Toto je zariadenie na vstup/výstup zvuku (analógového signálu) do/z počítača.

Zvuková karta - vstupy, výstupy, konektory

treba rozlišovať konektory a vstupy.

konektor- toto je zásuvka umiestnená na samotnej zvukovej karte alebo vyvedená na malom kúsku kábla z karty. Najčastejšie jeden konektor poskytuje pripojenie k jednému vstupu alebo výstupu zvukovej karty. však počet konektorov zvuková karta nie vždy sa zhoduje s počtom vstupov a/alebo výstupy, ktoré sú viditeľné v operačnom systéme alebo v nastaveniach hudobného editora.

Fyzický vstup zvukovej karty je totiž možné prepínať medzi linkovým a mikrofónovým. Nebudete môcť písať súčasne mikrofón aj linkový vstup, ale iba striedavo.

Obrázok ukazuje jeden mono kanál analógovo-digitálneho prevodníka. zvuková karta. Po ADC ide digitalizovaný signál do počítača, do hudobného editora.

Typy konektorov:

RCA(tulipán)

TRS 1/4" ( veľký zdvihák)

TRS 1/8" ( mini jack)

XLR

Niekedy jeden konektor poskytuje pripojenie k jednému z niekoľkých vstupov. Napríklad je tu kombinovaný XLR (profesionálny mikrofón) a TRS (1/4" - štvrťpalcový jack) konektor.

Kombinovaný konektor XRL-TRS (kombo)

Tento konektor sa používa na úsporu miesta a umožňuje vám pripojiť buď mikrofón, alebo syntetizátor alebo gitaru.

Zvuková karta - analógové vstupy

riadkový vstup- toto je vstup, ktorý vám umožňuje zadávať signály štandardnej úrovne (asi 250 milivoltov alebo 0,25 voltov) do zvukovej karty. Ide o výstupy mixpultu, syntetizátora, magnetofónu, CD prehrávača atď.

Vstup pre mikrofón - Toto je vstup zvukovej karty vybavený mikrofónovým predzosilňovačom.

Mikrofóny môžu byť dvoch typov: dynamický a kondenzátor(elektret).

Na mikrofónovom výstupe je signál veľmi slabý, takže mikrofón pripojený na linkový vstup nepočuť. Niektoré mikrofóny majú niekedy zabudovaný predzosilňovač.

Dynamické mikrofóny nevyžadujú napájanie. Amatérske elektretové mikrofóny sú často napájané batériou umiestnenou v samotnom mikrofóne.

Profesionálne kondenzátorové mikrofóny vyžadujú dodávku takzvaného 48 V fantómového napájania.

fantómové napájanie- ide o napájanie napájacieho napätia cez tie isté vodiče, cez ktoré ide zvuk.

Ak sa teda chystáte použiť kondenzátorový mikrofón, existujú 2 možnosti:

1. Kúpte si zvukovú kartu s mikrofónovým vstupom (so vstavaným mikrofónovým predzosilňovačom) vybavenou fantómovým napájaním.

2. Ak má karta len linkové výstupy, potom si budete musieť zakúpiť dodatočný mikrofónový predzosilňovač, ktorý poskytuje fantómové napájanie.

Prístrojový vstup (vysoká odolnosť alebo Ahoj-Z) Jedná sa o vysokoimpedančný vstup pre pripojenie gitary alebo basgitary. Zvýšená (v porovnaní s linkovým vstupom) impedancia umožňuje, aby bol plne konzistentný s gitarovými snímačmi (jednotnosť frekvenčnej odozvy).

Potrebný počet vstupov sa určuje na základe toho, koľko zdrojov zvuku je potrebné nahrať súčasne. Môžete nahrávať jeden nástroj naraz alebo môžete nahrávať niekoľko častí súčasne: vokálnu skupinu alebo súpravu akustických bicích, v ktorých sú rôzne bubny a činely zaznamenané cez niekoľko samostatných mikrofónov.

Zvuková karta - analógové výstupy

výstup- toto je výstup, ktorý umožňuje výstup signálov štandardnej úrovne (250 milivoltov) zo zvukovej karty.

Zvuková karta má zvyčajne 2 mono linkové výstupy alebo jeden stereo. Ale ak áno 5.1 / 7.1 - zvukový záznam, potom sa počet požadovaných lineárnych výstupov môže primerane zvýšiť.

Výstup monitora - ide o linkový výstup do slúchadiel hudobníka pri nahrávaní, alebo do zosilňovača koncertných monitorov na pódiu počas vystúpenia.

Ak budete na koncerte pracovať so zvukovou kartou, tak výstupy hlavnej linky sú napojené na akustiku idúcu do sály. Je žiaduce mať ďalšie monitorové výstupy na výstup zvuku na pódium, aby hudobníci jasne počuli, čo hrajú. Ak používate externý mixážny pult, tieto výstupy môžu byť v ňom. Potom v zvukovej karte - sú nadbytočné.

VLOŽIŤ - toto sú spojovacie body pre hardvérové ​​externé moduly na spracovanie zvuku (reverb, vokálne a gitarové procesory atď.). predstavuje kombináciu výstupu zvukovej karty do modulu externého spracovania a vstupu do zvukovej karty z modulu spracovania (už spracovaný signál).

Analógové vstupy a výstupy môžu byť vyvážený (symetrický) a nevyvážený (nie symetrický).Vyvážené vstupy sú menej citlivé na šum ako nevyvážené, takže pri použití vyvážených vstupov je na nahrávkach menej šumu.)

slovné hodiny - Ide o vstupy a výstupy určené na synchronizáciu viacerých zvukových kariet. Ak plánujete pracovať s viackanálovým nahrávaním, možno Vám budete musieť použiť 2 alebo viac súčasne zvukové karty (možno rovnaké, alebo možno odlišné). Synchronizácia možná s vyhradenými vstupmi a výstupmislovné hodiny (typ bajonet) príp SPDIF.

- kábel a konektor word clock (BNC, bajonet).

Konektory a ich názvy.

Po prvé. konektor sa skladá z dvoch častí. Hniezdo je kde zaseknutý. Zástrčka je čo zaseknutý.

mono jack alebo TS. Objímka do čierneho krúžku - zem, hrot - signál

stereo jack alebo TRS. Objímka k prvému krúžku - uzemnenie, kontakt medzi čiernymi krúžkami (Ring) - pravý kanál alebo záporná fáza alebo napájanie, hrot - ľavý kanál alebo signál s kladnou fázou

mini jack- ako v slúchadlách pre prehrávač. Vyzerá ako veľký zdvihák, len menší - 3,5 milimetra (1/8). V poslednej dobe sa v mobilných telefónoch a prehrávačoch niekedy používa maličký 2,5 mm jack, ale nenazýva sa mini jack.

minijack, ktorý poznáte z hráčov

Tulipán alebo RCA konektor- nájdete na profesionálnych zvukových kartách (pre linkové vstupy a výstupy), ako aj na spotrebných videorekordéroch a starých VHS videokamerách. Pretože zvyčajne existujú dva takéto konektory (ľavý a pravý kanál), konektor pravého kanála je čierny, ak existujú čierne a červené konektory; a pravý kanál je červený, ak sú tam biele a červené konektory. Pôvodne bol „tulipán“ vyvinutý v štyridsiatych rokoch minulého storočia na prepojenie rádia s gramofónmi. Tulipán sa často používa ako konektor digitálneho rozhrania S/PDIF.

tulipány obyčajné

aj tulipán, len sa za rytiera vydáva

XLR (menej často XLR-3, „canon“ alebo „canon“, presnejšie Cannon – nezamieňať s Canon)- zvyčajne sa nachádza na mikrofónoch. Taký masívny konektor s tromi pinmi a západkou.

Každý normálny mikrofón má XLR konektor a k nemu je už pripojený kábel. Kábel môže skončiť buď ďalším XLR alebo obyčajným jackom. Ak nemáte mixpult, do ktorého môžete pripojiť XLR, potom potrebujete kábel s konektorom. Konektor môžete pripojiť k domácej zvukovej karte pomocou adaptéra z bežného konektora na mini konektor. Keďže konektory pre linkový výstup, ako aj linkový vstup a vstup pre mikrofón sú umiestnené na ozvučnici v tesnej blízkosti, tento adaptér často jednoducho nie je prilepený vedľa minikonektora vedúceho k reproduktorom. . Tento adaptér je preto potrebné zakúpiť nie v celokovovom, ale plastovom. Môže byť narezaný nožom na jednej strane a obalený elektrickou páskou. Potom to ľahko zapadne.

Farby "domácich" konektorov

Možno ste si všimli, že konektory a konektory majú často určité farby – napríklad konektor mikrofónu a konektor preň sú ružové a slúchadlá sú svetlozelené. Nejde o rozmar výrobcov, ale o ich dodržiavanie štandardu PC 99. Nižšie uvádzam tieto farby a ich popis.

Funkčná schéma zvukového adaptéra Pri zvažovaní architektúry nie je potrebné rozlišovať medzi softvérovou a hardvérovou časťou adaptéra a posudzovať ich ako celok.

Bloková schéma


Pozrime sa podrobne na každý blok.

Analógové porty

Príkladom je mapa Turtle Beach Santa Cruz. Všimnite si, že port je logický koncept a konektor je fyzický, pretože jeden konektor môže kombinovať niekoľko portov (toto sa praktizuje kvôli nedostatku miesta na lište karty; prepínanie režimov sa vykonáva pomocou nástroja na správu).

Vonkajšie konektory- karty privedené na držiak (držák) alebo vonkajší okraj základnej dosky v prípade integrovaného adaptéra. Vyrobené vo formáte stereo mini jack.
Vnútorné konektory- nachádza sa na samotnej mape. Zvyčajne sa vyrábajú vo formáte MPC.
Existuje špecifikácia AC"97, ktorá označuje, či je port voliteľný alebo povinný (čo sa zvyčajne dodržiava). Farba konektorov je určená špecifikáciou PC"99 (a je prísne dodržiavaná).

Linkové vstupy
Linkový stereo vstup.
Požadovaný. Navrhnuté na prehrávanie alebo nahrávanie analógového signálu (stereo alebo mono) z linkového výstupu iných, zvyčajne externých, analógových zariadení, ako je audio prehrávač, rádio, videorekordér atď.
Maľované na modro.
Okrem neho sú potrebné dva ďalšie interné linkové vstupy na zvukovej karte (a voliteľné v prípade integrovaného adaptéra).

Stereo CD Audio vstup.
Požadovaný. Určené na pripojenie CD mechaniky pomocou audio kábla. Umožňuje prehrávať zvukové CD. Používa interný DAC a mixážny pult zvukovej karty.
Všimnite si, že moderné jednotky CD/DVD s rozhraním IDE pod OS Windows (od verzie 98) dokážu digitálne čítať zvukové stopy CD-DA, čo je vhodnejšie z dôvodu absencie rušenia. Vo vlastnostiach jednotky je povolená možnosť Digital CD audio. Nie je potrebné odpájať analógový audio kábel. Vyrobené vo formáte MPC, 4-pin. Maľované na bielo.

Prídavný linkový vstup (AUX-In).
Požadovaný. Prijíma analógový zvuk z kariet FM alebo TV tunera alebo iných interných zariadení, ako je napríklad druhá jednotka CD, jednotka DVD alebo dekódovacia karta MPEG2. Maľované na modro.

Pípnutie PC.
Voliteľné, monofónne. Pripája sa k systémovej doske a umožňuje smerovanie signálov pre systémový reproduktor do externých reproduktorov cez linkový výstup. Konektor pozostáva z dvoch ihlových kontaktov.

Všimnite si, že linkové vstupy môžu byť napájané súčasne - analógový mixér ich skombinuje.
Nie je potrebné si myslieť, že nahrávanie sa nevyhnutne vykonáva cez vstupné porty. Môžete napríklad poslať signál z kazetového prehrávača do linkového vstupu a počúvať ho priamo tam (a bez spustenia softvéru prehrávača!). Zvukový tok nielenže „neprejde“ cez adaptér, ale nedosiahne ani kodek, keďže je obmedzený na mixér.
Všimnite si, že ak môžete prehrávať veľa streamov (zvukových súborov), nahrajte - maximálne dva (zvyčajne stereo zvuk).

