《声卡音箱和网卡》ppt课件

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1、第10章 声卡、音箱和网卡,音频子系统,音频子系统的构成：,音频子系统,声卡的作用： 1、声卡是连接主机与麦克、音箱的桥梁，当外设可以识别的模拟信号与主机可以识别的数字信号相互转换。 2、具有数字信号的处理功能，可以对音频信号进行处理。,10.1 声卡,10.1.1 声卡的分类 （1）按声卡是否为单独一块扩展卡：分为扩展卡型声卡（ISA声卡、PCI声卡）与板载声卡。 （2）按声卡是安装在机箱内：分为内置声卡与外置声卡。 （3）按声卡与主机的接口：分为ISA声卡、PCI声卡和USB声卡（外置）。 （4）按声卡取样频率的位数不同：分为8位声卡、准16位声卡、真16位声卡等。 （5）按声卡功能的不同

2、：分为单声道声卡、准立体声声卡、真立体声声卡、5.1声卡等。 （6）按照声卡的性能和价格，又分为低档、中档和高档声卡。,10.1.2 声卡的结构 如图10-1所示是一块PCI总线的声卡。,1数字信号处理器 声卡的数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）也称声卡主处理芯片，是声卡的核心部件。DSP的功能主要是对数字化的声音信号进行各种处理。 DSP基本上决定了声卡的性能和档次，通常也按照此芯片的型号来称呼该声卡。 2模-数与数-模转换芯片Codec Codec芯片用于模-数和数-模转换。Codec芯片是模拟电路和数字电路的连接部件，负责将DSP输出的数字信号转换

3、成模拟信号以输出到功率放大器和音箱，也负责将输入的模拟信号转换成数字信号输入到DSP。 Codec芯片和DSP的能力直接决定了声卡处理声音信号的质量。,3功率放大器 功率放大器的主要作用是将Codec芯片输出的音频模拟信号放大，输出可以直接推动音箱的功率，同时还担负着对输出信号的高低音分别进行处理的任务。 声卡上的功率放大器型号多为XX2025，功率为22W，音质一般。由于它在放大声音、音乐等信号的过程中也同时放大了噪声信号，所以从其输出端（Speaker Out）输出的噪声较大。比较简单的解决方法是绕过功率放大器，利用声卡上的线性模拟输出（Line Out）端口连接音箱，这样，音质的好坏就直

4、接取决于DSP、Codec芯片和外接的音响设备（一般是有源音箱）了。,4外部连接端口 （1）话筒输入（Mic In）插孔（粉红色） （2）音频输入（Line In）插孔（浅蓝色） （3）音频输出（Line Out）插孔（草绿色） （4）SPDIF Out/In（数字输出/输入） （5）Game/MIDI插口 （6）内部连接端口,声卡,声卡的工作原理：,10.1.4 音频标准 1AC97标准 为了能够使微机提供高品质、低成本的音效，1996年6月由Intel、创新、NS、Analog Device与Yamaha共同提出了Audio Codec97（简称AC97，意为“音效多媒体信号编/解码器”）

5、标准，1997年开始执行。 AC97标准主要要求在电路结构上把数字部分和模拟部分相互分开，以降低电磁干扰和提高性能，适用于声卡和Modem的设计。,2音频中的新技术HD Audio 为了提供更加逼真的音频效果，Intel推出了音频新标准HD Audio，根据Intel的计划，这个编码标准将取代现有的AC97标准。这个新标准的特点有： 同时支持输入/输出各15条音频流。 每个音频流都支持最高16声道。 每个音频流支持8、16、20、24或32bit的采样精度。 采样率支持从6kHz到192kHz。 对于控制、连接和编码优化的可升级扩展。 音频编码支持设备高级音频探测。,10.1.5 板载声卡 1

6、软声卡 软声卡就是利用主板南桥芯片中加入的声卡控制功能，通过软件模拟声卡，完成一般声卡上DSP的功能。 音频的输入/输出（模/数与数/模转换）由一块符合AC97标准的Codec芯片完成。 这类主板上一般看不到较大的声卡DSP芯片，只有一块小小的Codec芯片。与硬声卡相比，由于采用软件模拟，CPU占用率比硬声卡高，如果CPU速度达不到要求或者驱动程序有问题，很容易会产生爆音，影响音质。,2硬声卡 为解决软声卡的缺点，有的主板采用了板载硬声卡的方式。正规的硬声卡符合AC97标准，有一块较大的主流声卡DSP芯片，还有一块较小的Codec芯片。 为降低成本，主板上的板载硬声卡往往不采用AC97标准，

