Звуковая карта позволяет компьютеру воспроизводить и записывать большое число звуков.

Перед изобретением звуковой карты, персональный компьютер (далее –ПК) мог сделать всего лишь один звук – однотонный звуковой сигнал. Конечно, он мог изменить частоту звукового сигнала и его продолжительность, но он не мог изменить его объем или создать звуки другой тональности.

Изначально звуковой сигнал в ПК действовал, прежде всего, как сигнал различного рода предупреждения. Позже, разработчики пытались создать музыку для самых ранних компьютерных игр, используя звуковые сигналы различных частот и длин. Эта музыка не была особенно реалистична, кто–то возможно вспомнит звуковое сопровождение самых ранних игр для ПК.

Но к нашему счастью, звуковые возможности компьютеров их так сказать их многоголосность значительно увеличилась в 1980-ых, когда несколько производителей представили расширительные платы, предназначенные для управления звуками. Сегодня, компьютер со звуковой картой это норма, он может сделать намного больше, чем однотональный звуковой сигнал (в современных материнских платах также используется небольшой динамик для воспроизведения звуков). ПК может воспроизводить 3-D аудио в играх или объемный звук в DVD. Также предусмотрена возможность записать звук из внешних источников таких как микрофон, плеер и др.

В этой серии статей постараюсь рассказать как звуковая карта позволяет компьютеру создавать и записывать высококачественный звук.

Аналог по сравнению с цифрой.

Звуки, которые мы слышим и компьютерные данные звуков существенно отличаются. Аналоговый звук состоит из волн, которые перемещаются по воздуху. Люди слышат звуки, когда эти волны физически вибрируют и «бьют» по их барабанным перепонкам. Компьютеры, для воспроизведения звука в цифровой форме, генерируют электрические импульсы, которые представляют 0 и 1. Как и видеокарта, звуковая карта выполняет роль преобразователя между цифровой информацией внутреннего компьютерного мира и аналоговой информацией внешнего мира.

Звук сделан из волн, которые перемещаются через носитель, такой как воздух или вода.

Самая обычная звуковая карта почти всегда изготавливается на печатной плате, использует четыре компонента, чтобы преобразовать аналоговую и цифровую информацию межу собой, это:

1. Аналого-цифровой преобразователь (ADC)
2. Цифро-аналоговый преобразователь (DAC)
3. ISA или PCI интерфейс, чтобы соединить карту с системной платой
4. Входные и выходные соединения для микрофона и динамиков

Вместо отдельных ADC и DAC, некоторые звуковые карты используют микросхему кодера/декодера, так называемый CODEC, который выполняет обе функции.

Звуковая карта должна преобразовать между звуковыми волнами окружения и битами и байтами компьютера

Предположим, вы хотите использовать свой компьютер, чтобы записать свою речь. Первое что вы делаете, это говорите в микрофон, который в свою очередь подключен к звуковой карте. ADC преобразовывает аналоговые волны вашей речи в цифровые данные, которые может понять компьютер. Чтобы проделать это он выбирает и оцифровывает произносимый вами звук, производя измерения волны через короткие интервалы времени.

Аналого-цифровой преобразователь измеряет звуковые волны через короткие интервалы.

Число измерений в секунду, называется частотой дискретизации и измеряется в Гц. Чем выше частота дискретизации карты, тем более точно она записывает звуки.

Далее вы захотели воспроизвести свою запись через динамики, DAC выполнил те же самые шаги, что и ADC только наоборот. С точными измерениями и быстрой частотой дискретизации, в результате восстановленный аналоговый сигнал может быть почти идентичным исходной звуковой волне. Но, даже очень высокие частоты дискретизации все же вызывают некоторое ухудшение качества звука. Физический процесс движущегося звука через провода также может вызвать его искажение.

Производители звуковых карт используют для оценки качества звуковой карты два вида измерений, это:

• Суммарный коэффициент гармонических искажений (THD), выраженный в процентах
• Соотношение сигнал/шум (SNR), измеренный в децибелах.

И для THD и для SNR, меньшие значения указывают на лучшее качество. Некоторые карты также поддерживают цифровой ввод, позволяя сохранять цифровые записи, не преобразовывая их в аналоговый формат.

В следующей статье рассмотрим другие компоненты звуковых карт.