Аудиоустройства

Компоненты аудиосистемы

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.

Дополнительные разъемы

Большинство современных звуковых адаптеров и материнских плат поддерживают возможности воспроизведения DVD, обработки звука и т.д., а следовательно, имеют несколько дополнительных разъемов. 

  • Вход и выход MIDI. Старые звуковые карты, оснащенные игровым портом (15-контактный разъем), также поддерживали вход и выход устройств MIDI. В современных звуковых адаптерах высокого класса порт MIDI обычно расположен на выносной панели портов ввода-вывода, которая вставляется в 5,25-дюймовый отсек передней панели системного блока.
  • Вход и выход SPDIF (SP/DIF). Этот разъем (Sony/Philips Digital Interface) используется для передачи цифровых аудиосигналов между устройствами без приведения к аналоговому виду. Этот разъем может находиться как на основной, так и на выносной задней панели ввода-вывода. Возможно также его включение на переднюю выносную 5,52-дюймовую панель ввода-вывода, как на рисунке.

Примечание!
Интерфейс SPDIF некоторые производители называют Dolby Digital. В его разъемы вставляются кабели со стандартными штекерами RCA, имеющие полное сопротивление 75 Ом, как и стандартные композитные видеокабели. Таким образом, к этим разъемам можно подключать и композитные (‘‘тюльпан’’) кабели. Некоторые аудиокабели также имеют штекеры RCA, однако их сопротивление отличается, что ухудшает характеристики передачи сигнала.

  • CD SPDIF. Этот разъем предназначен для подключения накопителя CD-ROM к звуковой плате с помощью интерфейса SPDIF. Типичное месторасположение — верхний торец адаптера.
  • Вход TAD. Разъем для подключения к звуковой плате модемов с поддержкой автоответчика для обработки речевых сообщений. Типичное место расположения — верхний торец аудиоадаптера.
  • Оптический вход-выход SPDIF. Этот выход предназначен для поддержки домашних кинотеатров и цифровых акустических систем с оптическим входом. Обычно располагается на передней выносной 5,25-дюймовой панели ввода-вывода. В интегрированных на материнской плате решениях может находиться на основной или выносной задней панели.
  • Вход Aux In. Предназначен для приема входного сигнала из прочих источников, таких как платы TV-тюнера. Обычно расположен на торцевой стороне адаптера.

Иногда дополнительные разъемы находятся непосредственно на плате адаптера, однако часто они могут быть вынесены на дополнительную панель. В частности, платы семейства Platinum звуковых адаптеров Audigy и X-Fi от компании Creative представляют собой двухмодульные элементы. Несмотря на то что организация вынесения разъемов специфична для каждой конкретной модели, на самой звуковой плате обычно расположены основные разъемы ввода-вывода, а дополнительные порты, а также разъемы подключения внешних компонентов вынесены на дополнительный блок, вставляемый в свободный 5,52-дюймовый отсек устройств в передней части системного блока. С другой стороны, модель Creative X-Fi Elite Pro использует выносную панель с теми же разъемами.

Добавление дополнительных функций без замены интегрированной звуковой микросхемы

Как правило, возможность замены платы аудиоадаптера доступна пользователям ПК, а вот растущее число владельцев портативных компьютеров остаются “не у дел”, если желают расширить функции интегрированной звуковой системы. Однако в настоящее время они получили возможность установки внешнего звукового процессора, подключенного к шине USB. Если вы планируете приобрести плату с интерфейсом USB, не забывайте о том, что, в отличие от модернизации обычной звуковой платы, в данном случае не придется отключать существующую интегрированную звуковую систему или вынимать уже установленную плату. Звуковые устройства с интерфейсом USB могут спокойно сосуществовать с уже установленными звуковыми платами. Как правило, по умолчанию используется устройство, подключенное последним; при необходимости для переключения устройств всегда можно обратиться к панели управления Windows.

Кроме того, внешние устройства просто незаменимы, если звуковая плата не поддерживает стандарты объемного звучания 5.1 и 7.1 и не может оцифровывать звук в режиме 24 бит (96 кГц); кроме того, на ней могут отсутствовать цифровые выходы. Основные характеристики современных звуковых плат с интерфейсом USB представлены в таблице ниже.