Vstup pre mikrofón
Povinné, externé. Monofónne, s automatickou reguláciou zisku a s podporou elektretových aj elektrodynamických mikrofónov. Podporu elektrodynamických mikrofónov, ktoré sa vyznačujú slabým signálom, zabezpečuje režim dodatočného zosilnenia (20 dB Boost).
Používa sa napríklad na vloženie rečových komentárov do klipu fotoalbumu alebo internetovej konverzácie. Maľované červenou alebo ružovou farbou.
Vstup je nekvalitný a vhodný len na nahrávanie hlasu. Faktom je, že bežný mikrofónový predzosilňovač stojí od 50 dolárov, takže by to dramaticky zvýšilo cenu adaptéra. Známy zvukár E. Petrov dokonca odporúča odstrániť vstavaný zosilňovač (po práci s spájkovačkou), v dôsledku čoho zostávajú iba 2 režimy: prídavný linkový vstup a 20 dB zosilňovač pre elektrodynamický mikrofón.
Milovníci karaoke alebo tí, ktorí majú radi nahrávanie vokálov, si musia zakúpiť mikrofónny predzosilňovač, ktorý sa pripája k linkovému vstupu adaptéra. Takéto zariadenia majú rôzne konštrukcie:

vo forme externého boxu s batériami;
vo forme vnútornej dosky na držiaku v zadnej časti puzdra;
vo forme modulu portu, ktorý sa dodáva so zvukovou kartou.

Linkové výstupy
Takéto výstupy sú nevyhnutne prítomné, sú externé a sú určené na výstup zvuku do aktívnych reproduktorov, zosilňovača alebo linkového vstupu akéhokoľvek externého zariadenia (napríklad rekordéra). Počet výstupných (analógových) kanálov určuje kanál adaptéra a môže byť 2, 4, 6.

Lineárny stereo výstup vpredu.
Požadovaný. Navrhnuté na pripojenie predných (t.j. umiestnených vpredu) reproduktorov. Vyrobené vo formáte stereo mini-phone jack. Maľované na zeleno.

Zadný stereo linkový výstup.
Dostupné v 4- a 6-kanálových adaptéroch. Používa sa na pripojenie zadných reproduktorov.
Zvyčajne sa vyrába vo formáte stereo mini-phone jack a potom je natretý čiernou farbou. Pre úsporu miesta je možné ho nasmerovať na kompaktný komplexný konektor G9.

Výstup na stredový reproduktor a subwoofer(„divadelný prístav“).
Prítomný iba v 6-kanálových adaptéroch. Dvojkanálový.
Môže byť vyrobený vo formáte stereo mini-phone jack, ale pre úsporu miesta môže byť vyvedený na kompaktný G9 komplexný konektor (alebo kombinovaný, pozri nižšie).
Malý počet kanálov môže byť kompenzovaný digitálnym výstupným portom (cez ktorý sa prenáša niekoľko kanálov), ale to zvyšuje náklady na samotný adaptér a hlavne akustiku a navyše to má vplyv len na drahú akustiku.
Moderné adaptéry vám umožňujú robiť sofistikovanejšie upmixovanie a downmixovanie, napríklad šírenie 6-kanálového zvuku do 4 reproduktorov a naopak.

Kanál adaptéra
2 kanálové adaptéry vo forme zvukových kariet sú dnes zastúpené len malým počtom modelov. Ich hlavnú časť predstavujú adaptéry integrované do základných dosiek. Tieto adaptéry fungujú s 2-3 komponentnými reproduktormi (tretím komponentom je subwoofer). Toto riešenie je určené tým, ktorí nechcú alebo nemajú možnosť zapratať svoje pracovisko množstvom reproduktorov a zamotaných drôtmi.
4-kanálové adaptéry určené pre 4-5 komponentný reproduktorový systém (piaty je subwoofer) a už v hrách dávajú plný zvuk.
6-kanálové adaptéry dať plnohodnotný zvuk nielen v hrách, ale aj v domácom kine (filmy na DVD). Akustika je 6-zložková a od 4-kanálovej sa líši pridaním iba jedného (centrálneho) reproduktora a poskytuje oveľa viac možností. Preto je potrebné uprednostniť 6-kanálové adaptéry pred 4-kanálovými, najmä preto, že rozdiel v cene medzi adaptérmi je tiež minimálny.

Výstup na slúchadlá
Zvyčajne sa kombinuje s linkovým výstupom do predných reproduktorov. Podľa AC "97 má výstup impedanciu 32 ohmov, preto je potrebné zvoliť aj slúchadlá s rovnakou impedanciou. Používa sa stereo mini-phone jack.

telefónny port
Toto je voliteľný obojsmerný interný port (vo formáte MPC3) nazývaný TAD (Telephone Answering Device). Je pripojený káblom k internému hlasovému modemu a umožňuje znova neprepínať mikrofón zo zvukovej karty na modem, ako aj prehrávať zvuk z modemu. Maľované na červeno. Všimnite si, že v súčasnosti, žiaľ, neexistujú žiadne hardvérové ​​PCI modemy pod 100 USD, prispôsobené pre domácu telefónnu sieť.

Farby konektorov
Podľa špecifikácie PC"99 majú audio konektory nasledujúce farby.

Farby konektorov

konektor	Farba
Vonku na mape
riadkový vstup	Modrá
Linkový výstup vpredu / slúchadlá	zelená
Zadná línia von	čierna
Mikrofón	Červená
MIDI/Hra	Zlatý
Domáce na mape
Audio vstup CD	biely
AUX IN	Modrá
TAD	Červená
reproduktory
reproduktory	Hnedá
Subwoofer	Oranžová

Analógový mixér

Adaptér obsahuje analógové vstupné a výstupné mixpulty, ovládanie hlasitosti, doplnené o úplné vypnutie každého kanálu (Mute). Príležitostne existujú mixéry s ovládaním tónu. Vysvetľujúca schéma je uvedená pre prípad 2-kanálovej karty.

Funkcie mixéra sú súčasťou štandardnej aplikácie Volume Control – ovládanie hlasitosti. Podľa AC "97 je možné zatvoriť akýkoľvek kanál a upraviť hlasitosť nielen analógových, ale aj digitálnych zdrojov.

Namiesto samostatných ovládacích prvkov na stereo kanáloch používa táto aplikácia celkovú hlasitosť a vyváženie kanálov. Tu:

Nastavenie hlasitosti- výstup. umiestnený v mixéri. Ďalším bežným názvom je Master Volume.
mávať– digitálny kanál pre súbory Wave.

ADC a DAC

ADC (ALE daň- c digitálny P Converter, Analog to Digital Convertor, ADC) sa používa na digitalizáciu analógového zvuku (zvyčajne zápis do súboru).
DAC (C ifro- a daň P Konvertor, prevodník digitálneho signálu na analógový, DAC) vykonáva spätnú konverziu digitálneho zvuku na analógový (dedigitalizácia).
Hlavnými parametrami ADC sú vzorkovacia frekvencia a kvantizačná bitová hĺbka ADC pri digitalizácii metódou PCM (Pulse Code Modulation). Podstatou metódy je aproximácia amplitúdy signálu ako funkcie času pomocou skokovej funkcie. Vzorkovacia frekvencia určuje frekvenciu „barov“ a bitová hĺbka určuje maximálny počet úrovní v pruhoch (v PCM je to mocnina dvoch). Čím viac týchto charakteristík, tým lepšie.
DAC má podobné parametre. Je jasné, že tieto parametre nesmú byť menšie ako parametre prehrávaného súboru PCM.
Všimnite si, že „zvnútra“ moderné mainstreamové ADC a DAC sú takzvané jednobitové, ale „zvonku“ vyzerajú presne ako PCM, a preto môžeme hovoriť o bitovej hĺbke v obvyklom zmysle. Podrobnosti sú v príslušnej prílohe.
Pre informáciu: CD Audio je digitálny zvukový formát na hudobných CD (CD), ktorý je uznávaným štandardom pre kvalitu Hi-Fi, používa 44,1 kHz a 16 bitov.
Bežné adaptéry zaznamenávajú a neprehrávajú viac ako 16-bitové súbory PCM. Frekvencia býva 44,1, 48 kHz, ale pre zvuk nenáročnej kvality sa používajú aj nižšie násobky ich derivátov (22,5 kHz a pod.). 48 kHz je štandard pre počítačový zvuk, digitálne rozhrania, zvuk DVD a mal by sa uprednostňovať (pokiaľ súbor nie je kópiou zvukovej stopy).
Pri prechode cez digitálnu časť adaptéra môže zvuk prejsť určitým spracovaním a výsledky medzivýpočtov presahujú 16-bitovú mriežku. Preto je veľmi žiaduce, aby DAC / ADC mal vyššiu bitovú hĺbku, aby skutočne „preniesol“ 16 bitov. Preto takmer všetky bežné audio adaptéry používajú 18- a 20-bitové DAC/ADC.
Na prehrávanie sa v drvivej väčšine používajú zvukové adaptéry, na digitalizáciu len občas a veľmi málo používateľov. Preto je kvalita DAC zvyčajne vyššia ako kvalita ADC (asi o 2-10 dB) a bitová hĺbka DAC (prehrávanie) nie je vždy menšia ako ADC (záznam). Napríklad ADC má často 18 bitov a DAC 20 bitov.
V tejto súvislosti poznamenávame, že kvalita bežných nahrávacích adaptérov nie je vysoká. Preto sa na nahrávanie napríklad starých vinylových platní odporúča používať profesionálne takzvané 24/96 adaptéry, kde 24 je bitová hĺbka a 96 je vzorkovacia frekvencia v kHz.
Upozorňujeme tiež, že rovnaký výrobca má ADC s rovnakou kapacitou, ale odlišnou kvalitou, takže vysoká kapacita nie je zárukou kvality, ale iba nevyhnutnou podmienkou. Existujú objektívnejšie parametre, ako napríklad pomer signálu k šumu. Tieto sú diskutované nižšie v sekcii kodekov, pretože DAC/ADC sú teraz implementované integrované do kodeku.
Dôležité je podotknúť, že práve DAC určuje hlavne čistotu zvuku adaptéra. Súčasne sú relatívne náklady na DAC/ADC v adaptéri nízke.

digitálny ekvalizér

Nie je prítomný na všetkých adaptéroch. Hlavným účelom je kompenzovať nedostatky akustiky. Ovplyvňuje rovnako všetky výstupné toky.
Takéto pokročilé softvérové ​​prehrávače ako WinAmp, WMP, Apollo majú zabudované digitálne ekvalizéry (potrebujete len dostatočne výkonný procesor). Hardvérový ekvalizér však zvuk skresľuje menej. Ekvalizér sa vyznačuje počtom pásiem (zvyčajne 10), počtom prednastavených predvolieb a možnosťou zapamätať si používateľské nastavenia.

Procesor vlákien

Ako je zrejmé z diagramu, ide o centrálny blok, ktorého služby využívajú iné bloky. Preto všetky moderné adaptéry (okrem integrovaných do čipsetu) majú hardvérovú akceleráciu pre tento blok (iné bloky je možné implementovať softvérovo). Upozorňujeme pre pokročilých používateľov, že keďže hovoríme výlučne o balíku Windows + ActiveX, ide o hardvérovú akceleráciu pre MS DirectSound API.
Blok riadi digitálne spracovanie audio streamov. Medzi funkcie spracovania: mixovanie / delenie streamov, úprava ich hlasitosti, stereo vyváženie, smerovanie streamu, t.j. ich odosielanie do ďalších blokov spracovania a prijímanie spracovaných tokov.
Všimnite si, že hardvérové ​​digitálne miešanie je také rýchle, že „medzery“ medzi blokmi zmiešaných tokov nie sú počuteľne viditeľné (na rozdiel od softvérového miešania).
Príkladom smerovania je nasmerovanie toku zvuku huslí z MIDI do 3D bloku. Výstupný prúd opisuje husle krúžiace nad hlavou.
Parameter procesora vlákien je počet súčasne hardvérovo akcelerovaných vlákien, ale samotný počet nie je pre výber taký dôležitý, hlavnou vecou je samotný fakt takéhoto zrýchlenia. Všimnite si, že ak aplikácii chýbajú hardvérové ​​vlákna, DirectSound poskytuje pridanie neobmedzeného počtu softvérovo spracovaných vlákien (bude mať dostatok výkonu CPU). „Multi-threading“ sa používa napríklad v hrách, ako aj pri úprave viacerých záznamov.

MIDI blok

Tu sú uvedené len informácie potrebné na pochopenie. Podrobnosti sú v príslušnej prílohe.

