link280 link281 link282 link283 link284 link285 link286 link287 link288 link289 link290 link291 link292 link293 link294 link295 link296 link297 link298 link299 link300 link301 link302 link303 link304 link305 link306 link307 link308 link309 link310 link311 link312 link313 link314 link315 link316 link317 link318 link319 link320 link321 link322 link323 link324 link325 link326 link327 link328 link329 link330 link331 link332 link333 link334 link335 link336 link337 link338 link339 link340 link341 link342 link343 link344 link345 link346 link347 link348 link349 link350 link351 link352 link353 link354 link355 link356 link357 link358 link359 link360 link361 link362 link363 link364 link365 link366 link367 link368 link369 link370 link371 link372 link373 link374 link375 link376 link377 link378 link379 link380 link381 link382 link383 link384 link385 link386 link387 link388 link389 link390 link391 link392 link393 link394 link395 link396 link397 link398 link399 link400 link401 link402 link403 link404 link405 link406 link407 link408 link409 link410 link411 link412 link413 link414 link415 link416 link417 link418 link419

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Аудиоустройства

Аудиоустройства

Аудиоустройства

Несмотря на то что еще в первые компьютеры IBM PC были встроены элементарные возможности обработки звуковых сигналов, эти звуки использовались исключительно для оповещения пользователя об ошибках, а не для решения творческих задач. Компьютеры Macintosh, появившиеся в 1984 году, содержали встроенную высококачественную систему воспроизведения звука, однако компьютеры PC так и оставались с относительно ограниченными звуковыми возможностями, пока компании типа Ad Lib в конце 1980-х не представили миру первые внешние звуковые карты.

Благодаря конкурентной борьбе между разными компаниями сегодня мы имеем возможность пользоваться устройствами и программами высококачественной обработки и воспроизведения звука. Звуковые устройства перестали быть дорогостоящей экзотикой, а стали неотъемлемой частью конфигурации практически любой компьютерной системы.

В современных компьютерах аппаратная поддержка звука может быть реализована в одной из следующих форм: 

  • звуковая плата, устанавливаемая в разъем шины PCI;
  • микросхема AC'97 на системной плате, выпускаемая компаниями Crystal, Analog Devices, Sigmatel, ESS и др.;
  • звуковые устройства, интегрированные в основной набор микросхем системной платы; в разряд недорогих наборов микросхем, обладающих подобными возможностями, входят продукты компаний Intel, SiS, AOpen и VIA Technologies.

Независимо от места расположения звуковые устройства имеют разъемы для подключения микрофона и акустических систем; могут присутствовать и разъемы для подключения MIDI-устройств (старые модели также были оборудованы игровым портом). Как будет показано ниже, многие адаптеры среднего и высокого классов оборудованы сложными цифровыми входами и выходами. С программной точки зрения звуковые адаптеры требуют поддержки драйверами, либо содержащимися в конкретных программах, либо установленными в операционную систему. В этой главе мы сконцентрируем внимание на аудиопродукции, которую можно встретить в современных компьютерах, а также на способах ее установки и использования.

 



Разъемы звуковых карт

Общая информация по звуковым картам и разъёмам

Большинство звуковых карт имеют разъёмы одинакового количества. Через эти миниатюрные (1/8 дюйма) разъемы сигналы подаются с платы на акустические системы, наушники и входы стереосистемы; к аналогичным разъемам подключается микрофон, проигрыватель компакт-дисков и магнитофон. Ноутбуки обычно оборудованы всего двумя разъемами: линейным входом и линейным выходом. Некоторые звуковые адаптеры высокого класса дополнительно содержат разъемы для подключения устройств воспроизведения объемного и цифрового звука стандартов 5.1 и 7.1.

На рисунке показаны четыре типа разъемов, которые обязательно должны быть установлены на вашей звуковой плате. А на втором рисунке представлены стандартные разъемы звуковых карт, которые обычно присутствуют на задней панели материнской платы с интегрированным звуком.

Разъемы звуковых карт

Во многих современных системах с интегрированным звуком используется и другой метод: установка универсального разъема, поддерживающего версию AC'97 стандарта 2.3. Когда в этот разъем подключается звуковое устройство, драйвер открывает диалоговое окно, запрашивающее тип подключенного оборудования: микрофон, наушники, акустическая система и т.п. Драйвер автоматически назначает этому разъему сигнал, поддерживающий данное устройство. В таком случае даже при вставке штекера в неверный разъем (т.е. не в соответствии с цветовой кодировкой) драйвер все равно подведет к нему нужный сигнал. Эту функцию иногда называют автоматическим распознаванием.


Совет!
Чтобы не запутать функцию распознавания, вставляйте штекеры устройств последовательно, затем определяйте тип устройства и только после этого вставляйте следующий штекер.