Передняя и задняя панели Sound Blaster Audigy 2 NX представлены на рисунке. 

Совет!
Прежде чем приобретать новую звуковую плату, в том числе с интерфейсом USB, необходимо изучить документацию к материнской плате, чтобы узнать, поддерживает ли интегрированная звуковая система многоканальный звук. Если системная плата поддерживает шестиканальный звук (5.1) и более сложные решения, но присутствуют только разъемы, соответствующие обычной стереосистеме (2.0/2.1), достаточно приобрести специальную заглушку с дополнительными разъемами (если она не входила в комплект поставки системной платы).

 



Sitelinkx by eXtro-media.de

MIDI-cинтезаторы

Давным-давно при выборе звукового адаптера приходилось принимать сложное решение относительно того, нужна ли поддержка стереозвука. В настоящее время все выпускаемые платы являются стереофоническими, поддерживающими стандарт MIDI. Этот инструментарий позволяет воспроизводить сценарии звучания, используя стандартный набор синтезируемых тембров и фрагментов, хранимых в звуковой плате.

Стереофонические звуковые платы одновременно воспроизводят (и записывают) несколько сигналов от двух различных источников. Голос — это один звук, производимый аудиоадаптером. К примеру, в струнном квартете используются четыре голоса — по одному на каждый инструмент. С другой стороны, такой полифонический музыкальный инструмент, как пианино, требует для каждой ноты аккорда отдельного голоса. Следовательно, для точного воспроизведения игры пианиста понадобится 10 голосов — по одному на каждый палец. Чем больше параллельных голосов предусмотрено в адаптере, тем естественнее оказывается его звучание. Сегодня наилучшие аудиоадаптеры способны одновременно воспроизводить до 1024 голосов.

Первые звуковые адаптеры использовали синтезатор с частотной модуляцией для поддержки MIDI. Так, модель Yamaha OPL2 (YM33812) позволяла получить 11 голосов, в то время как OPL3 — 20 голосов и стереофоническое звучание. Для поддержки MIDI в большинстве современных звуковых систем используются заранее записанные звуковые схемы. Такие системы называются табличноволновыми адаптерами.

В таблично-волновых звуковых платах вместо синтезированных звуков, генерируемых микросхемой частотной модуляции, используются цифровые записи реальных инструментов и звуковых эффектов. Например, при воспроизведении таким аудиоадаптером звука трубы действительно слышится звук трубы, а не его имитация. Первые звуковые платы, поддерживающие эту функцию, содержали до 1 Мбайт звуковых фрагментов, хранящихся в микросхемах ПЗУ. Но в результате появления высокоскоростной шины PCI и увеличения объема оперативной памяти компьютеров в большинстве звуковых плат в настоящее время используется так называемый программируемый табличноволновой метод, позволяющий загружать в оперативную память компьютера 2–8 Мбайт коротких звуковых фрагментов различных музыкальных инструментов.

В первых компьютерных играх использовались цифровые аудиозаписи (поскольку звуковые адаптеры того времени практически не поддерживали MIDI-интерфейс). Начиная с игр для DOS, в частности DOOM, поддержка таблично-волнового MIDI-синтеза стала общепринятым стандартом большинства аудиоадаптеров середины 1990-х годов. В настоящее время звуковые системы в полной мере поддерживают таблично-волновой синтез, а улучшенные звуковые функции DirectX 8.x и выше сделали возможным использование MIDI для записи игровых фонограмм. На многих специализированных сайтах предлагаются инструкции по обновлению популярных игр для поддержки MIDI, что пригодится как любителям компьютерных игр, так и ценителям высококачественного звука.

Важнейшим фактором популярности MIDI является количество аппаратно реализуемых сигналов. Даже в наилучших звуковых адаптерах, таких как Sound Blaster X-Fi, аппаратно поддерживается только 128 сигналов; все остальные звуки, необходимые для воспроизведения MIDI-фонограммы, реализуются программно. Если звуковая плата поддерживает аппаратно только 32 сигнала MIDI или использует исключительно программный синтез, подумайте о приобретении новой модели. Приличная звуковая плата с поддержкой более чем 500 одновременных голосов и 64 аппаратных сигналов стоит менее полусотни долларов. 



