Артур Газаров - Устранение неисправностей и ремонт ПК своими руками на 100%
В сэмплах содержатся данные, они сообщают ПК, как записанный сигнал звучал в определенные моменты времени. Чем больше сэмплов использовано для представления сигнала, тем он лучше звучит. К примеру, для получения качества в записи как на компакт-диске, ПК должен производить 44 100 сэмплов в секунду. Количество сэмплов, полученных в секунду, называется частотой сэмплирования (sampling rate).
В памяти ПК сохраняются все записанные сэмплы и их временные характеристики.
В любой момент ПК может адресовать сэмплы аудиокарте с такими же временными интервалами. Поэтому звук в колонках или наушниках будет соответствовать записанному звуку, за исключением малозаметных искажений, вносимых аппаратурой.
Итак, схема цифровой записи звука выглядит следующим образом: звуковая карта принимает электрический сигнал от различных аудиоустройств (микрофона, проигрывателя компакт-дисков, синтезатора и т. д.). Затем она преобразует аналоговые сигналы в цифровой двоичный код – сэмплы, которые хранятся в памяти ПК. Во время воспроизведения сэмплы пересылаются звуковой карте, она преобразует их обратно в электрический сигнал, поступающий на звуковые колонки, наушники или на вход внешнего усилителя мощности.
Описание аудиокарт
Звуковой адаптер (sound card, звуковая карта, музыкальная плата) дает возможность ПК воспроизводить любой формат аудио, работать со звуком – записывать его от разных источников, оцифровывать и подвергать как аналоговой, так и разнообразной цифровой обработке.
Аудиокарта бывает как встроенной в МП, так и внешней, в виде платы расширения, и вставляется в слот PCI. Кроме того, аудиокарта также конструктивно исполняется в виде внешнего устройства – USB-модуля. Внешняя аудиокарта понадобится, например, если в ПК нет свободного слота (на МП всего два слота PCI и оба заняты), или нужно подключать одну и ту же плату к разным ПК либо к ноутбуку.
Дополнительная звуковая карта расширяет спектр возможностей при работе со звуком на ПК, по сравнению со встроенным аудиочипом на материнской плате. Она более функциональна и качество звучания значительно выше. Кроме того, аудиокарта не отнимает ресурсы процессора.
Нужно ли приобретать дополнительную карту? Да, если вы любитель компьютерных игр с объемным красивым звуком, ценитель высококачественного звучания, музыкант, композитор, диджей и т. д.
Звуковые платы позволяют реализовать многие функции, недоступные встроенной «звуковушке». Встроенная аудиосистема сильно загружает ЦП, используя программные методы, в то время как внешняя плата использует собственные аппаратные возможности. Кроме этого она располагает собственной оперативной памятью. Нередко звуковая плата предусматривает использование пульта дистанционного управления, тогда ПК фактически превращается в домашний кинотеатр, заменяя музыкальный центр и DVD-плеер.
Рис. 12.1. Аудиокарта
Как встроенная, так и внешняя звуковая карта работают по одному принципу: карта получает от ПК цифровые данные и преобразует их в аналоговый сигнал или производит обратную операцию. Разница между ними заключается в качестве звука, скорости выполнения операций, величине задержки сигнала, искажениях, качестве изготовления разъемов и т. д.
На звуковой карте для преобразования потока цифровых данных в аналоговый аудиосигнал, появляющийся на ее выходе, установлен цифроаналоговый преобразователь – ЦАП, по одному на каждый канал аудиоплаты.
На аналоговых входах стоят АЦП, которые оцифровывают аналоговый звук, поступающий на карту. Максимальное качество звука, которое достигается при воспроизведении CD-Audio, требует 16-разрядного преобразования. ЦАП современных звуковых карт обеспечивают 12-, 20-, а лучшие – 24-битную разрядность преобразователей. Разрядность ЦАП и АЦП у разных карт может быть неодинаковой. Внутренняя разрядность звуковой карты обычно 24 либо 32 бита.
Для работы преобразователей нужны тактовые импульсы. Их задает тактовый генератор, который определяет частоту дискретизации.
Дискретизация – это оцифровка звукового аналогового сигнала, преобразование его в цифровой код. Процесс дискретизации заключается в квантовании, то есть через заданные интервалы времени замеряется уровень сигнала на определенном временном отрезке, который условно представляется в виде точки – мгновения, которое на самом деле очень короткий промежуток времени. Уровни сигнала, измеренные в этих временных «точках» записываются в виде цифровых данных.