Разъемы звуковых карт

Характеристика разъемов звуковых карт

Ниже перечислены разъемы звуковых карт:

  • Линейный выход (салатовый). Сигнал с этого разъема можно подать на внешние устройства — акустические системы, наушники или вход стереосистемы. В последнем случае сигнал может быть дополнительно усилен. Как показано на предыдущем рисунке, в некоторых системах салатовая маркировка используется и для определенных разъемов объемного звука, так что внимательно присмотритесь к дополнительным значкам возле разъема или загляните в документацию.
  • Линейный вход (голубой). Этот входной разъем используется при микшировании звукового сигнала, поступающего от внешней аудиосистемы, и/или его записи на жесткий диск. Некоторые звуковые адаптеры (в частности, Creative Labs Sound Blaster XFi Xtreme Gamer, показанный на первом рис1) используют многоцелевой разъем (в данном примере — FlaxiveJack) для поддержки различных комбинаций линейного входа, подключения микрофона и цифрового оптического входа/выхода (см. документацию к адаптеру).
  • Разъем для тыльных колонок и наушников (стандартный цвет отсутствует). Практически все современные звуковые адаптеры и настольные системы с интегрированным звуком содержат разъемы для подключения тыловых, центральной и низкочастотной колонок, которые используются в системах объемного звука стандарта 5.1 и выше. Системы, поддерживающие стандарт 5.1, имеют три разъема: один — для фронтальных (стерео), второй — для тыльных (стерео) и третий — для центральной и низкочастотной (сабвуфер) колонок. Системы с поддержкой стандартов 6.1 и 7.1 могут содержать дополнительный разъем или переназначить с помощью программы для обеспечения дополнительного выхода разъемы тыловых и центральной/низкочастотной колонок. В зависимости от конкретного драйвера для обеспечения объемного звука может понадобиться программа установки, предоставленная производителем. Правда, в некоторых случаях переключения в режим объемного звучания в настройках звука в операционной системе оказывается вполне достаточно.
  • Микрофонный вход (розовый). К этому разъему звуковой карты подключается микрофон для записи на диск голоса или других звуков. Запись с микрофона является монофонической. Для повышения качества сигнала во многих звуковых платах используется автоматическая регулировка усиления (AGC). Уровень входного сигнала при этом поддерживается постоянным и оптимальным для преобразования. Для записи лучше всего использовать электродинамический или конденсаторный микрофон, рассчитанный на сопротивление нагрузки от 600 Ом до 10 кОм. В некоторых дешевых звуковых платах микрофон подключается к линейному входу.

Примечание!
Если доступен только один разъем линейного выхода, необходимо внимательно подбирать уровни громкости для звуковой карты и активных колонок, чтобы добиться наилучшего качества звучания. Избегайте акустических систем с неизменяемым уровнем усиления.

В дополнение к внешним разъемам некоторые старые звуковые адаптеры имеют один 4-контактный разъем непосредственно на плате — специальный кабель соединяет его с приводом компакт-дисков. Этот кабель обеспечивает прямую передачу звука с музыкальных компакт-дисков непосредственно на адаптер для воспроизведения в акустических системах. Этот тип разъема иногда совпадает с аналогичным разъемом привода CD-ROM.

Проигрывание музыкальных компакт-дисков выполняется одним из следующих способов: звук воспроизводится либо в аналоговой, либо в цифровой форме. Воспроизведение в аналоговой форме осуществляется с помощью аналогового аудиокабеля, соединяющего накопитель со звуковой платой. Этот кабель не передает системной шине данные, которые считываются с компакт-диска; он соединяет аналоговый аудиовыход накопителя CD-ROM непосредственно с усилителем звуковой частоты, размещенным на звуковой плате. Во многих случаях для проигрывания музыкальных компакт-дисков или прослушивания звукового сопровождения, имеющегося во многих компьютерных играх, требуется соединить дисковод CD-ROM со звуковой платой с помощью аудиокабеля.

Современные звуковые карты (включая интегрированные) поддерживают как цифровое воспроизведение, так и прямое аналоговое подключение. Чтобы определить, поддерживается ли цифровое воспроизведение, откройте диалоговое окно свойств привода оптических дисков. Для этого в Диспетчере устройств Windows щелкните правой кнопкой мыши на элементе устройства CD-ROM и выберите в контекстном меню пункт Свойства. Обратите внимание на флажок Использовать цифровое воспроизведение вкладки Свойства: если он недоступен (т.е. не позволяет установить отметку), значит, карта или устройство не поддерживает цифровое воспроизведение.