Úvod
Blok MIDI vám umožňuje syntetizovať zvuk hudobných nástrojov a premieňať notový záznam na zvukové prúdy. Väčšinou sa prehrávajú MIDI súbory, v ktorých je zaznamenaná partitúra (hudobný zápis) orchestrálneho diela.
Súbory MIDI sú tisíckrát menšie ako bežné súbory PCM (10 kb/min pre dobrú kvalitu sterea v porovnaní s 10 Mb/min). Táto kompaktnosť sa využíva v hrách, sieťových aplikáciách a karaoke (pozri napr. karaoke server www.karaoke.ru). V karaoke sa ako cenná ukazuje možnosť prehrať MIDI súbor s ľubovoľne zvoleným tempom a tóninou.
Parametre MIDI bloku sú počet hardvérovo a softvérovo syntetizovaných nástrojových hlasov (polyfónia). MIDI blok moderných adaptérov môže mať napríklad 64 hardvérových hlasov a 512 softvérových hlasov. V zásade postačuje 64-hlasá polyfónia, keďže viac hlasov dokážu rozlíšiť len vybraní poslucháči.
Na aplikovanie efektov (zmena zvuku nástrojov pre väčšiu expresivitu) používa blok MIDI efektový procesor. Zatiaľ čo efekty je možné aplikovať na akýkoľvek prúd, najprv vznikli v MIDI. Preto sú efekty často uvádzané ako MIDI parametre.

MIDI štandardy
Proces vývoja MIDI sa odráža v štandardoch, ktoré odrážajú: počet nástrojov, polyfóniu, zoznam efektov, koľko efektov je možné aplikovať súčasne na všetky nástroje a koľko na jednotlivé. Existuje medzinárodný štandard GM1 (General MIDI Level 1), jeho ďalší vývoj GM2 (General MIDI Level 2) a proprietárne rozšírenia GM1: GS (General Synth), XG (Extended General). MIDI blok musí podporovať jeden z týchto štandardov.

Syntéza vlnovej tabuľky
V súčasnosti je hlavným typom MIDI syntézy syntéza wave table. Jeho podstatou je použitie samplov na syntézu – digitalizovaných vzoriek zvuku reálnych nástrojov. Vzorky sa zhromažďujú do súboru nazývaného banka nástrojov. Táto banka sa načíta do pamäte počas syntézy (možno po častiach). Banky, samozrejme, tiež zodpovedajú určitému štandardu MIDI.
S adaptérom možno dodať aj jednu alebo viac plechoviek rôznych veľkostí; menšie banky sa používajú, keď je pamäť počítača malá.
Banky prichádzajú v rôznych kvalitách a líšia sa parametrami digitalizácie vzoriek (napríklad existujú 14-, 16- a 18-bitové vzorky), úplnosťou vzoriek (či je zahrnutá plná nota alebo iba útok a kúsok konštantná úroveň, ktorá sa potom cyklicky prehráva, aby sa získala veľká dĺžka), prítomnosť variácií samplov (ostrá a mäkká extrakcia zvuku), plnosť výšky hlasu (počet základných nôt, z ktorých sa získa zvyšok). Zaujímavým parametrom banky aj samotného syntetizátora je počet fáz obálky syntetizátora. Čím väčší je počet fáz, tým je zvuk realistickejší. 4 je nízka, 5 je stredná, 6-8 je vysoká.
Takmer všetky tieto parametre nie sú k dispozícii, ale môžete sa zamerať na celkovú veľkosť hrnca: čím je väčší, tým lepšie. Účet ide na megabajty. Pre informáciu: kvalitná banka od Yamahy štandardu XG s 18-bitovými vzorkami komprimovanými 3-krát, zaberá 4 MB.

Technológia Downloadable Sounds (DLS).
Táto najmodernejšia technológia odstraňuje také nedostatky MIDI štandardov, ako sú pevné sady nástrojov a nerovnomerný zvuk na rôznych adaptéroch. Čísla zo 128 prístrojov možno dynamicky (načítať do pamäte, odkiaľ pochádza názov) priradiť ľubovoľnému prístroju (nazývané „načítateľné“). Analogicky k MIDI bankám sú DLS súbory obsahujúce sample a „artikulárne“ informácie (ako hrať). Správa DLS obsahuje oveľa kompletnejšie atribúty poznámky, vrátane objemu, výrazu, parametrov obálky atď., čo eliminuje nejednoznačnosť.
Známe sú špecifikácie DLS Level 1 (DLS1) z roku 1997 a DLS Level 2 (DLS2) z roku 1998. MS DirectX 8.0 už podporoval syntetizátor DLS2 a obsahoval jeho softvérovú implementáciu. Banka DLS2 mala veľkosť 3,3 milióna so 16-bitovými vzorkami, 226 melodickými a 9 bicími nástrojmi.
Moderný adaptér by mal podporovať aspoň DLS1, pričom podpora DLS sa zdá byť dôležitejšia ako podpora štandardov MIDI. Špecifikácia PC"99 Audio odporúča hardvérovú podporu pre DLS.

Mäkká WT-syntéza
Čistá syntéza softvéru podľa vlnovej tabuľky nevyžaduje toľko prostriedkov: na to stačí výkon CPU 300 MHz s podporou MMX. Preto také parametre, ako je počet hardvérovo akcelerovaných hlasov, sú teraz irelevantné (ale nie je to tak dávno, čo bol počet softvérových(!) hlasov zahrnutý v názve zvukovej karty, napríklad SB PCI-128, SB PCI -1024 atď.).
Ako už bolo spomenuté, vo Windows je po nainštalovaní DirectX dostupný 6-fázový mäkký syntetizátor, ktorý podporuje DLS2. Štandardne je banka Roland GM/GS Sound Set 3,3 MB.
So zvukovými adaptérmi založenými primárne na softvérovom spracovaní (HSP adaptéry) sú v balení aj pokročilejšie soft syntetizátory Yamaha S-YXGxxx XG (nájdete ich dokonca aj na disku s ovládačmi, ktorý je súčasťou základnej dosky, stretol som jedného pekného prehrávača s video sprievod Yamaha XGStudio Mixer).
Existujú aj profesionálne softsynths s obrovskými gigabajtovými bankami pevných diskov, ako je Nemesys GigaXXX (ďalšie podrobnosti nájdete v príslušnej prílohe), ale od karty sa vyžaduje určitá podpora.
Zaťaženie procesora v systéme Windows 2000 môžete zobraziť zapnutím prehrávača a zobrazením stĺpca CPU v Správcovi úloh (Ctrl+Alt+Del \ Správca úloh).
Poradenstvo: ak máte slušný procesor, ignorujte hardvérové ​​MIDI možnosti adaptéra a používajte mäkké syntetizátory.

Kompatibilita bankových formátov
MIDI blok je kompatibilný s určitými formátmi bánk. Napríklad karty na zvukovom ovládači Creative CT5880 používajú špecifické banky formátov Ensoniq. Najatraktívnejšia je kompatibilita s DLS. V tomto prípade môžete zvyčajne previesť banky iných formátov na DLS.
Ak chcete použiť mäkké syntetizátory Yamaha S-YXGxxx, adaptér vyžaduje iba triviálnu podporu pre prehrávanie PCM 16 bit 44,1 kHz.
Softsynths Nemesys GigaXXX využívajúce banky pevných diskov však vyžadujú podporu rýchlej karty rozhrania GSIF (pozri Slovník).

MS DirectMusic
Ak zvukový adaptér podporuje hardvérovú akceleráciu DirectMusic, zvyšuje to jeho príťažlivosť pre hráčov. DirectMusic je komponent DirectX, ktorý vám umožňuje aplikovať dynamické efekty na fragmenty MIDI. DirectMusic podporuje banky DLS.
Upozorňujeme, že hardvérová akcelerácia rozhrania DirectMusic API je možná len v systéme Windows 98SE alebo novšom.

Efektový procesor

Zvukové efekty sa prvýkrát objavili v MIDI a boli zmenou vo zvuku nástrojov, aby poskytli väčšiu expresivitu. Hlavné sú zbor a dozvuk. Celkový počet efektov je dosť veľký, napr. echo, flanger, sustain, skreslenie, portamento a počet variácií každého z nich je v desiatkach.
S vydaním DirectX 8 a podporou DLS2 možno väčšinu zvukových efektov aplikovať aj na toky PCM (príkladom efektu špecifického pre MIDI je dych). To všetko robí efektový procesor. Jeho hardvérová implementácia je zahrnutá iba v adaptéroch s DSP na doske (pozri nižšie). Pri absencii DSP sa softvérovým spôsobom aplikuje niekoľko jednoduchých efektov.
Hardvérová schopnosť adaptéra aplikovať efekty je vyjadrená nasledovne:

aké sú tieto účinky;
koľko z nich možno súčasne aplikovať na všetky prúdy (nástroje);
koľko kanálov možno použiť efekty jednotlivo.

Moderné adaptéry podporujú dostatočný počet efektov, takže ako prvé priblíženie je možné tieto parametre ignorovať.

3D blok

Čo robí 3D blok
Tento blok sa zaoberá podporou pozičného 3D zvuku (skrátene len 3D zvuk). V ideálnom prípade to znamená, že počujete bodový zdroj, ako je piskot komára. Samozrejme, možnosti 3D zvuku nie sú neobmedzené, napríklad nie je možné reprodukovať zvuk prichádzajúci zdola. Rôzne druhy akustiky (slúchadlá, 2 a 4 reproduktory) majú rôzne možnosti reprodukcie 3D zvuku. Viac si o tom môžete prečítať v príslušnej prílohe.
Implementácia 3D zvuku je založená na dvoch prvkoch: vytvorenie bodového zdroja zvuku v nekonečnom priestore a vloženie environmentálnych efektov na prúd zvuku ním vytvorený ( priestorový dozvuk, oklúzia a prekážky), keďže hry sa väčšinou konajú skôr vnútri ako vonku. Môže to byť dunivá ozvena krokov v hale, ozvena skál atď.
Všimnite si, že aplikácia environmentálnych efektov (napríklad koncertná sála, miestnosť s kobercami) umožňuje „oživiť“ aj bežné stereo audio súbory.
Adaptéry v súčasnosti využívajú malý počet 3D technológií. Hlavná časť API týchto technológií je štandardná (otvorená). Niektoré technológie majú k tejto štandardnej časti malé rozšírenia API. Štandardnú časť API tvoria komponenty DS3D, I3DL2, EAX2, ktoré sú podporované MS DirectX (knižnice). DirectX má pozoruhodnú vlastnosť: ak má adaptér podporu pre volanú funkciu (softvér alebo hardvér), potom sa vykonávanie prenesie na adaptér, v opačnom prípade sa funkcia vykonáva pomocou funkcií knižnice DirectX. Zvukový komponent DirectX (DirectX Audio) má minimálne možnosti, pracuje s nízkou kvalitou zvuku (s parametrami 8 bitov a 22 kHz) a má pomalý 3D streamingový softvérový mixér.
Napriek tomu, že väčšina API je spoločná pre všetky technológie, líšia sa implementačnými algoritmami. Okrem toho má každá technológia stále iné implementácie pre slúchadlá, 2, 4 alebo viac reproduktorov (3D zvuk musí byť prehrávaný aspoň na 2 kanáloch). Možnosti rôznych akustických konfigurácií pre 3D zvuk sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.


Nevýhodou slúchadiel je pocit, že zdroj zvuku je bližšie, než v skutočnosti je.

Aplikované technológie
Tu je zoznam hlavných technológií:

technológia od Creative (bez špeciálneho názvu);
Sensaura 3D od Sensaura;
Q3D (QSound3D) od QSound Labs.

Technológia od Creative sa používa iba v adaptéroch vyrábaných spoločnosťou. Sensaura a QSound Labs, naopak, nevyrábajú adaptéry, ale licencujú ich technológie výrobcom adaptérov.
Technológia od Creative je proprietárna a veľa sa o nej nevie. Jeho environmentálne účtovníctvo EAX API sa však stalo de facto štandardom.
Technológia Q3D spoločnosti Qsound je založená na priemerných výsledkoch počúvania a nevyžaduje časovo náročné výpočty.
Technológie spoločnosti Sensaura sú najpokročilejšie a v súčasnosti ich používa väčšina výrobcov adaptérov. Existuje niekoľko technológií, ktorých API sú proprietárnymi rozšíreniami štandardných. Toto sú nasledujúce komponenty Sensaura 3D:

MacroFX- reprodukcia blízkych zvukov, napríklad škrípanie komára, let guľky do chrámu.
ZoomFX– reprodukcia zvukov z nebodových zdrojov, napríklad z veľkej lokomotívy preháňajúcej sa okolo. Modelované mnohými zdrojmi, „premazané“ cez objem tela.
Virtuálne ucho- prispôsobenie zvuku uchu používateľa. Faktom je, že vnímanie človeka do veľkej miery závisí od tvaru a veľkosti jeho ušníc a hlavy, ako aj od individuálneho sluchu (najmä pri vysokých frekvenciách). Všetky technológie sú určené pre priemerné ucho. Úpravou parametrov pre seba môžete získať realistickejšie efekty bez ďalších zdrojov. Technológia Virtual Ear je implementovaná tuningovou utilitou, kde sa zadávajú jednotlivé veľkosti uší a ďalšie parametre.