7、只焊接一块具有DSP和Codec功能的声卡处理芯片（如CMI8738等4声道声卡芯片），而没有安装独立的Codec芯片。,10.1.6 声卡的主要参数 1采样位数与采样频率 信号幅度（电压值）方向采样精度称为采样位数，时间方向的采样精度称为采样频率。 2复音数 所谓复音，是指MIDI乐曲在1s内发出的最大声音数目。 3动态范围 动态范围是指当声音的增益发生瞬间突变时，也就是当音量突然改变时，设备所承受的最大变化范围。这个数值越大，表示声卡的动态范围越广，就越能表现出作品的情绪和起伏。一般声卡的动态范围在85 dB左右，能够达到90dB以上的声卡就是非常好的声卡了。 4Wave音效与MIDI音乐

8、 Wave音效合成与MIDI音乐合成是声卡最主要的功能。,5输出信噪比（S/N） 输出信噪比是衡量声卡音质的一个重要因素，它是输出信号电压与同时输出的噪声电压的比值，单位是dB（分贝）。这个数值越大，表示输出时信号中被掺入的噪声越小，音质就越纯净。 6双工 声卡双工就是指在放音的同时，也能够采集录音。此功能在一般情况下感受不到，但是当用户使用网络电话进行音频聊天时，双工声卡的优点就可以体现出来，可实现一边聊天一边播放音乐。目前的声卡大都是全双工声卡。 7声道数目 声道数目就是声卡处理声音的通道的数目。最初是单声道，后来又发展出立体声、5.1声道、4声道等。,10.2 音箱,10.2.1 音箱的

9、分类 音箱又称扬声器系统，它是音响系统中极为重要的一个组成部分。目前，节目信号源设备和功率放大器的水平已经很高，因此一个由优质音源、放大器和扬声器系统组成的音响系统，其放音质量主要取决于音箱。对于微机上使用的多媒体音箱，常见分类方式如下。 （1）按体积大小和结构形式，分为落地式音箱和书架式音箱。书架式音箱也就是2.0音箱。,（2）按声道数量，分为2.0音箱和X.1音箱。2.0结构的音箱将高低音单元设计在同一个箱体内，所以只需要两个箱体便能组成一套全频带立体声音箱。X.1音箱由2个、4个、5个或更多的卫星音箱及一个低音音箱组成，也就是2.1、4.1、5.1和7.1音箱等，卫星音箱负责中高频的还原

10、，低音音箱负责低频的还原。对于观看DVD和玩游戏来说，X.1音箱是不错的选择；但是从听音乐的角度来看，2.0音箱也许更适合。 如图10-7所示依次是2.0音箱、2.1音箱、5.1音箱和7.1音箱。,（3）按音箱的风格（国外称之为音箱的表情），分为擅长表现古典音乐、交响音乐的英国风格音箱，擅长表现摇滚音乐的美国风格音箱，以及擅长表现流行和古典音乐的北欧风格音箱。 （4）按使用场合，分为专业音箱与家用音箱两大类。 （5）按放音频率，分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。 （6）按功率放大器的位置，分为有源音箱（内置功放，最常见）和无源音箱（无功放或需外置功放）。 （7）按电路结构，分为二分频音箱、

11、三分频音箱和四分频音箱等。,（8）按防磁性能，分为防磁音箱和不防磁音箱。 （9）按箱体材质，分为塑料音箱和木质音箱。 （10）按接口，分为模拟音频接口、数字接口、USB接口和IEEE 1394接口音箱等。 （11）按喇叭单元的数量，分为单喇叭单元（全频带单元）和双、三喇叭单元（二、三分频）。 （12）按喇叭单元的结构，分为普通喇叭单元、平面喇叭单元和铝带喇叭单元等。 （13）按箱体内部结构和发声原理，分为密闭式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、声波管式音箱、多腔谐振式音箱和号筒式音箱等。,10.2.2 多媒体音箱的结构 多媒体音箱由箱体、扬声器单元、电源部分和信号放大器等主要部分组成。 1箱体 目