Оцифрованный звук позволяет использовать различные накопители для проигрывания музыкальных компакт-дисков. Фактически звуковая плата имеет только один аналоговый разъем, поэтому при наличии нескольких накопителей на оптических дисках только один из них, подключенный к звуковой плате с помощью аналогового кабеля, может воспроизводить музыкальные компакт-диски. Чтобы проигрывать аудиодиски на нескольких накопителях, придется активизировать цифровой выход в этих накопителях либо приобрести Y-образный аудиокабель. Цифровой выход или подключение накопителя с помощью аналогового аудиокабеля дает возможность проигрывать музыкальные компакт-диски на любом накопителе CD-ROM/DVD.

Примечание!
Современные версии многих аудиопроигрывателей, таких как проигрыватель Windows Media, способны воспроизводить звук без применения двухжильного цифрового кабеля, с помощью которого накопитель CD-ROM подключается к звуковой плате. Вместо этого подобные программы просто считывают звуковые дорожки с компакт-диска и ‘‘на лету’’ преобразуют их в цифровую форму.

Природа звука

Для начала выясним, что такое звук. Звук — это колебания (волны), распространяющиеся в воздухе или другой среде от источника колебаний во всех направлениях. Когда волны достигают уха, расположенные в нем чувствительные элементы воспринимают эту вибрацию, и вы слышите звук.

Каждый звук характеризуется частотой и интенсивностью (громкостью). Частота (тон) — это количество звуковых колебаний в секунду; она измеряется в герцах (Гц). Цикл (период) — это одно замкнутое движение источника колебания (туда и обратно). Чем больше частота, тем выше тон.
 

Человеческое ухо воспринимает лишь небольшой диапазон частот. Очень немногие слышат звуки ниже 16 Гц и выше 20 кГц (1 кГц = 1000 Гц). Частота звука самой низкой ноты на рояле равна 27 Гц, а самой высокой — чуть больше 4 кГц. Наивысшая звуковая частота, которую могут передать радиовещательные FM-станции, — 15 кГц.
 

Просто удивительные коэффициенты сжатия в формате MP3 по отношению к обычным файлам WAV с качеством музыкального компакт-диска как раз и объясняются тем, что из волнового образа звуковой дорожки “вырезаются” все частоты, не слышимые человеческим ухом.
 

Громкость звука определяется амплитудой колебаний. Амплитуда звуковых колебаний зависит, в первую очередь, от мощности их источника. Например, струна пианино при слабом ударе по клавише звучит тихо, поскольку диапазон ее колебаний невелик. Если же ударить по клавише посильнее, то амплитуда колебаний струны увеличится. Громкость звука измеряется в децибелах (дБ). Шорох листьев, например, имеет громкость около 20 дБ, обычный уличный шум — около 70 дБ, а близкий удар грома — 120 дБ. 

Объемный звук

Одним из наиболее сложных испытаний для звуковых плат, входящих в состав игровых систем, является выполнение задач, связанных с обработкой объемного (трехмерного) звука.

Существует несколько факторов, усложняющих решение задач подобного рода:

  • разные стандарты позиционирования звука;
  • аппаратное и программное обеспечение, используемое для обработки трехмерного звука;
  • проблемы, связанные с поддержкой DirectX;
  • дополнительные проблемы, связанные с поддержкой Windows Vista и DirectX 10. 

Первые звуковые адаптеры

Первые звуковые адаптеры были предназначены в основном для любителей компьютерных игр и выпускались компаниями AdLib, Roland и Creative Labs. Они стоили порядка сотни долларов и часто были не совместимы друг с другом. 


Примечание!
Примерно в то же время для персональных компьютеров стал доступен интерфейс MIDI (Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов), однако он использовался только для специализированных записывающих приложений.


Плату Game Blaster, совместимую только с некоторыми играми, заменил стандарт Sound Blaster, который был совместим со звуковыми платами AdLib и Creative Labs Game Blaster и вскоре стал общепринятым. Оригинальная плата Sound Blaster имела встроенный разъем для микрофона, стереовыход и MIDI-порт для подключения к компьютеру синтезаторов и других музыкальных инструментов. Таким образом, было положено начало новой эры звуковых адаптеров с определенным набором функций, которая продолжается по сей день и охватывает как отдельные платы, так и интегрированные в системную плату звуковые микросхемы. Следующая модель, Sound Blaster Pro, обладала еще более “продвинутыми” функциями и улучшенным качеством звучания. Со временем Sound Blaster Pro и ее преемники стали, по сути, мировым стандартом воспроизведения звука на компьютере.


Примечание!
Помимо юридически узаконенных стандартов, к числу которых относится IEEE-1394, являющийся официальным стандартом Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), существуют стандарты де-факто, которые стали таковыми благодаря широкому признанию, полученному тем или иным видом продукции в определенном сегменте рынка. В качестве одного из многочисленных примеров можно привести Sound Blaster Pro. Плата VGA, созданная в IBM, стала базовым стандартом для видеосистем, а программные языки управления печатью, разработанные в HP и Apple (HP PCL и Adobe PostScript), в настоящее время фактически стали стандартом для принтеров.


 

Подкатегории