第8章 声卡与音箱 计算机组装与维护.docx

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第8章声卡与音箱计算机组装与维护

第8章声卡和音箱

本章导读:

声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。

声卡的种类很多，功能也不完全相同，但它们有一些共同的基本功能：

能录制话音（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。

声卡上有数模转换芯片（DAC），用来把数字化的声音信号转换成模拟信号，同时还有模数转换芯片（ADC），用来把模拟声音信号转换成数字信号。

　　电脑音箱是多媒体电脑重要的外部设备之一,但是随着时代的进步，人们对电脑音效的要求也在不断提高，同是电脑音箱，使用对象不同、用途不同时价格标准也就不同。

Ø声卡的分类

Ø声卡的基本结构

Ø声卡的主要性能指标

Ø音箱的分类

Ø音箱的结构

Ø音箱的性能指标

Ø声卡和音箱的选购

声卡是多媒体计算机的主要部件之一，它包含记录和播放声音所需的硬件。

声卡的种类很多，功能也不完全相同，但它们有一些共同的基本功能：

能录制话音（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。

声卡上有数模转换芯片（DAC），用来把数字化的声音信号转换成模拟信号；同时还有模数转换芯片（ADC），用来把模拟声音信号转换成数字信号。

很多用户购买计算机是为了上网娱乐，随着多媒体技术的发展，用户对计算机声音图像的要求越来越高。

而一块好的声卡配上多媒体音箱，可以让用户在家体验到影院般的声音效果。

一般来说声卡有三个基本功能：

一是音乐合成发音功能；二是混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能；三是模拟声音信号的输入和输出功能。

、

8.1声卡的分类

声卡发展至今，按接口类型主要分为板卡式、集成式和外置式三种，以适用不同用户的需求，三种类型的产品各有优缺点。

8.1.1板卡式

卡式产品是现今市场上的中坚力量，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、占用系统资源过多，目前已被淘汰；PCI则取代了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。

8.1.2集成式

声卡只会影响到电脑的音质，对PC用户较敏感的系统性能并没有什么关系。

因此，大多用户对声卡的要求都满足于能用就行，更愿将资金投入到能增强系统性能的部分。

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，自然就受到市场青睐。

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，它也由此占据了主导地位，占据了声卡市场的大半壁江山。

8.1.3外置式声卡

是创新公司独家推出的一个新兴事物，它通过USB接口与PC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，如连接笔记本实现更好的音质等。

目前市场上的外置声卡并不多，常见的有创新的Extigy、DigitalMusic两款，以及MAYAEX、MAYA5.1USB等。

   三种类型的声卡中，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还拥有非常大的前景；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来说并不明显，仍是一个填补空缺的边缘产品。

8.2声卡的基本结构

声卡的结构包括：

声音处理芯片、功率放大芯片、总线连接端口、输入输出端口、MIDI及游戏摇杆接口、CD音频连接器以及跳线和SB-Link接口。

8.2.1声音处理芯片

声音处理芯片是衡量声卡性能和档次的重要标志，它能把从输入设备中获取声音模拟信号，通过模数转换器，将声波信号转换成一串数字信号，采样存储到电脑中。

重放时，这些数字信号送到一个数模转换器还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声。

声音处理芯片上标有产品商标、型号、生产厂商等重要信息，是整个卡板上面积最大的集成块，芯片四面都有针焊点，能对声波进行采样和回放控制、处理MIDI指令、合成音乐等。

8.2.2功率放大芯片

因为从声音处理芯片出来的信号是不能直接听见的，我们听到的从声卡中输出的声音是经过功率放大芯片处理过的。

功率放大芯片将声音信号放大，但同时也放大了噪音，在声音输出的同时自然有较大噪音。

好的声卡（如创新、帝盟等）都在功放前端加有滤波器这样可以减少或消除高频噪。

8.2.3总线连接端口

现在声卡大都采用PCI总线结构，ISA总线结构的声卡已经退出电脑配件市场。

PCI声卡相对于：

ISA声卡来说有两大优势：

第一是PCI总线的传输速率高，声卡上可以不需要像ISA声卡那样用来存放波表的ROM或RAM，可以将波表存入硬盘，使用时直接调至内存；第二是PCI声卡可以支持更多的3D音效，这一点ISA声卡难以做到。

8.2.4输入输出端口

在声卡上一般有3～4个插孔。

Speaker：

用于连接音响设备，标准的接口为绿色；LineIn：

将品质较好的声音信号输入到声音处理芯片中，处理后录制成文件，标准的接口为蓝色；MicIn：

用于连接话筒，输入外界语音或制成文件或配合语音软件进行语音识别，标准的接口颜色为红色。

8.2.5MIDI及游戏摇杆接口

声卡上的MIDI用于连接游戏杆、手柄、方向盘等外接游戏控制器，同时也可用来连接MIDI键盘和电子琴。

可以连接电子合成乐器将实现在电脑上进行：

MIDI音乐信号的传输和编辑，游戏摇杆和：

MIDI共用一个接口。

8.2.6CD音频连接器

声卡的上部都有专供连接光驱上CD音频输出线的接口，是一个3针或4针的小插座，这样播放CD音轨的光盘音乐可直接由声卡的输出端输

8.2.7跳线

跳线是用来设置声卡的硬件设备，包括CD-ROM的I／O地址、声卡的I／O地址的设置。

声卡上游戏端口的设置（开或关）、声卡的IRQ（中断请求号）和DMA通道的设置，不能与系统上其他设备的设置相冲突，否则，声卡无法工作甚至使整个计算机死机。

8.2.8SB-Link接口

SB-Link是一种为专业兼容而设计的接口，以往ISA声卡只需插到计算机的ISA槽中就能被系统辨别出其地址、中断等信息来，而PCI声卡则不同，客观存在无法让系统直接了解这部份信息，SB-LINK接口接口就是专为它们而设计的，在声卡端和主板端各有一个人5针插口，用一个联接线将两者联接起来，这样就能让系统找到PCI声卡的地址及中断来。