Komponent vplyvov na životné prostredie sa nazýva Sensaura EnvironmentFX. Je API kompatibilný s EAX2 (de facto štandard), ale znie trochu inak (čo neznamená horšie).
Technológie sa líšia aj rôznymi schémami reprodukcie 3D zvuku na 4 reproduktoroch (nazveme ich 4-schémy).

kde

panoramatický(posun):
3D zvuk sa vypočíta a ide do predných reproduktorov a zadné reproduktory jednoducho duplikujú predné. Toto je najprimitívnejšia schéma.
premenlivý(prechod):
3D zvuk sa vypočíta a ide do tých reproduktorov, ktoré sú najbližšie k zdroju zvuku. „Zostávajúce“ stĺpce jednoducho duplikujú „hlavné“. Ide o mierne zlepšenie panoramatickej schémy.
presné:
3D zvuk je vypočítaný a ide oddelene do predného a zadného páru reproduktorov.

Všetky technológie tiež umožňujú výstup 3D zvuku do 6 reproduktorov (pomocou panorámovania).

Odborné posudky technológií
Odborníci z autoritatívnej (anglickej) stránky 3D SOUND SURGE v dôsledku počúvania najlepších nových kariet usporiadali technológie v tomto zostupnom poradí:

implementácia na slúchadlách
1. Q3D
2. Sensaura 3D
3. kreatívny.

realizácia pre 2 stĺpy
1. Sensaura 3D
2. Q3D
3. kreatívny.

implementácia pre viackanálovú akustiku (4 alebo viac reproduktorov)
1. Sensaura 3D
2. Kreatívne
3. Q3D.

Ako vidíte, „lídrom v celkovom poradí“ je Sensaura 3D.

Parametre 3D adaptéra
Parametre 3D adaptéra sú:

3D technológie
Aplikovaná 3D technológia.
Počet 3D vlákien
znamená počet hardvérovo akcelerovaných bodových zdrojov v priestore. Viac vlákien vám umožňuje vytvárať rôznorodejšie hry. Ďalšie vlákna sa vytvoria programovo. Špecifikácia PC "99 Audio odporúča hardvérovú podporu pre 8 zdrojov zvuku. Prítomnosť hardvérovej 3D akcelerácie je určená prítomnosťou DSP "na palube".
4-schéma
Technológia v zásade určuje schému použitia 4 stĺpcov, avšak pre pohodlie je tento parameter umiestnený samostatne.

domáce kino
Prehrávače filmov Soft DVD podporujú prehrávanie 6-kanálového (alebo dokonca 7-kanálového) zvuku na zvukových adaptéroch. Obraz sa zobrazuje na veľkom televízore, zvuk - na viaczložkovom systéme reproduktorov. Vďaka umiestneniu reproduktorov nielen pred poslucháčom, ale aj za ním, môžete vytvárať priestorový zvuk (Surround Sound), napríklad efekt prechádzajúceho vlaku.
Dá sa povedať, že priestorový zvuk kina je pozičný 2D zvuk, ale nie interaktívny. Dosahuje sa to obvyklým posúvaním (tj zmenou hlasitosti reproduktorov), bez zmeny fázy a frekvencie, ako pri 3D zvuku.

Zvukové formáty domáceho kina
Formát zvukovej stopy filmu môže byť takýto:

AC-3
Tento formát je často spájaný s Dolby Digital (DD 5.1), ktorý je synonymom pre AC-3. Toto je 6-kanálový zvuk a je vysoko komprimovaný. V súčasnosti je to najbežnejší formát.
DTS
6-kanálový zvuk, menej komprimovaný ako AC-3 a teda kvalitnejší. Vyžaduje veľké prostriedky na dekódovanie. Novšie a menej bežné.
DTS-ES
DTS rozšírenie na 7 kanálov. Prvé produkty sa objavili až v Q4 2001.

Viac informácií o formátoch nájdete v príslušnej prílohe.
Pri 6-kanálovom zvuku sú výstupné kanály rozdelené nasledovne:

1.2 - na predných reproduktoroch
3.4 - k zadným reproduktorom (rovnako ako v hrách)
5.6 - do stredového reproduktora a subwoofera.

Dialógy (t.j. reč) sa zobrazujú na stredovom stĺpci, čo zvyšuje ich zrozumiteľnosť. Subwoofer je možné umiestniť celkom ľubovoľne kvôli sluchovej imunite voči umiestneniu zdroja basov.

Pri 7-kanálovom zvuku ide ďalší kanál do stredného zadného reproduktora.
6-kanálový zvuk sa často zaznamenáva ako 5.1-kanálový, 7-kanálový ako 6.1-kanálový, kde „.1“ znamená subwoofer.

Prevádzkové režimy adaptéra
Existujú nasledujúce režimy prevádzky adaptéra alebo skôr jeho jednotky domáceho kina:

cez(prejsť cez)
stopa sa prenáša nezmenená cez výstupný digitálny port adaptéra do akustiky, kde sa dekóduje.
Adaptér musí mať digitálny výstupný port a reproduktorový systém musí mať zodpovedajúci digitálny vstupný port a dekodér určitého formátu. Prítomnosť dekodéra prudko (asi dvakrát) zvyšuje zvukový systém. S príchodom nových formátov ostáva otázna možnosť upgradu reproduktorovej sústavy.
Predmetné riešenie je však opodstatnené, keď je už príslušný reproduktorový systém na svojom mieste.

digitálny
stopa sa dekomprimuje na kanály, kanály sa dekódujú do tokov PCM a potom sa zbalia do 3 tokov. Tieto prúdy sa privádzajú do príslušných digitálnych výstupných portov na adaptéri.
Adaptér a reproduktorový systém musia mať 3 digitálne porty. Nie je však potrebný drahý dekodér v akustike.
Tento režim je implementovaný iba na kartách Creative SB počnúc od Live! 5.1 a zatiaľ len pre formát AC-3.
V porovnaní s analógovým režimom sa vytvára lepšia kvalita zvuku.

analógový
stopa je úplne dekomprimovaná, dekódovaná a konvertovaná na príslušný počet (6 alebo 7) analógových výstupných kanálov, ktoré sú privádzané do portov adaptéra.
Adaptér a akustika musia mať príslušný počet analógových portov.
Toto je najlacnejšia možnosť. Všetku prácu zvládne soft DVD prehrávač a preto podpora formátu závisí len od použitého prehrávača. Napríklad formát DTS podporuje prehrávač WinDVD od InterVideo od verzie 3.0.

V každom prípade možnosť downmixovania pre 2- a 4-kanálovú akustiku a slúchadlá. To však vedie k skresleniam, pretože konverzie sa vykonávajú s komprimovaným zvukom, ktorému sa to „nepáči“.
Zo strany adaptéra je to možné voliteľná hardvérová akcelerácia spracovanie (rozbalenie, dekódovanie) pre konkrétne formáty.
Divadelný adaptér sa niekedy dodáva s soft dvd prehrávač(zvyčajne súčasťou jednotky DVD) a/alebo diaľkové ovládanie(diaľkové ovládanie). Ten je typickejší pre vykonávanie s modulom portu.
Kvalitná realizácia domáceho kina nespočíva ani tak na akustike (od 200 $), veľkej širokouhlej TV (približne 2 000 $), ale na prítomnosti samostatnej miestnosti s rozlohou 20 Miestnosť by nemala byť preplnená a steny sú pokryté kobercami kvôli absorpcii zvuku.

Upmixovanie

Toto je rozloženie „malokanálového“ zvuku do viacerých kanálov, aby sa využil plný výkon viackanálového systému reproduktorov. Napríklad zmixovanie mono a stereo zvuku do 4 alebo 6 reproduktorov alebo výstup 4-kanálového herného zvuku do 6 reproduktorov.
Príklady technológií upmixovania sú:

CMSS(Creative Multi Speaker Surround)
Zmiešanie stereo zvuku do 4 alebo 6 kanálov. Implementované prostredníctvom značkového prehrávača Creative PlayCenter. Umožňuje posúvať akýkoľvek mono alebo stereo zvuk v ľubovoľnom smere na 4 a 6 reproduktoroch.
QMSS(QSound Multi-Speaker System)
Zmiešanie stereo zvuku do 4 alebo 6 kanálov.

MP3

Blok MP3 je voliteľný. Pri prehrávaní súborov vykonáva hardvérovo zrýchlené dekódovanie komprimovaného formátu MP3. Spolu s MP3 môžu byť podporované aj menej bežné formáty ako WMA, OGG. Blok umožňuje znížiť zaťaženie procesora o niekoľko percent, čo nie je podstatné. Takýto blok majú len niektoré zvukové karty.

Digitálne porty

Digitálny prenos prakticky nie je ovplyvnený rušením a rušením. Kábel v prípade viackanálového reproduktorového systému sa stáva tenším a konektory sú kompaktnejšie.
Digitálny vstupný port (externý) umožňuje použitie kvalitnejších externých ADC.
SPDIF sa ako takéto porty používa už dlho. Dodáva sa s elektrickými alebo optickými konektormi. V multimediálnej počítačovej akustike sa prevažne používajú elektrické porty SPDIF. Preto sa v drvivej väčšine máp používa rovnaký formát. Optické SPDIF porty však nájdeme aj v domácej hudobnej výbave. Na pripojenie k takémuto zariadeniu je potrebné zvoliť karty s optickým portom. Zvukové karty s prídavným modulom portov majú obzvlášť veľkú sadu portov.
Vstupný (interný) port umožňuje pripojiť interné zariadenia, zvyčajne jednotky DVD.
Všimnite si, že špecifikácia PC "99 Audio a AC"97 odporúča sa aj univerzálne vysokorýchlostné obojsmerné rozhranie IEEE 1394 (vhodné aj na výmenu s digitálnymi fotoaparátmi a kamerami).
Niektoré karty tiež používajú I2S ako internú zbernicu, ktorá dopĺňa zbernicu AC-Link (pozri nižšie).
Ďalšie informácie o digitálnych rozhraniach nájdete v príslušnej prílohe

IEEE 1394
Voliteľný digitálny obojsmerný externý port. Má šírku pásma až 400 Mbps, PnP, hot plug.

CD SPDIF (digitálny zvuk)
Voliteľný digitálny interný vstupný port, 2-kolíkový, vo formáte MPC. Používa sa na digitálne pripojenie CD mechaniky a prehrávanie CD Audio CD (tieto výstupy mechaniky sú tiež voliteľné). Dátový formát je rovnaký ako SPDIF, ale namiesto 1V je možné použiť 5V.

SPDIF von
Voliteľný externý port digitálneho výstupu. Používa sa na digitálnu komunikáciu s reproduktorovým systémom (vrátane viaczložkového). Rozdiel oproti analógovému prenosu je badateľný len na dobrej reproduktorovej sústave. Digitálny port stojí adaptér 10 USD alebo viac.
Jeden port stačí na prenos stereo alebo zbaleného 6-kanálového streamu.
Formát elektrických konektorov: stereo mini telefónny konektor pre jeden port a G9 (digitálny DIN) pre 3 porty.

Vstup I2S
Voliteľný interný port vo formáte MPC (používa 3 vodiče). Používal sa v predchádzajúcich kartách od Creative na pripojenie zvukového výstupu dekodéra MPEG2. Lepšia kvalita ako SPDIF.

Porty sú anachronizmy
Špecifikácia PC "99 Audio odporúča používať porty USB namiesto nasledujúcich portov, čo znižuje náklady na adaptér a znižuje rušenie. Tieto porty zahŕňajú:

MIDI port
slúži na pripojenie hudobného MIDI nástroja (zvyčajne 4-6 oktávovej klaviatúry) cez voliteľný adaptér, ktorý stojí asi 20 dolárov.
herný port
voliteľné, používa sa na pripojenie herných ovládačov typu joystick (analógové aj digitálne vďaka použitiu rôznych skupín kontaktov).

Oba porty sú zvyčajne kombinované v zlatom konektore DB-15.

