j计算机声卡与音箱

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1、第八章 声卡与音箱,第一节 声 卡 第二节 音 箱 本章小结 习题八,第一节 声 卡,声卡其实就是一个将数字信号转化成模拟信号或者将模拟信号转化成数字信号的集成电路板，因为计算机上存储的数据都是数字信号，而人耳听到由音箱发出的声音是模拟信号，所以声音信号要存到计算机上时，需要把模拟信号的声音通过声卡的声音处理芯片转化成数字信号；而计算机上存储的音乐文件也要通过声音处理芯片转化成模拟信号输出到音响设备中。,一、声卡的结构 声卡的主要组成部分有声音处理芯片、CODEC数/模转换芯片、总线端口和音频接口。 1声音处理芯片 声音处理芯片是声卡的核心部分，通常是声卡上面积最大的那一块芯片，上面标注着产品

2、的商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。它其实是一块DSP数字处理芯片，负责大部分的运算任务，包括对音频信息的采样、录制、回放等，如图8.1.1所示为Audigy2的主芯片，它直接决定着,声卡所能支持的声道数、采样位数和采样频率。生产声卡芯片的厂家主要有CREATIVE，ES，AU，YMH，OPTI，ESS等，其中新加坡的CREATIVE是声卡的创始者。 2CODEC数/模转换芯片 CODEC数/模转换芯片主要负责将主芯片输出的数字音频信号转化为模拟信号输出，并将声卡输入的模拟音频信号转化为数字音频信号输入主芯片。,图8.1.1 Audigy2的主芯片,3总线端口 声卡插入主板的一端

3、称为总线端口，它是计算机与声卡交换信息的桥梁。声卡的总线方式有两种，即ISA总线与PCI总线。由于PCI总线的传输速率高并且可以支持更多的3D音效，所以，现在的声卡大部分都采用PCI总线方式。 4音频接口 声卡上有许多音频接口，包括Line in接口、MIC In接口、Speaker Out、Line Out接口和MIDI及游戏摇杆接口，如图8.1.2所示为声卡的接口。,图8.1.2 声卡的接口,（1）Line in（线性输入）接口。Line in接口主要用于将磁带或其他介质上的声音信号输入到声音处理芯片中，经过处理后，由声卡输出到音响设备中。该接口通常连接音响设备，如CD、功放、彩电等Lin

4、e Out 端口。 （2）MIC In（麦克风输入）接口。MIC In接口用于连接麦克风，将语音传输到声卡中。 （3）Speaker Out（扬声器输出）接口。Speaker Out接口用于连接音箱或功放器等，负责将声卡产生的模拟音频信号经过声卡内置的功放芯片放大后输出到音箱等音效设备中。,（4）Line Out（线性输出）。Line Out接口是用来连接音箱或者功放器的接口，其主要的功能和Speaker Out一样，不过Line Out输出的音频信号来自DAC（数/模转换器），不经过内置功率放大芯片的放大，用于连接有源音箱。如果声卡上的输入、输出端口是3个，其Speaker Out和Line

5、 Out是共用的。 （5）MIDI及游戏摇杆接口。此接口是一个15 Pin的D型连接器，用来连接键盘、电子琴等电子乐器，也用来连接游戏操纵杆、游戏手柄、方向盘等外接游戏控制器。,二、声卡的分类 按输出特性，声卡可以分为2声道声卡、4声道声卡、6声道声卡、8声道声卡和支持数字I/O声卡。 按照在电脑里的位置，声卡可以分为主板集成声卡（板载声卡）、板卡声卡以及外置声卡，以满足不同的用户需求。 1板卡式 板卡式产品是现今市场上的主要产品，产品涵盖低、中、高各档次，售价从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口，由于此接口总线带宽较低、功能单一而且占,用系统资源过多，目前已被淘汰；PCI则取