Sitelinkx by eXtro-media.de

Сжатие данных

В большинстве плат качество звучания соответствует качеству компакт-дисков с частотой дискретизации 44,1 кГц. При такой частоте на каждую минуту звучания при записи даже обычного голоса расходуется около 11 Мбайт дискового пространства. Чтобы уменьшить размеры звуковых файлов, во многих платах используется сжатие данных. Например, в плате Sound Blaster ASP 16 оно осуществляется в реальном времени (непосредственно при записи) со степенью сжатия звука 2:1, 3:1 или 4:1.

Поскольку для хранения звукового сигнала необходим большой объем дискового пространства, в большинстве звуковых плат выполняется его сжатие методом адаптивной дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (ADPCM), что позволяет сократить размер файла примерно в 4 раза. Посредством метода ADPCM 16-битовый линейный звуковой сигнал сжимается до 4 бит на каждый сигнал. Однако при этом ухудшается качество звука. Стандарта на ADPCM пока нет, хотя компании Apple и Microsoft внедряют поддержку IMAADPCM в свои продукты, правда, несколько по-разному. Форматы AIFF от Apple и WAV от Microsoft несовместимы, но существуют универсальные проигрыватели, способные воспроизводить звуковые файлы самых разнообразных форматов.

Во время установки звукового адаптера происходит инсталляция нескольких кодеков (программ, выполняющих компрессию и декомпрессию видеоданных и стереофонического звука). Наряду со многими другими программами устанавливается и одна из разновидностей ADPCM. Чтобы определить, какие программы аудиосжатия установлены в вашей системе, откройте окно

Панель управления и дважды щелкните на значке Мультимедиа в Windows 9x, Звуки и мультимедиа в Windows 2000 или Звуки и аудиоустройства в Windows XP. В Windows 9x перейдите во вкладку Устройства и щелкните на значке “+”, который находится рядом с элементом Программы аудиосжатия, чтобы открыть список установленных кодеков. Перечень звуковых кодеков и их свойств в Windows 2000/XP расположен в меню Оборудование. Все кодеки перечислены в порядке их приоритета, от высшего к низшему. При желании можно изменить приоритеты разных кодеков.

В Windows Vista найти информацию об установленных кодеках несколько сложнее. Для этого нужно запустить программу проигрывателя Windows Media, отобразить классическое меню и выбрать в нем пункт Справка - О программе Windows Media Player. В открывшемся окне нужно щелкнуть на ссылке Техническая поддержка, после чего прокрутить страницу вниз. Там вы найдете список установленных кодеков.

Если создается собственная звуковая дорожка для воспроизведения на другом компьютере, в обеих системах должен использоваться один и тот же кодек. Используемый кодек можно выбрать в программе звукозаписи. Следует заметить, что встроенная в Windows программа Звукозапись позволяет выбрать кодек только в версиях до Windows XP включительно. В системе Windows Vista выбрать кодек при записи в этой программе невозможно.

Однако наиболее популярным стандартным алгоритмом сжатия является MPEG (Motion Pictures Experts Group), с помощью которого можно упаковывать как звук, так и изображение. Он популярен в “некомпьютерной” сфере и применяется в DVD-проигрывателях. С помощью этого метода достигается степень сжатия 30:1 и даже выше. Популярный формат сжатия звуковых файлов MP3 использует схемы сжатия, аналогичные MPEG. Такие файлы могут воспроизводиться в проигрывателе Windows Media, а также в широком спектре других программ и устройств. 

Многофункциональные сигнальные процессоры

Во многих звуковых платах используются процессоры цифровой обработки сигналов (DSP). Благодаря им платы стали более “интеллектуальными” и освободили центральный процессор компьютера от выполнения таких трудоемких задач, как очистка сигналов от шума и сжатие данных в реальном времени. Чтобы улучшить качество звука аудиопотоков, можно программно обновить DSP. Благодаря широкому распространению аудиоадаптеров с высококачественными DSP, пользователь может осуществить программное обновление устройства, а не тратить время и силы на его физическую замену. Более подробная информация о процессорах DSP и их производителях приводится далее.

 

Яндекс.Метрика