Blokovať I/O súbory PCM

Vstupno-výstupná jednotka súboru PCM (Wave in/out) využíva rozhranie PCI na výmenu zvukových súborov vo formáte PCM s „vonkajším svetom“ a môže to urobiť pre niekoľko súborov súčasne.

PCI rozhranie

Aktuálna verzia je 2.2. Ale používa sa aj 2.1, ktorý sa veľmi nelíši.
Dôležitejšie je, aby adaptér mal režim PCI Bus Master – režim výmeny dát cez zbernicu PCI s minimálnym zapojením procesora. To uľahčuje softvéru implementáciu mnohých zvukových funkcií, ako je napríklad syntéza zvuku. Aktuálne pre adaptéry, ktoré nemajú určité hardvérové ​​bloky, napríklad MIDI syntetizátor. PCI Bus Master je v súčasnosti implementovaný takmer vo všetkých adaptéroch.

Zloženie hardvéru Zvukový adaptér AC "97

Pozrime sa, ako je architektúra zvukového adaptéra implementovaná v špecifikácii Intel AC "97, kde je skratka AC Zvukový kodek, 97 - rok prijatia prvej verzie "špecifikácie" - 1997. Aktuálna verzia je 2.2 z roku 2000.

Zväčšenie

Hviezdičky (*) na obrázku označujú voliteľné komponenty. Vnútorné porty kodeku sú umiestnené na ľavej strane. Ako vidíte, existujú nasledujúce hardvérové ​​​​komponenty:

Audio kodek AC "97 (Analógový kodek). Ide o analógovú časť adaptéra. Obsahuje analógový mixér, ADC, DAC, analógové porty. Je implementovaný hardvérovo vo forme jedného alebo dvoch čipov.
Ovládač AC "97 (Digitálny ovládač). Vykonáva digitálne spracovanie audio streamov vrátane mixovania, MIDI syntézy, 3D, efektov. Vykonáva sa vo forme jedného čipu. Testy ukazujú, že ovládač môže ovplyvniť zafarbenie zvuku.
Zbernica AC-Link spája kodek s ovládačom. V integrovaných riešeniach sa používa odbočka zbernice do slotu typu CNR.

Špecifikácia AC "97 konkrétne stanovuje, že kodek a radič sú implementované ako samostatné čipy. Kodek je umiestnený čo najbližšie k výstupným konektorom, čo znižuje hladinu hluku.

Viazanie, operačný zosilňovač

Medzi portami kodeku a konektormi adaptéra je „páskovanie“. V prvom rade ide o čip operačného zosilňovača (typ Philips TDA1308), ktorý chráni výstup predného vedenia pred preťažením. To vám umožní pripojiť k nemu aj slúchadlá, ktoré majú oveľa nižšiu impedanciu (podľa štandardu 32 Ohm) v porovnaní s impedanciou 1 kOhm pre aktívne reproduktory.
Upozorňujeme, že ostatné výstupy (zadný, kino) zvyčajne nie sú chránené a preto sa neodporúča pripájať k nim slúchadlá (iba reproduktory).
Vstupné porty môžu byť tiež chránené (tranzistormi, kondenzátormi, čipmi atď.). Dôležitosť tejto väzby je nepopierateľná.
Škodlivým anachronizmom je prítomnosť výkonového zosilňovača v niektorých lacných adaptéroch (na použitie lacných pasívnych reproduktorov). Nielenže je takýto zosilňovač nízkej kvality, ale je aj dodatočným zdrojom hluku a tepla. Preto sa odporúča vypnúť (pomocou prepojky).

AC "97 kodek a jeho kvalitatívne parametre

Bloková schéma

Čísla v diagrame znázorňujú pripojenie ADC / DAC s príslušnými portami. Ak sú názvy interných portov v zátvorkách (CD Audio atď.), znamená to, že sú voliteľné. Všetky dodatočné vstupy a výstupy zobrazené v hornej časti sú však na kodeku prítomné a je na výrobcovi, či príslušné porty do adaptéra nainštaluje alebo nie. 3 stereo linkové vstupy pre CD Audio, VIDEO a AUX. 2 mono linkové vstupy sú pre TAD a PC BEEP (pozri vyššie).
Názov čipu je skratka ( do vedenie / dec kódovanie; v anglickej literatúre - kodek, spol der / dec alebo), vytvorený z názvu jeho hlavných komponentov - ADC / DAC. Tieto vykonávajú konverziu zvukového signálu z analógového na digitálny (kódovanie) a naopak (dekódovanie).

Vstup pre mikrofón má programovateľné zosilnenie, ako aj prepínateľný 20dB boost režim (20dB Boost). Ten je potrebný pre mikrofóny dynamického typu (na rozdiel od elektretových). Voliteľný druhý mikrofónový vstup umožňuje súčasne používať jeden mikrofón v náhlavnej súprave, ktorý sa používa na reč, a druhý vysokokvalitný stolný mikrofón.
Výstup na slúchadlá má impedanciu zosilňovača 32 ohmov, respektíve je potrebné zvoliť rovnaké slúchadlá.
SPDIF von.Špecifikácia vyžaduje prenos audio streamov s frekvenciou 48 kHz, čo zaručuje kompatibilitu s domácimi spotrebičmi. Ak je cez rozhranie vyvedený súbor PCM so vzorkovacou frekvenciou inou ako 48, potom sa pred odoslaním cez zbernicu AC-link transparentne skonvertuje na 48 kHz. Podpora pre iné frekvencie (t. j. žiadna konverzia, „presný bit“) je voliteľná. Upozorňujeme, že kodeky s portami SPDIF sú stále zriedkavé.
mixér môže mať analógové ovládanie tónu. Softvérový alebo hardvérový digitálny ekvalizér však umožňuje jemnejšie ladenie.
ADC/DAC majú bitovú hĺbku 16, 18 alebo 20 (nie vyššiu) a obmedzenie súvisí so zbernicou AC-link, pozri nižšie. Zápis (cez rozhranie PCI) je však obmedzený na 16-bitové súbory PCM.
Kodek je plne duplexný, t.j. umožňuje simultánne nahrávanie a prehrávanie a v rôznych režimoch.

Možnosti kvality kodeku
Bitová rýchlosť kodeku sa vzťahuje na bitovú rýchlosť jeho základných ADC a DAC. Ako už bolo spomenuté, bitové hĺbky kodekov nie sú ani zďaleka úplnými parametrami ich zvukovej kvality. Napríklad kodeky Cirrus Logic CS-4294-KQ a CS-4294-JQ od tej istej spoločnosti majú rovnakú bitovú hĺbku, ale odlišnú kvalitu.
Pozoruhodný je fakt, že parametre 2- a 4-kanálových kodekov od rovnakého výrobcu a z rovnakého radu sú rovnaké.
Keďže DAC sa používa oveľa častejšie ako ADC, obmedzíme sa len na parametre DAC. To zodpovedá parametrom D-A cesty kodeku (z digitálneho na analógový).
Pozrime sa na hlavné parametre kvality zvuku (platí pre akúkoľvek zvukovú cestu; ďalšie podrobnosti o definícii ciest a ich parametroch nájdete v príslušnej prílohe). Tieto parametre sú uvedené výrobcami kodekov v špecifikácii a pre maximálnu vzorkovaciu frekvenciu - 48 kHz pre kodeky AC "97 (pretože v tomto prípade sú čísla najvyššie).

DR (Dynamic Range), dynamický rozsah.
Toto je pomer najsilnejšieho signálu k šumu v jeho prítomnosti (a šum je vo svojej podstate nezávislý od signálu). Merané v decibeloch. Čím väčší rozsah, tým lepšie. Za dobré hodnoty sa považujú 85 dB a vyššie.
Všimnite si, že toto číslo by sa malo považovať len za hornú čiaru, smernicu. Faktom je, že po prvé, meranie sa vykonáva pre čistú sínusoidu. Pre skutočný signál môže byť parameter oveľa menší. Po druhé, meranie sa vykonáva pre maximálny signál. Pre normálny signál strednej hlasitosti bude pomer tiež menší.
Bohužiaľ väčšina výrobcov kodekov dáva nie DR, ale ešte nadhodnotený parameter S / N (alias SNR) - pomer signálu k šumu, pričom šum sa meria pri absencii signálu, t.j. v ešte umelejších podmienkach.

FR (Frequency Range), frekvenčný rozsah rovnomernosti reprodukcie
s danými nátierkami. Toto je frekvenčný rozsah, kde krivka frekvenčnej odozvy nepresahuje špecifikované limity rozptylu. Čím väčší je tento rozsah pre dané hranice šírenia alebo čím užšie sú tieto hranice pre daný rozsah, tým menej sú frekvencie signálu po prechode kodekom skreslené. Pre dobré kodeky je to 20-20"000 Hz pri ±0,5 dB.
Všimnite si, že hranica rozptylu pre celý rozsah zvuku 20-20"000 Hz je zaujímavejšia (ako je zvykom v testovacích utilitách).
Je zrejmé, že FR je akýmsi „vyžmýkaním“ zo samotnej frekvenčnej odozvy a nezaručuje spoľahlivosť reprodukcie, ktorá je daná tvarom samotnej frekvenčnej odozvy a nielen rozpätím hodnôt.

THD+N (Total Harmonic Distortion plus Noise), THD plus šum.
THD vyjadruje úroveň skreslenia generovaného samotným kodekom (ktorá je úmerná signálu). V THD+N je tu zahrnutý aj šum (podľa definície nezávisí od signálu). Oba pomery sú vyjadrené v percentách. Čím nižší pomer, tým lepšie. Dobrá hodnota pre THD+N je 0,02.
Niekedy sa THD alebo THD+N vyjadruje v decibeloch. Vzťah medzi percentami a decibelmi je daný nasledujúcou tabuľkou (v ktorej je ľahké pokračovať vzhľadom na jej „periodicitu“).

THD + N %	THD + N dB
1	-40
0.9	-40.9151
0.8	-41.9382
0.7	-43.098
0.6	-44.437
0.5	-46.0206
0.4	-47.9588
0.3	-50.4576
0.2	-53.9794
0.1	-60
0.09	-60.9151
0.08	-61.9382
0.07	-63.098
0.06	-64.437
0.05	-66.0206
0.04	-67.9588
0.03	-70.4576
0.02	-73.9794
0.01	-80
0.009	-80.9151
0.008	-81.9382
0.007	-83.098
0.006	-84.437
0.005	-86.0206
0.004	-87.9588
0.003	-90.4576
0.002	-93.9794
0.001	-100

2- a 4-kanálové kodeky
Hoci špecifikácia uvádza jeden kodek, v skutočnosti neexistuje žiadny 6-kanálový kodek. Kedy 6 kanálov adaptér v ňom Používajú sa 2 kodeky, z ktorých jeden je 4-kanálový a druhý je 2- alebo 4-kanálový (umožňujú to ovládač AC "97 aj zbernica AC-link).
Upozorňujeme, že použitie 2 kodekov je nadbytočné, pretože obidva majú napríklad linkový vstup, pričom sa používa iba jeden. Namiesto druhého kodeku postačí dekodér. Jeho mixér je však tiež nadbytočný, pretože nie je potrebné nič miešať a hlasitosť je možné ovládať na digitálnej časti cesty. Preto sa v niektorých adaptéroch namiesto druhého kodeku používa DAC (zvyčajne od Philipsu), pričom jeho pripojenie nie je cez AC-link, ale cez jednoduchšiu I2S zbernicu.

Aktuálna situácia s kodekmi
V súčasnosti všetky zvukové karty (z uvažovaných), od najlacnejších po najdrahšie, používajú kodeky približne rovnakej kvality. Preto to dôležité
radu: ak bude karta slúžiť na prehrávanie hudobných CD a zvukových súborov (komprimované súbory ako MP3, MIDI, WAV súbory), potom postačia najlacnejšie karty (s požadovaným počtom výstupov).
V prípade drahých kariet sa platí za pokročilé digitálne spracovanie zvuku (3D zvuk, tvorba MIDI skladieb a pod.), ako aj za digitálne porty.

Parametre cesty PC-D-A

Obmedzíme sa na relevantnejší prípad reprodukcie (ale všetko, čo je uvedené nižšie, je možné zopakovať pri nahrávaní). Parametre kodeku opisujú cestu D-A kodeku, ktorá je len časťou celkovej cesty PC-D-A (od digitálneho prehrávania po linku). Kvalita posledne menovaného je dôležitejšia a závisí od kvality rozloženia dosky plošných spojov a od výkonových filtrov a od potrubných prvkov, ako sú kondenzátory a operačný zosilňovač.
Pre informáciu: základné požiadavky na cestu PC-D-A podľa MS PC "99 sú

FR(48,0 kHz): 20-19"200 Hz
DR: => 80 dB
THD+N: <= -65 дБ (0.055 %).