12、前，比较流行的箱体设计形式有密闭式和倒相式两种。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器。倒相式音箱是在前面板或后面板上装有圆形的倒相孔，它是按照赫姆霍兹共振器原理工作的，其优点是灵敏度高、能承受的功率较大、动态范围广。,2扬声器单元 多媒体音箱的扬声器可以分为锥盆扬声器、球顶扬声器和平板扬声器三大类。扬声器单元的口径大小一般和振动频率成反比，口径越大，低频响应下限越低，其低音表现力也越好，而高音则正好相反。一般来说，23.5in的锥盆扬声器主要用在全频带扬声器上，46in的一般作为中音扬声器使用，6.5in以上的则几乎全是低音扬声器。常见的高音、中音和低音扬声器外观如图10-8所示。,3电源部

13、分 音箱内的电路为低压电路，所以首先需要一个将高电压变为低电压的变压器（一般固定在主音箱的底部），然后用2个或4个二极管将交流电转换为直流电，最后用电容对电压进行滤波，使输出的电压趋于平缓。 4信号放大器 声卡将数字音频信号转为模拟音频信号输出，此时音频信号电平较弱，一般只有几百mV，还不能推动扬声器正常工作。这时就需要通过放大器（功率放大器，简称功放）把信号放大，使之足以推动扬声器正常发声，同时放大器还兼管音量大小和高音、低音的控制。,10.2.3 音箱的主要参数 1功率：额定功率与最大承受功率 2频率范围与频率响应 频率范围：音箱最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围 频率响应：指将

14、一个以恒电压输出的音频信号与音箱系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减，相位随频率而发生变化的现象 3失真：失真度以小于0.5%为宜 4阻抗 5信噪比和灵敏度 指能产生全功率输出时的输入信号，输入信号越低，灵敏度就越高 6输入接口 7特殊的音效技术,10.3 网卡,网卡也叫“网络适配器”（Network Interface Card，NIC），在局域网中的作用是提供电脑主机与网络间数据交换的一条通路。 10.3.1 网卡的分类 根据性能、需求的不同，网卡的种类较多。主要有以下分类方法： 1按网卡的总线接口分类 按网卡所支持的总线接口不同，可分为ISA网卡、PCI网卡和USB网

15、卡。ISA网卡的带宽一般为10Mbit/s，PCI总线网卡的带宽从10Mbit/s到1000Mbit/s都有，常见的10/100Mbit/s自适应网卡是主流产品。 2按网卡的速度分类 按网卡的速度不同，可分为10Mbit/s网卡、100Mbit/s网卡和1000Mbit/s网卡。目前常见的网卡有10Mbit/s ISA网卡、10Mbit/s PCI网卡、10/100Mbit/s PCI自适应网卡。,3按网络结构分类 按网络结构，可分为ATM网卡、Token Ring令牌环网卡、Ethernet以太网卡。以太网卡就是常见的局域网卡，适用于Windows 9x/NT/2000、Netware、SC

16、O UNIX、Linux等多种操作系统。 4按网卡的安装位置分类 根据网卡是否插在机箱内，可分为内置式网卡、外置式网卡。ISA总线和PCI总线网卡都是内置式的，USB接口的网卡是外置式的，如图10-9所示。,5按主板是否集成网卡芯片分类 根据主板上是否集成网卡芯片，可分为集成网卡和独立网卡。如图10-10所示就是主板上的网卡芯片和主板后I/O面板上的RJ-45接口。图中网卡芯片采用了RTL8100L，可提供带宽为10/100Mbit/s。集成网卡是把网卡的芯片整合到主板上，而芯片的运算部分交给CPU或者主板的南桥芯片处理，网卡接口也放置在主板接口中。集成网卡的优点是降低成本，避免了外置网卡与其他设备的冲突，从而提高稳定性与兼容性。,6其他分类 根据网卡之间的连接是有线还是无线，分为有线网卡、无线网卡。 根据网卡传输线的不同，分为AUI（粗线）、BNC（细线，带宽为10Mbit/s）、RJ-45（双绞线，带宽为10/100/1000Mbit/s）