8.2.9声卡的接口

1.线路输入（LineIn）插孔

  2.麦克风（MIC）输入插孔

  3.线路输出（LineOut、AudioOut、Speaker）插孔

  4.D形连接器

5.CD-ROM接口

6.CD-ROM音频信号电缆的连接口

8.3声卡的主要性能指标

8.3.1采样位数

通常也称为采样值,声音从模拟信号转换为数字信号的二进制位数，即A/D、D/A的转换精度。

这个数值越大，模拟自然界声音的能力就越强。

16位声卡能把声音分为64K个精度单位进行处理，足以表现出自然界的声音。

采样频率

8.3.2采样频率

也称为取样频率。

采样频率是指每秒采集声音样本的数量，它是指录音设备在一秒钟内对声音信号采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。

16位声卡采样频率共设有22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级，其音质分别对应于调频立体声音乐、CD品质立体声音乐、优质CD品质立体声音乐。

8.3.3全双工

全双工（FullPuplex）是新型声卡必备的功能。

有了这种技术可以在Internet上打国际电话，其最大好处是可以节省大量的通话费用。

8.3.4复音

复音（PolyPhone）通俗地解释是指能同时发音的数量。

只有当声卡的复音数大于或等于一支MIDI乐曲的复音数，才能很好的听到所有的声部，反之则将会失掉某些声部。

显然，一块声卡的复音数越多，它所听到的乐曲自然就更丰富。

8.3.5MIDI

MIDI是电子合成器与数字音乐的实用接口。

可以使电子乐器模拟出几乎所有能见到的乐器发出的声音。

8.3.6信噪比

信噪比（SNR），是一个判断声卡抑制音频噪音能力的重要指标。

信号和噪音信号的功率比值就是SNR，单位为分贝。

信噪比值越大越好。

8.3.7AC'97（AudioCodec97）规格

是Intel在1996年5月所制定的一种音频规格。

AC’97主要定义采用双芯片（数字信号和模拟信号分别处理），保证声卡的SNR（信噪比）能够达到90db，立体声全双工，固定48K采样频率，4种模拟立体声输入输出（LINE、CD、VIDEO、SPEAKER），一种模拟单声道信号输入（MIC）。

8.4声卡的工作原理

声卡从话筒中获取声音模拟信号，通过模数转换器（ADC），将声波振幅信号采样转换成一串数字信号，存储到计算机中。

重放时，这些数字信号送到数模转换器（DAC），以同样的采样速度还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声，这一技术称为脉冲编码调制技术（PCM）。

   声卡的主要作用如下：

   1.它可录制数字声音文件。

通过声卡及相应的驱动程序的控制，采集来自话筒、收录机等音源的信号，压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中；

   2.将硬盘或激光盘压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号，放大后通过扬声器放出；

   3.对数字化的声音文件进行加工，以达到某一特定的音频效果；

   4.控制音源的音量，对各种音源进行组合，实现混响器的功能；

   5.利用语言合成技术，通过声卡朗读文本信息。

如读英语单词和句子，奏音乐等；

   6.具有初步的音频识别功能，让操作者用口令指挥计算机工作；

7.提供MIDI功能，使计算机可以控制多台具有MIDI接口的电子乐器。

另外，在驱动程序的作用下，声卡可以将MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中，发出相应的声音。

使电子乐器受声卡的指挥。

8.5声卡产品的介绍

8.5.1声卡的发展史

世界上第一张声卡出现在10年以前，那块被称为声卡的东西几乎不能发出什么真实的声音，但还是在当时引起了轰动。

过了一段时间，正当人们对PC音频又开始满怀疑虑的时候，第一张“真正”的声卡出现了，它就是创新公司出品的著名的SoundBlaster16（如图8.1），这块卡之所以名为16，是因为它拥有16位的复音数（是指在回放MIDI时由声卡模拟出所能同时模拟发声的乐器数目），它已经能比较完美地合成音频效果，再现在看来确实具有划时代的意义，因为它终于让我们能把烦人的PC喇叭给拆掉了：

）。

图8.1SoundBlaster16

   声卡界第二次变革是创新造出了SoundBlaster64Gold（如图8.2）。

这是第一块让人惊叹的声卡。

它采用了EMU8000音频芯片，支持64位复音数，其中32个是硬件执行，另外32个由软件生成。

还有镀金的接线端子，120db的动态范围，96db的信噪比，这一切无不意味着它能够带来前所未有的声音体验。

而同时它的价格也让很多人惊叹不已，尤其是它必须采用板载的“声存”（用来存放音色库的内存），而这些声存的价格又异常昂贵。

但无论如何，它还是给广大电脑音乐发烧友带来了长久的喜悦。

图8.2SoundBlaster64Gold

经过了这两个阶段以后，创新占据了声卡界老大的位置，直到现在依然如此。

在声卡的发展历史上，比较有代表性的产品几乎都出自创新（Creative）公司。

创新