIAMOND）帝盟（DIAMOND）声卡丽台（LEADTEK）丽台（LEADTEK）声卡丽台（LEADTEK）丽台（LEADTEK）声卡傲锐（AUREAL）傲锐（AUREAL）声卡启亨启亨声卡音箱n只有一个好的声卡还不够达到播放优美 音乐的效果，必须有与之相对应的音箱 ，才能真正达到视听享受的目的。n音箱又称扬声器系统，已经成为目前多 媒体电脑的标准配置之一。n7.2.1 音箱的分类 常见的电脑音箱主要分为敞开式、封闭 式和倒相式3类。第1种敞开式音箱已经淘汰， 市面上已很少见到；而第2种封闭式音箱市面 上还能常见，如一些低音炮和一些作为环绕声 用的小音箱等：至于第3种倒相式音箱则是市
16、场上电脑音箱的主流，十有七八的电脑音箱采 用的就是这种结构。 音箱的技术指标n音箱的作用就是将电信号转换成声音信 号，并将声音信号释放出来，因而对于 声音还原质量的好坏是衡量音箱品质的 最重要标准，也就是保真性。还原品质 高的音箱通常被称为高保真音箱。n衡量音箱的好坏，还有以下几个方面的 性能参数：音箱的技术指标 n1防磁 n2频率响应 n3信噪比 n4谐波失真 等音效及磁屏蔽技术n目前音箱在3D音效上广泛采用SRS， APX，Q-SOUND等技术，能使人感觉到 明显的三维效果。n磁屏蔽是指音箱采用加放磁罩的方法来 避免磁力线外漏，达到屏蔽的目的。信噪比n这项性能和声卡的信噪比一样，信噪比 的大小，决定音箱的发音清晰度，一般 应选信噪比不低于80dB的音箱或信噪比 不低于70dB的低音炮。失真度n失真度主要分为谐波失真、互调失真和 瞬态失真，它直接影响音质音色的还原 程度，是一项非常重要的技术指标，常 以百分数的形式来表