Ale tu je momentálny stav:

Výrobcovia adaptérov tieto údaje neuvádzajú.
Univerzálna technika získanie takýchto parametrov ešte nie je všeobecne akceptované.
Iba malý počet testerov zvukových adaptérov má túto techniku ​​​​na porovnávanie viacerých adaptérov.

Podstatou techniky je vytvorenie súboru s referenčnou sínusoidou na pevnom disku. Potom pri prehrávaní tohto súboru zoberte analógový signál z testovaného linkového výstupu a aplikujte ho na linkový vstup profesionálnej 24/96 karty, napríklad EgoSys Waveterminal 2496. Zaznamenajte signál a zanedbajte malé skreslenia vstupnej cesty karty 24/96, analyzujte signál a vypočítajte parametre. Na analýzu výstupného súboru sa používa program SpectraLab alebo utilita Alexey Lukin's Sound Card Analyzer.

AC-link zbernica

Zbernica AC-link poskytuje obojsmernú komunikáciu medzi zvukovým ovládačom AC"97 a zvukovým kodekom AC"97. Umožňuje pracovať s 12 dátovými tokmi (prichádzajúcimi a odchádzajúcimi) s bitovou hĺbkou až 20 bitov a vzorkovacou frekvenciou 48 kHz. Vo väčšine implementácií je frekvencia zbernice pevne stanovená na 48 kHz. To znamená, že ak má zvukový súbor aj vzorkovaciu frekvenciu 48 kHz, potom sa na jeden cyklus zbernice prenesie jedna vzorka. Ak je vzorkovacia frekvencia iná, napríklad 44,1 kHz pre zvukové stopy CD, vykoná sa predvzorkovanie v ovládači zvuku (blokom SRC, pozri nižšie). Teoreticky to prináša ďalšie chyby. Vo verzii AC "97 2.2 je k dispozícii voliteľný režim pre prenos streamov s frekvenciou 44,1 kHz a akéhokoľvek iného bez konverzie. To znamená, že frekvencia zbernice sa mení v závislosti od parametra streamovacej frekvencie. Túto možnosť by samozrejme mali podporovať obe ovládač zvuku a zvukový kodek.
V AC"97 2.0 bolo voliteľne pridané streamovanie pri vzorkovacej frekvencii 96 kHz.

Ovládač AC "97

Tu SRC (Sampling Rate Converter) je frekvenčný menič pre toky PCM.
Používa ho stream procesor, keď mieša streamy na rôznych frekvenciách, ako aj pri príprave dát pre zbernice AC-Link a SPDIF, ktoré bežne pracujú na 48 kHz. Štandardné hodnoty pre súbory PCM sú 48, 44,1, 32,0, 22,05, 16,0, 11,025, 8,0 kHz.
Ovládač má schopnosť vrátiť digitálny tok do hlavnej pamäte na následné presmerovanie na externú digitálnu zbernicu (napríklad USB). Toto sa nazýva „digitálna spätná väzba“ (digitálna spätná väzba); funguje tiež na frekvencii 48 kHz.
Schéma vynecháva už aj tak zaujímavý blok podpory zvuku DOS, ako aj MPU-401 a herné porty. PC"99 Audio odporúča namiesto toho použiť porty USB.
Hardvérové ​​implementácie nasledujúcich blokov sú voliteľné.

Hardvérovo zrýchlený zvuk PCM streamy cez rozhranie DirectSound API.
V prvom priblížení je dôležitý samotný fakt hardvérovej akcelerácie a nie konkrétny počet zrýchlených vlákien. Ako už bolo spomenuté, hardvérové ​​digitálne mixovanie je veľmi dôležité, pretože to umožňuje tak rýchlo, že „medzery“ nie sú na rozdiel od softvérového mixovania počuteľné. V súčasnosti majú všetky ovládače (možno okrem tých, ktoré sú zabudované do systémových čipových súprav) takéto zrýchlenie.
hardvérová akcelerácia pozičný 3D zvuk cez rozhranie DirectSound 3D API. Dôležitý je tu aj samotný fakt akcelerácie a až potom počet hardvérovo akcelerovaných 3D streamov (bodových zdrojov).
hardvérová akcelerácia Direct Music API a podporu DLS.
Hardvérovo zrýchlené dekódovanie pre zvukové formáty kín.
Upmixovanie.

Voliteľné tiež Digitálny vstup I2S prístav. Na rozdiel od SPDIF je toto rozhranie prakticky bez chvenia. Navrhnuté na komunikáciu s DVD mechanikami.
Ovládač má vo vnútri digitálny zosilňovač. Ako každý tranzistorový zosilňovač je citlivý na preťaženie a v tomto režime vytvára vysoké skreslenie. Pre niektoré ovládače táto „červená zóna“ začína s pomerne nízkymi nastaveniami na Wave faderi na Windows Universal Mixer. Preto sa odporúča po nainštalovaní ovládačov adaptéra nedotýkať sa tohto posúvača (zosilnenie sa potom rovná jednej), ale použiť len všeobecné ovládanie hlasitosti.
V ideálnom prípade by v pracovnom rozsahu zosilnenia nemal ovládač spôsobiť skreslenie pri nahrávaní alebo prehrávaní. V praxi to tak však nie je. Napríklad porovnanie troch kariet s rôznymi ovládačmi a rovnakými kodekmi M. Lyadova (Genius Sound Maker 5.1, Philips Acoustic Edge 5.1, karty Creative SB Live! 5.1; kodek SigmaTel STAC9708) odhalilo, že ovládač v Creative SB Live! 5.1 vytvára veľké nelineárne skreslenie na prednom výstupe.

DSP a HSP audio ovládače
Hardvérová akcelerácia efektov, 3D zvuková akcelerácia, implementácia digitálneho ekvalizéra atď. závisí výlučne od toho, či má audio ovládač zabudovaný DSP (audio digital signal processor).
Ak neexistuje DSP, zvukový ovládač sa nazýva HSP ( h založené na ost s signálne p processing), t.j. Namiesto DSP sa používa CPU. To samozrejme znižuje náklady na zvukový ovládač, ale vyžaduje si určitú úroveň výkonu procesora. Je známe, že adaptér na radiči HSP môže zaberať až 20 % zdrojov procesora. S DSP je spracovanie zvuku zaručené bez oneskorenia aj s procesorom Pentium-166MMX.
Niektoré audio DSP sú dokonca preprogramovateľné, aby podporovali nové technológie a vylepšenia (a opravy chýb).
Poradenstvo: považovať prítomnosť DSP v ovládači za významné plus.
Podľa špecifikácie AC "97 2.2 musí byť v kodeku umiestnený voliteľný výstupný port SPDIF (takéto kodeky ohlásil iba SigmaTel). V praxi je port zabudovaný do ovládača zvuku (a vstupný port SPDIF je tam často umiestnený ako dobre).
Niektoré ovládače majú tiež porty I2S, čo uľahčuje pripojenie ďalších DAC.

Porty a ich kombinácie

Znateľné nepohodlie spôsobuje prax kombinovania portov, ktorá ich núti zapojiť sa do „hrabania“. A to kvôli tomu, že zastaraný a ťažkopádny MIDI / herný port je stále umiestnený na lište zvukovej karty. Tento port nemá nič spoločné so zvukom a zaberá veľa miesta (pripomeňme, že PC "99 odporúča používať zariadenia pripojené cez USB).

Prispôsobenie výstupu pre slúchadlá
AC "97 2.2 má možnosť samostatného slúchadlového výstupu, pre ktorý musí mať kodek samostatný slúchadlový zosilňovač.
Na väčšine adaptérov je tento port kombinovaný s linkovým výstupom (a všestrannosť je dosiahnutá vložením operačného zosilňovača medzi port a kodek čipu). Samostatný port pre slúchadlá je najlepšou voľbou, pretože:

Netreba sa „potkať“ manipuláciou naslepo na zadnej strane počítača.
Slúchadlá sú v niektorých prípadoch vhodnejšie ako reproduktory (napr. ticho pre iných, lepšia kvalita zvuku).
Táto kombinácia vedie k určitej degradácii zvuku predných reproduktorov v populárnych kartách série SB Live!.

Kombinácia digitálnych a analógových portov
V prípade, že má 6-kanálová zvuková karta výstupné konektory vo formáte mini-jack, digitálny výstup a herný port, je na nej katastrofálny nedostatok miesta. To núti digitálny port skombinovať s (aspoň) jedným z analógových portov. Jedným z riešení nachádzajúcich sa v najnovších kartách je použitie kompaktného konektora G9 pre výstupné porty (spolu s rozdeľovacím káblom adaptéra).

Extra piny nepridávajú na spoľahlivosti a najlepším riešením by bolo použitie samostatných portov za cenu úplného odstránenia MIDI/herného portu.

Keď nepotrebujete adaptér

Počúvanie audio CD.
Môžete použiť vstavaný výstup pre slúchadlá na prednej strane CD mechaniky alebo linkový výstup na zadnej strane. Pre IDE disky je možné digitálne čítať skladby a prenášať ich do USB reproduktorov.
Prehrávajte zvukové súbory na reproduktoroch USB. Spracovanie zvuku (dekódovanie komprimovaných MP3 súborov, syntéza MIDI súborov) prebieha programovo, následne sa stream prenesie do USB reproduktorov.

Takéto riešenia majú nasledujúce kvalitatívne nedostatky:

vstavaný DAC CD mechaniky má nízke parametre (aby nepredražoval mechaniku).
USB reproduktory majú priemerný zvuk. Možno je na vine nedostatok izochrónneho prenosového režimu na zbernici USB. Pre túto možnosť by ste mali počkať na široký príchod rozhrania IEEE1394 na PC a vzhľad zodpovedajúcich stĺpcov.

Verzia zvukového adaptéra

K dispozícii sú nasledujúce možnosti zvukového adaptéra.

PCI karta

Všetko je umiestnené na mape: porty, kodeky a ovládač. Najbežnejšia a flexibilná možnosť, ktorá umožňuje upgrade adaptéra, ako aj možnosť maloobchodného doručenia.

Sada PCI karty s portovým modulom

Na držiaku karty je veľmi málo miesta, preto je riešenie s veľkým počtom portov vyrobené ako stavebnica karty a modulu portu. Modul obsahuje:

Lepšie konektory 6,3 mm (veľké) pre slúchadlá a mikrofón. Aby ste sa uistili, že mini-jack nie je vysoko kvalitný, stačí počas práce otočiť zástrčku: ozve sa prasknutie.
Mikrofónny predzosilňovač, ktorý vám umožňuje privádzať mikrofónový signál do linkového vstupu namiesto slabého mikrofónového vstupu adaptéra.
SPDIF v rôznych formátoch. Faktom je, že optické porty SPDIF TOSLINK sú široko používané v spotrebiteľských zariadeniach a elektrické v počítačovom audio.

Karta sa k modulu pripája viacžilovým káblom. Sú známe tri verzie takýchto modulov (zvyšovaním „strmosti“):

Doska dcéry. Jeho držiak sa jednoducho pripevní na zadnú stenu, doska sa nezasúva do žiadneho slotu. Doska je s kartou spojená plochým káblom zasunutým do hrebeňových konektorov.
Modul, ktorý sa zmestí do veľkej šachty (5,25"") šasi. Výhodou je úspora miesta a žiadne extra káble na stole. Nevýhodou je, že káble pripojené k prednej strane počítača nevyzerajú veľmi esteticky.
Externý modul („krabica“).

V posledných dvoch prípadoch sú konektory ľahko dostupné v porovnaní s umiestnením na zadnej stene puzdra systémovej jednotky. Takéto moduly stoja kartu približne 50 USD (interný modul) a 100 – 150 USD (externý modul). Upozorňujeme, že samostatný mikrofónny predzosilňovač stojí približne 60 dolárov.
Ostatné verzie budú súhrnne označované ako integrované (na systémovej doske). Ich cieľom je znížiť náklady na adaptér.

Adaptér je umiestnený na základnej doske a má samostatný riadiaci čip

Tu sú porty, kodeky a radič umiestnené na základnej doske a radič je vyrobený ako samostatný čip.
V zásade sa tento výkon nelíši od zvukovej karty. Slot PCI je uvoľnený. Keďže ovládač tvorí väčšinu nákladov na adaptér, na dosiahnutie cenovej príťažlivosti sa používajú lacné ovládače.

