一文了解音頻卡工作原理及主要特點

2021-01-17 電子發燒友
　　音頻卡是什麼

　　音頻卡是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現聲波/數位訊號相互轉換的一種硬體。音頻卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光碟的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通過音樂設備數字接口（MIDI）使樂器發出美妙的聲音。

　　

　　音頻卡的主要特點

　　（1）強大的音頻處理引擎

　　（2）環境音效增加現有音頻的內容

　　（3）Sound Blaster PCI標準

　　（4）多音箱輸出，支持2到4個模擬音箱，可獲得環繞立體聲效果

　　（5）256複音音樂合成器

　　（6）環境音效功能擴展集/廣泛的軟體支持

　　音頻卡的工作原理

　　

　　（1）聲音的合成與處理

　　這是音頻卡的核心部分，它由數字聲音處理器、調頻（FM）音樂合成器及樂音數字接口（MIDI）控制器組成。這部分的主要任務是完成聲波信號的模／數（A／D）和數／模（D／A）轉換，利用調頻技術控制聲音的音調、音色和幅度等。

　　（2）混合信號處理器

　　混合信號處理器內置數字／模擬混音器，混音器的聲源可以是MIDI信號、CD音頻、線路輸入、麥克風等。可以選擇一個聲源或幾個不同的聲源進行混合錄音。

　　（3）功率放大器

　　由於混合信號處理器輸出的信號功率還不夠大，不能推動揚聲器或音箱，所以一般都要有一個功率放大器作為功率放大，使得輸出的音頻信號有足夠的功率。

　　（4）總線接口和控制器

　　總線接口有多種，早期的音頻卡為ISA總線接口，現在的音頻卡一般是PCI總線接口。總線接口和控制器由數據總線雙向驅動器、總線接口控制邏輯、總線中斷邏輯及直接存儲器訪問（DMA）控制邏輯組成。

　　

　　音頻卡的分類

　　音頻卡的分類主要是根據數據採樣量化的位數來分，通常分為：8位，16位，32位。位數越高，量化精度越高，音質就越好。

　　音頻卡的作用

　　（1）它可錄製數字聲音文件。通過音效卡及相應的驅動程序的控制，採集來自話筒、收錄機等音源的信號，壓縮後被存放在計算機系統的內存或硬碟中

　　（2）將硬碟或雷射盤壓縮的數位化聲音文件還原成高質量的聲音信號，放大後通過揚聲器放出

　　（3）對數位化的聲音文件進行加工，以達到某一特定的音頻效果

　　（4）控制音源的音量，對各種音源進行組合，實現混響器的功能

　　（5）利用語言合成技術，通過音效卡朗讀文本信息。如讀英語單詞和句子，奏音樂等

　　（6）具有初步的音頻識別功能，讓操作者用口令指揮計算機工作

　　（7）提供MIDI功能，使計算機可以控制多臺具有MIDI接口的電子樂器。另外，在驅動程序的作用下，音效卡可以將MIDI格式存放的文件輸出到相應的電子樂器中，發出相應的聲音。使電子樂器受音效卡的指揮。

　　

　　音頻卡常用的驅動

　　1、MME（MultiMedia Extensions多媒體擴展）

　　級別較低的驅動，於Windows 3.1時代初次推出。由於等待時間長，Cubase VST、Logic Audo等音序軟體應避免使用，除非找不到替換者。然而它在Cakewalk Sonar中使用似乎有著優良的性能，一些獨立的軟體合成器使用時MME也具有相當好的性能。

　　2、DirectSound

　　一般提供遠低於MME的等待時間，適用於許多軟體合成器（如果缺少專用的驅動），它另外的優點是能被多個程序同時使用。DirectSound與Windows的基層掛鈎，能夠使用主板的各種加速特點，但是必須有相應的驅動。否則Windows雖然表面也選擇了DirectSound，實際使用了模仿模式，性能方面甚至可以比MME更差。DirectSound的主要限制是僅對回放起作用，如果你的工作包括錄音，應該選擇其他驅動。

　　3、ASIO（Audio Stream Input Output音頻流輸入輸出）

　　通過Steinberg流行的的MIDI加音頻軟體Cubase VST走向世界，是一個真正提供了小於10毫秒低等待時間的驅動。ASIO2.0同時支持多口（通過ADAT傳送）採樣精度的尋址和零等待的監聽。如果你的音序器和音效卡二者都支持ASIO，考慮優先使用它。

　　4、EASI（Enhanced Audio Streaming Interface增強的音頻流接口）

　　僅為少數音效卡使用的驅動，性能比ASIO有所改善，運行在4.0版以後的Emagic Logic Audio時對CPU的佔用比ASIO顯著減少。所以對於Logic Audio的用戶，EASI總是優選。雖然Logic Audio使用ASIO一般也不錯。

　　5、GSIF（GigaSampler Interface Giga採樣器接口）

　　僅工作於Tascam/Nemesys Gigasampler和GigaStudio系列軟體採樣器，與高品質的音色庫，固定的低等待時間（6至9毫秒）密切相關。如果你使用這些軟體，GSIF的支持大概是必不可少的。雖然在有限的場合DirectSound驅動也可以工作，但它的等待時間長得多，而且不支持多輸出口。如果音效卡方面沒有問題，Giga產品總要用GSIF驅動。

　　6、WDM（Win32 Driver Model 32位Win驅動模塊）

　　Microsoft的較新類型驅動，較先作為Windows 98 SE的選項（當時有一些問題，少數廠家因此推出自己的驅動），它們能夠成功地運行於Windows ME，當然意義更為重大的是對於Windows 2000和XP的用戶。它們提供比MME或DirectSound驅動低得多的等待（某些情況下可以達到驚人的1.5毫秒）。它們往往比作業系統遲一些推出，以後有些好轉。如果在Windows 2000和XP下運行Sonar，WDM是必須的。

　　

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