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1、第7章 声卡,本章要点,本章主要介绍了声音输入/输出系统：声卡和音箱。在学习过程中要求掌握声卡的功能、声卡输入/输出接口的用途及连接方法，同时也要掌握采样、声道、MIDI音乐等有关概念。另外，在学习过程中要求了解声卡的组成、声卡工作原理、声卡的发展历史、声音文件格式等知识，同时也要了解音箱的性能指标、音箱新技术等有关内容。,本章难点,对声卡工作原理的理解 对采样、声道、MIDI音乐等有关概念的理解,5.1 声卡的结构(1),声卡包含记录和播放声音所需的硬件，其基本功能包括 能录制话音（声音）和音乐； 能选择以单声道或双声道录音； 能控制采样速率。,5.1 声卡的结构(2),声音处理芯片：决定声
2、卡的性能和档次，其基本功能包括对声波采样和回放的控制、处理MIDI指令等。 功放芯片：从声音处理芯片出来的信号还不能直接推动喇叭发出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片（简称功放）以实现声音播放功能。,5.1 声卡的结构(3),总线接口：用于与主板相连接，常用的声卡总线接口有ISA和PCI两种。 输入/输出端口：用于与放音和录音设备相连接的端口，常有： （1）peaker Out：连接音箱或耳机。 （2）Line Out：连接功放。 （3）Line in：用于将声音信号输 入到声音处理芯片，并可将信号录 制成一个文件。 （4）Mic In：用于连接麦克风。,5.1 声卡的结构(4),MIDI及
3、游戏杆接口：用于与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器。也可以连接电子乐器上的MIDI接口，实现MIDI音乐信号的直接传输。 CD音频连接器：通常是3针或4针的小插座，与CD-ROM的相应端口连接，实现CD音频信号的直接播放。 跳线和SB-Link接口：在ISA声卡上大多有跳线，它的作用是给ISA声卡设置通道和中断信号以使操作系统与声卡能进行信号传输。,5.1 声卡的结构(5),其他接口 （1）电话应答接口：用来提供标准语音Modem的连接。 （2）辅助设备接口（AUXIN）：用于将电视卡，解压卡等设备的声音信号输入声卡并通过音箱播放。 （3）数字CD音频输入接口（CDSPDIF）：用来
4、接收来自光驱的数字音频信号。 （4）音频扩展接口（SPDIFEXT）：接到数字I/O子卡，实现数字信号的输入和输出等。,声卡结构图,7.2 声卡工作原理,声卡首先通过处理芯片处理数据，并与CPU交换数据，其作用可以减轻CPU工作压力。 数字数据通过SPDIF输入/输出，模拟信号通过IN和OUT端口输入/输出，输入/输出的模拟信号通过ADR/DAR转换。,7.3 基本术语(1),1. 采样 要将模拟的声音信号转换为数字信号，需经采样、量化、编码三个步骤，其中采样位数和采样频率决定着声音采集的质量。 采样位数：每个采样点所代表的音频信号的幅度值，用二进制数表示，这里的二进制数的位数即为采样位数。
5、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。,7.3 基本术语(2),2. 声道数 声道(Sound Channel) 是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。 单声道： 立体声： 四声道环绕： 5.1声道：,7.3 基本术语(3),3. MIDI MIDI是Musical Instrument Digital Interface的简称，意为音乐设备数字接口。它问世于20世纪80年代初，是一种电子乐器之间以及电子乐器与电脑之间的统一交流协议。可以从广义上将其理解为
6、电子合成器、电脑音乐的统称，包括协议、设备等相关的含义。,7.4 声卡的发展史,作为多媒体电脑的象征，与PC其他硬件相比，声卡的历史较短。 从PC喇叭到ADLIB音乐卡 SB系列创新时代的开始 SB AWE系列出现声卡技术的进一步提高 PCI声卡新时代的开始,7.5 主流声卡芯片的性能,声音处理芯片承担着声音处理所需的大部分运算，包括对声音信号的采样、录制、回放、三维音效处理等，因此，音频处理芯片的好坏直接影响整块声卡的表现能力。芯片主要性能有： （1）音频品质回放音质和录音效果处理能力。 （2）MIDI表现MIDI波表合成能力的表现。 （3）三维效果对三维音效API的支持能力。 （4）兼容能
7、力软件的兼容能力。,7.6 声音文件格式,1. 声音文件播放格式 （1）离散文件。 传统的音频文件存放在硬盘或其他的存储介质中，我们把这些文件叫做“离散文件”或“可下载的文件”。一般来说，这种音乐文件在播放之前，需要完全下载它。 （2）流式文件。 可以一边下载一边播放的声音文件。一般上，流式媒体播放器先下载几秒钟的内容存放到缓冲区内，然后在继续下载的同时播放缓冲区中的内容。 2. 声音文件播放速率类型 一首歌曲可以以不同的速率进行播放，值越高，音质越好，文件也越大，下载时间也就越长，单位为kB/s。如MP3文件有三个版本：96、128和192kB/s。一般认为，128kB/s的MP3文件接近C
8、D音质。,7.6 声音文件格式,TEXT,TEXT,TEXT,TEXT,3.声音文件存放格式 MP3：MP3采用MPEG Audio Layer 3技术，将声音用1:10甚至1:12的压缩率压 缩，采样率为44kHz、比特率为112kB/s。 Windows Media Audio：微软的Windows Media Audio 7（.WMA文件）是一种压缩的离散文件或流式文件。 WAVE文件：WAVE文件作为最经典的Windows多媒体音频格式，应用非常广泛，它使 用三个参数来表示声音：采样位数、采样频率和声道数。 RealAudio：RealNetworks是最大的流式媒体。 Liquid Audio：唱片公司或作曲家可以把他们的歌曲做成Liquid Audio的安全格式。 MIDI：MID文件并不是一段录制好的声音，而是告诉声卡如何再现音乐的一组指令。,小 结,计算机声音处理系统主要有声音输入设备、声音处理设备和声音输出设备，本章主要介绍了声音处理设备声卡。 声卡主要由声卡处理芯片、功放芯片、总线接口、输入/输出端口和CD音频连接器等部分组成，它以声卡处理芯片为中心，一方面协助CPU处理数据，另一方面将处理好了的数据传输给输出端口或从输入端口接收数据。声卡的质量与采样频率、采样位数、声道数、3D效果等因素有关，同时声音质量也与声音文件存放格式有关。,Thank You !,