Integrovaný adaptér s ovládačom v systémovej čipovej súprave

Zvukový ovládač je zabudovaný v južnom mostíku systémového čipsetu (v prípade klasickej architektúry dvojmostového čipsetu).
Takmer všetky moderné čipsety sú takéto. Ovládač je však HSP a nemusí mať ani hardvérový digitálny mixér. Kodek je zvyčajne 2-kanálový.
V dnes už bežnom prípade sa kodek nachádza na systémovej doske. Na upgrade na 6 kanálov sa navrhuje zakúpiť kompaktnú kartu pre slot AMR, CNR, ACR, na ktorej sú umiestnené ďalšie kodeky a porty. Takéto mapy si len začínajú získavať na popularite.
Výrobcovia základných dosiek teda ponúkajú nasledujúce kroky aktualizácie.

1. Hneď od začiatku získate integrovaný 2-kanálový zvuk dobrej kvality a za veľmi málo peňazí.
2. Ak potrebujete 6-kanálový zvuk, potom je zakúpená karta CNR alebo ACR.
3. Ak potrebujete efekty, hardvérovú podporu pre 3D atď., Potom sa namiesto položky 2 zakúpi samostatná karta PCI a vstavaný zvuk sa vypne.

Od prvého dňa, kedy som „otvoril vchod“ do zvukovej karty podľa článku O. Shmeleva „Počítačový merací komplex“ prešlo niekoľko rokov. Veľmi pohodlná a dokonca by som povedal nevyhnutná vec pri nastavovaní a kontrole všetkých druhov audio ciest pomocou programov ako SpectraLab alebo . Pozrite si konštantné úrovne, skontrolujte frekvenčnú odozvu a jednoducho zapíšte dočasný súbor do pamäte pre neskoršie porovnanie alebo starostlivé prezeranie signálov - veľmi často to musím urobiť ... Ale vždy, keď používam túto zvukovú kartu, myslím, že Musel som presunúť vstupný konektor do systémového manažéra na prednom paneli, dať prepínače "vstupný delič o 10" (alebo dokonca o 100) a "otvorený / uzavretý vstup". Teda priblížiť sa k bežným vymoženostiam osciloskopu.

A potom sa do rúk náhodou dostala stará PCI-tá zvuková karta VIA TREMOR. No, to je, myslím, teraz urobím vstupný blok pre istotu. Všetky doplnkové detaily umiestnim do puzdra zo starej CD mechaniky, na jeho čelo dám vypínače a celé to prepojím so zvukovou kartou kúskom signálového kábla od monitora - má veľa vodičov, je tienený, a niektorí vodiči dokonca dvakrát - všetko by malo fungovať ...

Začal skrutkovať pohon...

Áno, najskôr je možno potrebné vysvetliť, prečo by sa malo niečo prerobiť na zvukovej karte, keď sa zdá, že je tam niečo komplikované - odstráňte kondenzátory na vstupe a získate „otvorený vstup“. Faktom však je, že na vstupných nohách kodeku je konštantné napätie (asi 2,5 voltu), ktoré potrebuje, aby fungoval. Ak sa rovná vnútornému referenčnému potenciálu, vzhľadom na ktorý analógovo-digitálny prevodník sleduje zmeny vo vstupnom signáli, potom horizontálna čiara nakreslená osciloskopom programu pôjde pozdĺž nulovej značky stupnice. Ak sa toto napätie zníži, povedzme, o 1 V, potom horizontálna čiara osciloskopu bude plávať dole o 1 V. A ukáže sa, že ak jednoducho odstránite kondenzátor zo vstupného obvodu, potom bude pripojený zdroj signálu, ak nemá na svojom výstupe kondenzátor, bude sa prehýbať, je to konštantné napätie. Preto je potrebné pridať ďalšie reťaze, aby sa táto prekážka „obišla“. Úloha je vo všeobecnosti jednoduchá a rieši sa na úrovni počiatočnej štúdie obvodov pomocou operačných zosilňovačov ( obr.1). Ak je výstup odporu R2, ktorý je podľa obvodu nižší, uzemnený, potom keď sa na vstup operačného zosilňovača privedie signál 0,25 V, výstupná úroveň je 0,25 * (1 + (R3 / R2) Ak pri rovnakých odporoch rezistorov R2 a R3 na spodnú svorku rezistora R2 aplikujeme konštantné záporné napätie 2,5 V, potom na výstupe operačného zosilňovača dostaneme konštantné kladné napätie 2,5 V. hodnota odporu R1 nepresahuje 100 kOhm, potom pri použití všeobecných operačných zosilňovačov s dostatočne veľkým vstupným odporom môžeme povedať, že vstupný odpor stupňa sa rovná odporu rezistora R1.

Konečný obvod vstupného bloku sa ukázal byť malý. Polovicu miesta na doske zaberá stabilizátor výkonu a filtre. Tu sa bez nich nezaobídete – kľúčové meniče napájania počítača a procesora vytvárajú veľké elektromagnetické „pozadie“, ktoré sa indukuje na akomkoľvek vodiči umiestnenom v skrini systémovej jednotky, či už ide o napájanie alebo signál.

Ale začnime pekne po poriadku.

Z pohonu sa teda začalo dymiť. Odpílil som nadbytočný plast - je tam veľa voľného miesta ... prišiel som na to, čo a ako bude pripevnené ... Podľa schémy ( obr.2) signály zo vstupného konektora J sú privádzané do spínačov S1 a S2, čím sa spína otváranie alebo zatváranie vstupov. Keď sú spínače otvorené, spodná medzná frekvencia na úrovni -3 dB bude približne 1,2 Hz, ak nie je zapnutých 10 deličov (S3 a S4), a približne 3 Hz, keď sú tieto deličy zapnuté. Všetky vypínače sú samostatné, t.j. nespárované - to vám umožňuje vybrať rôzne režimy v rôznych kanáloch. Vstupná impedancia bloku závisí od toho, či sú povolené deliče po 10 alebo nie. Keď sú otvorené, Rinput sa rovná približne 86 kOhm (R1 + R3 + R7 alebo R2 + R4 + R8), a keď sú zatvorené - 37 kOhm (R1 + R3 + R5 alebo R2 + R4 + R6). Samozrejme, táto časť obvodu môže byť vykonaná iným spôsobom, napríklad ako je znázornené na obrázku Obrázok 3- takže pri zapnutí deliča o 10 sa vstupný odpor zvýši aj 10 krát (približne) - až na 870 kOhm. Zároveň je však potrebné vziať do úvahy zmenu medznej frekvencie dolnopriepustného filtra tvoreného rezistormi R1R5 a celkovú kapacitu, pozostávajúcu z kapacity obmedzujúcich diód, vstupnej kapacity operačného zosilňovač a montážna kapacita. Tu nie je také dôležité, aby frekvencie začali „klesať“, ale aby fázový posun signálu začínal už od 3-5 kHz, čo je už kritické pre niektoré fázové merania. Pri výpočte týchto obvodov je vhodné použiť program (súbor na výpočet je priložený ako príloha k článku).

Obr.3

Vráťme sa k diagramu obrázok 2. Diódy VD1 ... VD12 chránia operačný zosilňovač pred veľkými vstupnými signálmi a obmedzujú ich amplitúdu na úroveň 1,7-2,2 voltov. V závislosti od vstupnej citlivosti zvukovej karty môže byť potrebné inštalovať reťazce menšieho počtu sériových diód.

Ako môžete vidieť z diagramu, rezistory, ktoré poskytujú vyššie uvedené vstupné odpory bloku, sú tiež deličmi vstupného signálu aj bez zapnutia S3 a S4. Toto sa robí špeciálne na kompenzáciu zosilnenia spôsobeného rozdielom v odporoch rezistorov v spätnej väzbe operačných zosilňovačov (R2 a R3 očíslovaním postava 1). To sa deje v dôsledku skutočnosti, že R2 v reálnom obvode podľa obrázok 2 pozostáva z niekoľkých - R9, R11, R12, R16 a R19, ktoré plnia funkciu tvorby napätia +2,5 V na výstupe bloku a umožňujú meniť jeho úroveň v rozsahu od 2,4 do 2,6 V. To je potrebné opraviť drift výstupného napätia +2,5 V, ktorý sa objavuje pri zahrievaní prvkov ako vo vstupnom bloku, tak aj v kodeku zvukovej karty. Pri práci v programe SpectraPLUS je niekedy potrebné posunúť jeden z grafov vertikálne, čo je možné vykonať otočením jedného z posúvačov rezistorov R11 a R14 nainštalovaných na prednom paneli jednotky.

Na výstupoch operačného zosilňovača sú rozdeľovače R21R23 a R22R24, tlmiace signál asi o 3,5 dB. Toto sa robí s cieľom tlmiť hluk, ktorý sa vyskytuje v operačnom zosilňovači. Nemôžete to urobiť a odstrániť R21 a R22, ale potom musíte zvýšiť odpory rezistorov R19 a R20 na približne 6,8 kOhm tak, aby výstup jednotky mal konštantné napätie +2,5 V. Rezistory R23 a R24 nie sú nainštalované na vstupnom bloku dosky a vo zvukovej karte na vstupe kodeku. Tým sa znižuje rušenie signálových vodičov pripojovacieho kábla.

Stabilizátor -5 V je štandardný mikroobvod 7905. Môžete dodať aj nízkoprúdový 79L05. Na prvkoch LRC sa vykonáva filtrácia napätia 12 V. Je žiaduce použiť všetky elektrolytické kondenzátory s kapacitou väčšou ako 1 000 μF a tlmivky s indukčnosťou vyššou ako 47 μH, ale v rozumných medziach - inak pri veľkej indukčnosti bude impulzný šum prechádzať cez tlmivku pozdĺž spojky. kapacita.

Všetky diely okrem vstupného konektora J, spínačov S1 ... S4, kondenzátorov C1 a C2 a rezistorov R11, R13 sú osadené na fóliovej jednostrannej doske plošných spojov o veľkosti 110x60 mm ( obr.4) (súbor dosky vo formáte programu je v prílohe článku). Uchytenie dosky je povrchové, nie je potrebné vŕtať otvory ani pre výstupné diely. Všetky diódy sú KD522 (alebo KD521) s takmer úplne odhryznutými vodičmi. Rezistory R1, R2, R5 a R6 sú MLT, pričom jedna svorka je prispájkovaná k vytlačenej dráhe a vodiče prichádzajúce zo spínača sú prispájkované k druhej. Všetky ostatné odpory a všetky keramické kondenzátory sú smd 0805. Všetky elektrolytické kondenzátory sú na doske a prilepené k nej horúcim lepidlom. Tlmivky vo filtroch môžu byť použité ako domáci výstup, tak aj import. Operačné zosilňovače - KR140UD608, je možné nahradiť akýmikoľvek inými univerzálnymi, hlavné je, že majú vstupnú impedanciu viac ako 300-400 kOhm.

Zostavenú dosku s prispájkovanými premennými odpormi môžete postaviť na stôl prispájkovaním odporov R23 a R24 a privedením bipolárneho napätia na dosku z laboratórneho zdroja energie. Po uistení sa, že na výstupoch operačného zosilňovača je napájanie a -5 V, je potrebné upraviť úroveň +2,5 V pomocou rezistorov R12R14 v miestach pripojenia výstupných deličov R21R23 a R22R24. Ak niečo nie je v poriadku, zdvihnite odpor R19 a R20. Potom musíte skontrolovať vstupné obvody, priviesť na vstup striedavé a jednosmerné napätie a monitorovať ich na výstupe operačného zosilňovača. Ak chcete mať iný deliaci faktor, musíte vybrať odpory rezistorov R5 a R6.

Spínače S1 ... S4 značky MT1 je možné nahradiť P1T-1-1. Sú upevnené na kovovej doske vhodnej veľkosti ( obr.5). Doska je spojená krátkym vodičom s telom CD mechaniky. Kondenzátory C1 a C2 - K73-17 s kapacitou 1,5 mikrofaradu pre napätie 160 V sú prispájkované priamo na svorky S1 a S2. Vstupný konektor používa natívny disk CD (3,5 mm). Rezistory R11 a R14 sú prevzaté zo starých dosiek monitorov. Spájkované do malej vreckovky, ktorá sa vkladá do vopred vyrezaných štrbín v prednej časti plastového rámu pohonu ( obr.6).