Процесс дискретизации лучше «уплотнить», то есть в заданный период времени получить, например, вдвое больше «показателей», измерять сигнал чаще. Таким образом, повысится точность оцифровки, получится более похожее соответствие между исходным аналоговым сигналом и цифровым кодом. Если представить аналоговый сигнал в виде синусоиды, то оцифрованный сигнал будет выглядеть как такая же синусоида, но составленная из «ступенек». Чем чаще и меньше ступеньки – чаще происходит выборка и измерение сигнала – тем выше качество оцифровки. Частотой дискретизации называется число измерений аудиосигнала, произведенное в единицу времени, она измеряется в килогерцах. Разрядность же определяет точность измерения аналогового сигнала в каждый момент времени. Чем выше разрядность, тем точнее производятся измерения.
В обычной звуковой карте генератор может поддерживать частоты: 48 000, 44 100, 32 000, 24 000, 22 050, 12 000, 11 025, 8000 Гц, а в высококачественной – 96 кГц, 192 кГц.
Основные характеристики аудиокарты
Звуковые платы различаются параметрами и функциональными возможностями. Существуют как простые и недорогие модели, стоимость которых составляет 10–30 долларов, так и дорогие профессиональные карты стоимостью 1000 долларов.
Перед тем как приобрести аудиоадаптер, нужно определить, какие его параметры наиболее важны. Во-первых, приобретайте товар только известных производителей, тогда не возникнет проблем с драйверами, отсутствием документации, технической поддержкой, несовместимостью и т. д.
Во-вторых, помните, что кроме плат, встраиваемых в компьютер, существует внешнее решение в виде отдельной «коробочки», подсоединяемой к USB-порту. Такое решение может оказаться удобным для ноутбука или при отсутствии в ПК свободных мест для установки плат PCI.
Для качественного прослушивания звуковых программ, игр, домашнего сочинения и исполнения музыки хорошим выбором будут карты Creative Labs Audigy и M-Audio Revolution.
Для профессиональной работы со звуком потребуются более серьезные платы.
Человеческое ухо воспринимает звук в диапазоне частот от 20 Гц до 20кГц. Практически все карты воспроизводят звуки, попадающие в этот диапазон. Но разница между высококачественными и не очень хорошими звуковыми картами состоит еще и в том, что они неравномерно воспроизводят звук на разных участках частотного диапазона. Уровень звукового сигнала в недорогих картах заметно уменьшается на краях диапазона – на низких и высоких частотах.
Степень искажения сигнала при прохождении через карту называется частотной характеристикой и измеряется в децибелах (дБ). Профессиональные звуковые карты могут обеспечивать изменение уровня сигнала не более 1 дБ. А у некачественных и очень дешевых карт уровень падения сигнала может достигать 10 дБ и более. И хотя в документации будет указан воспроизводимый диапазон частот от 20 Гц до 20 кГц, но фактически такая карта может воспроизводить от 80 Гц до 12 кГц.
Но не только частотный диапазон определяет характеристики карты. Важным параметром является отношение сигнал/шум, измеряемое в децибелах. Чем больше уровень сигнала по сравнению с уровнем шума, тем качественнее воспроизведение звука. Низкое отношение сигнал/шум проявляется в виде звуковых помех – фон, шипение. Хороший показатель – 108 дБ, средний – 90 дБ, худший – менее 80 дБ. На практике, из-за присутствия вокруг разных звуков, например шума от работы ПК, даже на карте с отношением сигнал/шум 80 дБ шумовой «фон» самой карты будет практически незаметен.
Карты с высоким соотношением сигнал/шум обычно более качественны, и у них остальные показатели также выше.
Аудиокарта должна поддерживать конфигурацию вашей акустической системы (табл. 12.1).
Таблица 12.1. Стандарты аудиосистем
Наличие дуплексного режима звуковой платы определяет, сможет ли она воспроизводить звук и одновременно записывать. Полудуплексные карты не позволяют одновременно производить оба процесса, а только поочередно. Полнодуплексные аудиокарты позволяют выполнять обе функции сразу. Аудиоплаты среднего и высокого класса являются полнодуплексными, что востребовано для таких задач, как IP-телефония и др.
Очень желательно наличие на плате аудиопроцессора (DSP), который отвечает за аудиоэффекты и аудиоалгоритмы, освобождая от дополнительной нагрузки ЦП системы. Microsoft дополнила Windows стандартным звуковым интерфейсом API (Application Programming Interface, прикладной программный интерфейс).