6、代了ISA接口成为目前的主流，它们拥有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安装使用都很方便。 2集成式 虽然板卡式产品的兼容性、易用性及性能都能满足市场需求，但为了追求更为廉价与简便，集成式声卡出现了。此类产品集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更为低廉、兼容性更好等优势，能够满足普通用户的绝大多数音频需求，受到广大用户的青睐。而且集成声卡的技术也在不断进步，PCI声卡具有的多声道，低CPU占有率等优势也相继出现在集成声卡上，并由此占据了市场主导地位。,3外置式声卡 外置式声卡是创新公司独家推出的新产品，它通过USB接口与电脑连接，具有使用方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境，

7、如连接笔记本实现更好的音质等，外置式声卡如图8.1.3所示。,图8.1.3 外置式声卡,3种类型的声卡中，集成式产品价格低廉，技术日趋成熟，占据了较大的市场份额。随着技术进步，这类产品在中低端市场有很好的前景；PCI声卡将继续成为中高端声卡领域的中坚力量，毕竟独立板卡在设计布线等方面具有优势，更适于音质的发挥；而外置式声卡的优势与成本对于家用PC机来说并不明显，仍是一个填补空缺的边缘产品。 三、声卡的技术指标 声卡的主要作用是对声音信息进行处理，将数字信号和模拟信号两者之间相互转换，从而实现声音的录入和还原。下面简单介绍影响声卡的主要性能指标。,1采样的位数 采样位数可以理解为声卡处理声音的解

8、析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。电脑中的声音文件是用数字0和1来表示的。所以在电脑上录音的本质就是把模拟声音信号转换成数字信号。反之，在播放时则是把数字信号还原成模拟声音信号输出。,声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数。声卡的位客观地反映了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。如今市面上所有的主流产品都是16位声卡，功能最为强大的声卡系列Sound Blaster Live，采用EMU10K1芯片，虽然号称可以达到32位，但是它只是建立在Direct Sound加速基础上的一种多音频流技术，其本质还是一块16位的声卡。应该说16位

9、的采样精度对于电脑多媒体音频而言已经绰绰有余了。,2采样的频率 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，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流声卡中，采样频率一般分为22.05 kHz，44.1 kHz，48 kHz 3个等级，22.05 kHz只能达到FM广播的声音品质，44.1 kHz则是理论上的CD音质界限，48 kHz则更加精确一些。对于高于48 kHz的采样频率人耳已无法辨别出来了，所以在电脑上没有多少使用价值。,3CPU占用率 CPU占用率也是衡量一块声卡性能的重要指标。当我们用声卡进行混音调节、欣赏MIDI音乐等操作时，都会或多或少地占用CPU资源。测试声

10、卡的CPU占用情况一般使用的是Audio Bench 99，此软件可以准确测出声卡的CPU占用率的实际数值。 4声道数量 声卡一般可以分为双声道声卡、四声道声卡、5.1声道声卡、6.1声道声卡、8.1声道声卡等几种类型。声道越多声音的定位效果就越好，尤其是在一些游戏声音中表现更加明显。,5信噪比 声卡的信噪比就是声卡抑制噪音的能力，单位是分贝。在正常工作状态，信噪比等于有用信号的功率和噪音信号功率的比值，信噪比的值越大说明声卡的滤波性能越好，声音听起来就越清晰。 四、声卡的选购 目前，个人电脑的需求已经越来越多地转向了休闲娱乐方面，例如用电脑看VCD，打游戏等。声音是多媒体表现中极为重要的一个

11、环节，因此声卡也成为电脑必备的零部件。,随着DVD应用的日渐普及，要想达到多声道的剧院级音场效果，声卡的表现以及是否支持多声道输出是相当重要的。 1使用集成声卡还是PCI声卡 目前，几乎所有的主板上都有板载的集成声卡，随着技术的成熟和CPU性能的不断提升，不论是集成硬声卡还是软声卡的性能都有了质的飞跃，已不再是低性能的代名词了，软声卡对CPU资源的占用率几乎到了可以忽略不计的程度了。因此，在选购PCI声卡之前应先了解一下自己主板上采用的是何种集成声卡，并实际试听一下集成声卡的效果，如果集成声卡确实不能满足自己的需求，再考虑购买PCI声卡。,2按需选购 大体来讲，用户买声卡无非有这几类用途：一类