Obr.6

Doska plošných spojov vyrobená z fóliového textolitu bola vyrezaná tak, aby zodpovedala veľkosti plastového rámu ( obr.7). Aby stál na mieste, vyrežú sa do neho drážky a vyvŕtajú sa otvory. Dosku môžete samozrejme vyrobiť nie z textolitu, ale aby bola správne pripevnená, jej hrúbka by mala byť asi 1,5 mm.

Vstupná bloková doska je inštalovaná na montážnej konzole na mosadzných stojanoch zo základných dosiek ( obr.8). Podložky Getinax sú umiestnené pod hlavou upevňovacích skrutiek tak, aby „zem“ dosky nebola galvanicky spojená so skriňou pohonu, ale cez ňu so skriňou systémovej jednotky. Ak sa tak nestane, potom sa cez spojovací kábel získa „zemná slučka“, na ktorej sa bude indukovať rušenie elektromagnetickými impulzmi meničov.

Schéma spínania vstupnej jednotky so zvukovou kartou je znázornená na Obrázok 9. Spojenie "uzemnenia" oboch zariadení sa vyskytuje iba na jednom vodiči - svetlohnedom.

Na kresby 10, 11 a 12 znázorňuje celkový pohľad a napájací konektor namontovaný na zadnej stene plastového rámu. Konektor je prevzatý zo starej grafickej karty - vyrezaný priamo z kusu dosky plošných spojov. Všetky "zemné" vodiče spájajúce niektoré z nožičiek konektora sú odrezané. To všetko sa robí z rovnakého dôvodu - "uzemnenie" musí byť pripojené na jednom mieste zvukovej karty. Zobrazená doska plošných spojov je mierne odlišná od tej, ktorá je zobrazená vyššie v texte - na fotografii je možnosť s napájaním +/-5V op-amp a niektoré rozdiely v prídavných SMD komponentoch, ale to nie je dôležité.

Obr.11

Obr.12

Ako som povedal, použitá zvuková karta bola stará - VIA TREMOR s kodekom VT1617A. Jeho citlivosť je asi 1 V (rms) - vtedy sa začne silne preťažovať. Ukázalo sa, že karta je v použitom počítači veľmi hlučná ( obr.13) a vyžadovalo si malé vylepšenie súvisiace s filtrovaním výkonu.

Najprv som prerezal výkonové stopy mikroobvodov VT1723 a VT1617 (červené značky vľavo a vpravo pozdĺž obrázok 14):

Potom som povrchovou montážou priamo na dosku prispájkoval CLC filter pre VT1723 a stabilizátor pre VT1617 ( obr.15, obr.16 a obr.17). Ponechané zapnuté Obrázok 15 písmeno "A" a za ním nasledujúce čísla sú čísla pinov zbernice PCI na strane "A".

Obr.16

Obr.17

Na Obrázok 17 môžete vidieť vodič prichádzajúci z ľavej nohy odporu MLT na kolík 2 zbernice PCI. Ide o pripojenie na +12 V. Na samom okraji kontaktnej dráhy je úhľadne prispájkovaný tenký drôt MGTF. Ak dostanete veľkú kvapku spájky, môže to prekážať pri inštalácii karty, ktorá sa opiera o plastový kryt konektora. Na Obrázok 18 bližšie je znázornené miesto spájkovania drôtu na kontakt -12 V.

Ak zrazu karta na zbernici nemá +/- 12 V kontakty, tak sa dajú vyrobiť vystrihnutím medenej fólie a zlepením BF lepidlom. Tak som to musel urobiť na karte C-MEDIA na napájanie -12 V. Prešli viac ako tri roky, teraz je už v treťom počítači a za túto dobu vydržala niekoľko desiatok „škubnutí“.

Na Obrázok 19 celková fotografia upravenej mapy VIA TREMOR. Je viditeľný kúsok textolitu upevnený dvoma skrutkami, ku ktorému je kábel pevne pripevnený. Obidva povrchy tejto montážnej dosky sú uzemnené a na jednom z nich sú vyrezané oblasti, ku ktorým sú pripájané vodiče. Vstupné kondenzátory na linkovom vstupe sú zaspájkované a vodiče MGTF sú prispájkované k záplatám stôp, ktoré idú do kodeku, a smerujú k signálovým (červeným a zeleným) vodičom kábla. Všetky oplety, tienenia a voľné vodiče kábla sú prispájkované k "zeme" na montážnej doske.

Po všetkých týchto vykonaniach a inštalácii dodatočných elektrolytických kondenzátorov na napájanie na rôznych miestach zvukovej karty sa hluk znížil ( obr.20), žiaľ, stále dochádza k rušeniu s frekvenciou 46,88 Hz a jej nepárnymi harmonickými. Tie sa, samozrejme, znížili takmer na polovicu, ale toto nie je výsledok, ktorý by sme chceli dosiahnuť.

Ako sa toto rušenie tvorí, zatiaľ nebolo zistené. Ale vzhľadom na to, že jeho úroveň je menšia ako 100 μV (rms) a pri frekvenciách nad 1 kHz sú jeho harmonické nižšie ako 110 dB, je celkom možné, že to nebude brať do úvahy, najmä v režime osciloskopu. Samozrejme som neodolal a pozrel som sa na ňu, aká je. Na obrázok 21 je vidieť, že rušenie je digitálnej povahy, vyskytuje sa synchrónne v oboch kanáloch a má približne rovnakú úroveň - s najväčšou pravdepodobnosťou je indukované z meniča výkonu procesora. Pomohla inštalácia odporov R23R24 3,9 kOhm zo vstupov kodeku na zem (pri spolupráci so vstupným blokom). Úroveň základnej frekvencie klesla na -90 dB a harmonické nad 5. boli utlmené takmer na úroveň šumu. Prispájkovanie dodatočných elektrolytických kondenzátorov pre napájanie v zvukovej karte a keramických pre napájanie procesora a v napájacom zdroji neprinieslo hmatateľné výsledky. Neúspešné bolo aj tienenie karty mäkkým cínom a „odpojenie“ od skrinky počítača.

Graf ukazuje postupný nárast potenciálu v pozitívnom smere. V skutočnosti je tento offset spojený s nestabilitou napájania operačného zosilňovača a nie je hladký, ale chaotický a je vo frekvenčnom rozsahu od 0 do 10 Hz. Úroveň týchto nízkofrekvenčných výkyvov je však pomerne malá - nie viac ako 1-2 mV a v prípade potreby sa dá ľahko ošetriť inštaláciou stabilizátorov napájacieho napätia operačného zosilňovača (táto verzia dosky s plošnými spojmi je tiež zahrnutá) .

Na Obrázok 22 rušenie oproti predchádzajúcemu obrázku, ale časom sa zvýšilo:

Pri použití v spojení so vstupným blokom inej zvukovej karty (na základe kodeku CMI8738) toto rušenie chýba. Je možné, že karta VIA má nesprávne nastavenú „zem“ - všetko je tam veľmi primitívne ...

Teraz o nastavovaní parametrov v programe SpectraPLUS a jeho kalibrácii. Hovorí sa, že sieť má popis, ako to urobiť správne, ale nepodarilo sa mi s ním „prekrížiť“, takže som si musel zapamätať metrológiu. A pokiaľ si pamätám, pre použitie zariadenia ako meracieho zariadenia je potrebné prepojiť stupnice programu so skutočne prítomnými úrovňami signálu na vstupe (tu uvažujeme zvukovú kartu a vstupný blok ako celok) .

Príkladný sínusový signál s frekvenciou 1 kHz bol prevzatý z nízkofrekvenčného generátora G3-118. Hladina bola riadená voltmetrom VR-11A a osciloskopom. Schéma zapojenia je znázornená na obrázok 23.

Najprv vo všeobecnej ponuke hlasitosti programu Windows nájdeme požadovanú zvukovú kartu a v nastaveniach ju vyberieme, aby fungovala ako vstup, a začiarknite iba pred riadok „Lin. vstup“. Posuvný regulátor zodpovedný za citlivosť je zatiaľ nastavený do strednej polohy.

Andrey Goltsov, r9o-11, Iskitim, jar 2014.

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	Množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
	Obrázok 2
OP1, OP2	Operačný zosilňovač	KR140UD608	2			Do poznámkového bloku
VR1	Lineárny regulátor	LM79L05	1			Do poznámkového bloku
VD1-VD12	Dióda	KD522A	12			Do poznámkového bloku
R1, R2	Rezistor	33 kOhm	2	MLT-0,25		Do poznámkového bloku
R3, R4, R21, R22	Rezistor SMD 0805	2,2 kOhm	4	Vyzdvihnutie R3, R4 (pozri text)

Pripojenie amatérskych rádiových zariadení ku konektorom počítača pri použití virtuálneho osciloskopu, generátora, spektrálneho analyzátora

Dobrý deň milí rádioamatéri!
Vítam vás na stránke ""

Stránka skontrolovala niekoľko rádioamatérske programy pre osobné počítače simulujúca činnosť nízkofrekvenčného osciloskopu, generátora a spektrálneho analyzátora - „“, „“.

Dnes sa budeme zaoberať otázkou pripojenia testovaných zariadení k virtuálnemu osciloskopu a spektrálnemu analyzátoru, ako aj výstupu signálu generátora.
Každý počítač má minimálne dva výstupy zo zvukovej karty – výstup na slúchadlá a výstup (presnejšie vstup) na pripojenie externého mikrofónu. Zvyčajne sú označené symbolmi: „výstup“ – slúchadlá (reproduktor), „vstup“ – mikrofón (Mic). Existuje ďalší typ konektorov zvukovej karty - takzvaný "lineárny" - výstup na pripojenie zvukovej karty k externému zosilňovaču, je označený nápisom " výstup“, a vstup na pripojenie signálu z externého zariadenia, je označený nápisom “ linka in“. Všetky tieto výstupy-vstupy sú určené hlavne na pripojenie štandardného 3,5 mm stereo jacku (ako v bežných stereo slúchadlách).

Na pripojenie amatérskych rádiových zariadení na testovanie (nastavenie) k zvukovej karte a na výstup signálu generátora potrebujeme dva 3,5 mm konektory, ktoré je možné vziať z nepotrebných stereo slúchadiel. Opatrne odrežte vodiče z konektorov a rozoberte ich (očistíme ich od izolačnej vrstvy). V dôsledku toho získate nasledovné:

Teraz opatrne prispájkujte vodiče ako na obrázku (ak používate dva kanály osciloskopu alebo dva kanály generátora, potom musíte prispájkovať každý ďalší vodič).
Študované signály môžete pripojiť ku konektorom “ Mic" a " linka in“ a signál generátora možno prijímať na konektoroch “ reproduktor" a " výstup “.
V takom prípade musíte vziať do úvahy (aby ste nespálili zvukovú kartu) elektrické vlastnosti týchto konektorov:
♦ Vstupné konektory:
– „Mic“ – umožňuje vstupné audio napätie v rozmedzí 500 milivoltov (0,5 voltov);
– „line In“ – umožňuje vstupné audio napätie až do 2 voltov.
Tu sú priemerné elektrické charakteristiky konektorov a konkrétne tie závisia od vašej zvukovej karty. Úroveň vstupného signálu môžete upraviť na paneli operačného systému alebo na paneli zvukovej karty.
Ak ste si istí, že neprekročíte maximálne hodnoty vstupného signálu, môžete zariadenie pripojiť týmto spôsobom:

Myslím, že tu je všetko jasné. Pre každý prípad, pred pripojením zariadenia nastavte ovládacie prvky vstupného signálu na minimum a potom zvýšte úroveň na rozumné hranice (V zásade zvuková karta počítača ľahko prežije signál s úrovňou až 3 voltov).

Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami a bojíte sa vypáliť zvukovú kartu (a samozrejme by ste sa mali báť), potom môžete pripojiť zdroj signálu podľa nasledujúcej schémy:

Táto schéma pripojenia vám umožňuje skúmať signály s amplitúdou až 50 voltov. Takýto obvod spínania diód (možno použiť domácu KD522) obmedzuje maximálne napätie na vstupe zvukovej karty na niečo cez 1 volt (konkrétne to uvažujeme takto - 1 dióda - 0,65 voltu, dve diódy, ako v našom prípade - 1,3 voltov , a ak pripojíte 3 diódy, potom bude limit - 1,95 voltov).

Vylepšením tohto obvodu môžete tiež zapnúť ďalší delič napätia:

Zapnutím deliča napätia stokrát znížite úroveň vstupného signálu.

Signál generátora môžete vydávať zo zvukovej karty podľa nasledujúcej schémy:

V tomto obvode závisí hodnota odporu od toho, ktorý konektor použijeme.