Как работает звуковая карта? Какой принцип?


Вопрос

Какой принцип работы звуковой карты?

В чем особенность работы звуковой карты по USB?

Как нестандартно можно использовать возможности звуковой карты?


jar-o­hty

Принцип в общем-то прост.

В основе звуковой платы лежат два устройства, одно из которых работает при воспроизведении звука, а другое -- при записи.

Первое -- это цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Это устройство, которое получает на вход число в двоичном виде, и подает на выход напряжение, величина которого пропорциональна поданному на вход числу. Цифро-аналоговый преобразователь получает новое число раз в примерно 21 микросекунду (наиболее распространенная частота дискретизации -- 48 кГц), и каждый раз после этого на выходе изменяется уровень напряжения в соответствии с введенными данными. Таким образом, подавая на вход ЦАП цифровую аудиозапись, мы получаем на выходе аналоговый звуковой сигнал, который после фильтрации (нужно удалить ступеньки, которые возникают каждый раз, когда при подаче очередного слова аудиоданных скачкообразно изменяется уровень напряжения на выходе -- эти ступеньки представляют собой наложенную на аудиосигнал высокочастотную помеху и вредят качеству звука) можно подавать на вход усилителя с подключенными к нему колонками -- и эти колонки заиграют записанную в цифровом виде музыку.

А сама эта цифровая запись получается с помощью второго устройства, имеющегося в звуковой карте -- аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Он действует ровно наоборот: каждые 21 микросекунду он измеряет напряжение на входе и выдает измеренное значение в виде цифрового кода. Последовательность этих кодов -- это и есть цифровая запись, если ее подать на ЦАП, он восстановит сигнал, который подавали на АЦП.

Так как у звуковых карт минимум два входа и два выхода (для стереосигнала), а во многих современных -- входов и выходов множество, аудиокарта содержит несколько АЦП и несколько ЦАП.

Кроме АЦП и ЦАП, аудиоконтроллер содержит множество других блоков. Во-первых, это собственный микропроцессор, который координирует всю работу АЦП и ЦАП, осуществляет обработку цифровых данных перед подачей на ЦАП и после получения из АЦП, "общается" с центральным процессором, получая информацию о том, как нужно настроить АЦП и ЦАП, с каким уровнем громкости нужно выдать сигнал на выход (и на какой из них), каким должно быть усиление сигнала со входа перед подачей на АЦП, и т.п.

Во-вторых, это микшер. Он выполняет примерно ту же роль, что пульт звукорежиссера на концертной площадке: у карты есть несколько разных входов (линейный, микрофоный, для внутренних устройств и т.п.) и несколько выходов. Задачей микшера является управляемая коммутация входов и выходов с АЦП и ЦАП и регулировка уровней сигналов. Микшер управляется микропроцессором карты согласно командам, подаваемым с компьютера.

В третьих -- это буферная память. В нее попадают все аудиоданные -- и те, что будут "скормлены" в ЦАП, и те, что выдает АЦП. Дело в том, что данные должны поступать в ЦАП строго регулярно, строго с определенной частотой. А центральный процессор не может подавать данные с такой периодичностью -- он занят и другой работой, плюс по шине ходят данные не только для звуковой карты. Поэтому данные помещаются в буфер в удобные моменты времени -- когда получает управление драйвер и когда свободна шина. А уже из буфера они читаются в строго определенные моменты времени по сигналу тактового генератора.

Четвертый важный блок -- это тактовый генератор, вырабатывающий импульсы, следующие с частотой, равной частоте дискретизации.

И пятый важный блок -- это контроллер шины, который находит в мешанине сигналов, передаваемых от устройств процессору, от процессора устройствам, одному устройству от другого -- именно те, что предназначены звуковой карте, расшифровывает их и передает в то или иное устройство в составе звуковой платы, и наоборот -- информацию от микропроцессора, АЦП и т.п. преобразует в вид, понятный процессору, и выставляет на шину.

Михаил Белодедов

Только, мне кажется, не 48, а 44 кГц.
—2 месяца назад

jar-ohty

Нет, в современных аудиоконтроллерах базовыми частотами являются 48, 96 и 192 кГц -- для совместимости с SPDIF и форматами высокого разрешения. А компакт-дисковые 44,1 кГц преобразуются в 48 кГц путем передискретизации (отчего страдает качество звучания).
—2 месяца назад

Источник: www.bolshoyvopros.ru

0
3 месяца 52 просмотров 0

Напишите ответ

Browse
Browse