12、是普通的应用，如听听CD、看看VCD，偶尔玩一些比较简单的游戏之类，这类用户选用一般的廉价声卡就可以了；还有一种应用就是游戏玩家，由于3D音效已经开始成为潮流，因此不管这类用户玩不玩3D游戏，为了将来的应用方便，还是应尽量购买带3D音效功能的声卡，当然这类声卡本身又有中低档之分，需要进一步细分选择；另一类就是比较专业的用户，如小型或个人的音乐工作室等，这类用户对声卡自有一套独特的要求，如输入输出接口，SNR和THD等，这些用户一般,对音频技术比较了解，所以也比较好办；还有一类就是狂热的发烧友，他们往往追求的是功能最多，性能最强的声卡。 五、提高声卡音效的技巧 声卡的音质和电磁干扰大小有很大的关

13、系，在安装声卡时，要尽量远离其他设备，不仅如此，还可以再通过其他途径来提高声卡的音效。,1远离干扰源 电脑中产生电磁干扰的设备很多，如CPU、显卡等，而声卡的音质与电磁干扰大小关系很大，在安装声卡的时候，尽量本着远离其他设备的原则，回避干扰，只要声卡和主板不存在冲突，声卡应该安装在最外围的PCI插槽上。某些主板提供了一个特殊的PCI插槽，使用了更好的滤波电容等，如果是这种主板，应优先考虑这条插槽。,2加装屏蔽罩 只要声卡是内置的，就无法逃避干扰，如果需要获得更好的音质，可以加装屏蔽罩。只要能够将声卡全部包住就可以，注意千万别短路。此外，金属屏蔽罩一定要接地，否则起不到任何屏蔽作用。 3选择正确

14、的驱动程序 声卡的音质还会受其驱动程序的影响，AU8830声卡在Windows 98下的声音效果比在 Windows 2000下好很多，SB Live!安装不同版本的驱动程序音质也不相同。因此，选择一款合适的驱动程序非常重要，对于SB Live!用户，建议使用,KX Driver以及康柏Audigy/Live!二合一的驱动包。 4多声道的妙用 不少用户既用音箱又用耳机，但大部分声卡并没有带独立的耳机输出，经常插拔音频线非常烦琐。其实多声道可以让耳机和音箱同时接在声卡上，而不会互相影响。分别将耳机和音箱接在声卡前置或后置接口上即可。然后在声卡驱动设置面板中选择关闭前置或后置来选择用音箱还是用耳机

15、来欣赏音乐，这样就不用为插拔插头而烦恼了。,第二节 音 箱,音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原出声音的真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器（即功放）的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源（如随身听、CD机、影碟机、录像机等）搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无须另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为广大消费者所普遍接受。,一、音箱的组成 通常情况下，音箱都是成对使用，其中分为主音箱与副音箱，在主音箱上有开关、各种调节钮以及指示灯等。音箱是由箱体、电源、功率放大器和扬声器等几个

16、部分组成，如图8.2.1所示。,图8.2.1 音箱外观,1箱体 常见的电脑多媒体音箱主要为塑质音箱和木质音箱。塑质音箱的音质一般，价格比较便宜，只可以满足电脑音效的基本要求；木质音箱相对于塑质音箱来说是高档一点的音箱，它所采用的木质复合的中高密度板，厚度在10 mm以上。由于材料比较好，再配上优质的扬声器和功率放大器可以提供较好的音质。,2电源 电脑多媒体音箱的内部电路一般采用低电压电路，所以需要一个将高电压转换为低电压的变压器，然后用2个或4个二极管将交流电转换为直流电，最后用大小电容对电压进行滤波从而使输出电压趋于平缓。 3功率放大器 功率放大器主要由前级运放与后级功放两部分组成。前级运放的功能是增大电压，为功率放大做准备，预先将输入信号的电压幅度放大到功率放大要求的最小值以上，除了对频率范围和失真度要求外，更重要的就是对放大倍数的要求。,4扬声器 通常的木质音箱和较好的塑质音箱都采用二分频技术，即由高、中音两个扬声器来实现整个频率范围内的声音回放，而一些被用来实现环绕功能的塑质音箱所采用的是全频带扬声器，就是用一个喇叭来实现整个音