硬件高手—声卡

硬 件 高 手 — 声 卡 《电脑爱好者》编辑 《 电 脑 爱 好 者 》 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 认知篇 一日小编的声卡突然罢工，害得小编只好哼着小 调自得其乐。不过话又说回来，电脑中少了声卡可不 行。这样就无法听MP3，无法与MM、GG进行语音交 谈，就无法……。声卡，顾名思义就是电脑中用来发 出声音的设备。它的作用就像是人体喉咙中的声带一 样，有了它就能发出声音。这小小的声卡究竟有多少 能耐呢？下面，笔者以创新Sound Blaster Audigy2 Plati- num版声卡（以下简称“Audigy2”）为例（如图1所示）， 让大家从“心”认识声卡。 声霸卡不是声卡的全称 创新 Sound Blaster（中文称为“声霸卡”）声卡是一款曾风靡全球的畅销声卡。在它之前的声卡 处于一种混沌的开发阶段，它的出现成了事实上的产业标准。以至现在还有很多人以为声卡的 全称是声霸卡。其实这完全是一个误解。大家只要从声卡的英文全称“Sound Card”，就可以看出它 与声霸卡“Sound Blaster”（该公司的其他产品还有：Sound Blaster Pro、Sound Blaster 16、Sound Blaster AWE 64、Sound Blaster Live!5.1、Sound Blaster Audigy等）是不一样的。正确的说话应该是：声霸卡只 是创新公司的一个声卡品牌。 一、声卡的分类 按照声卡的接口类型，可分为 ISA 接口、PCI 接口和 USB 接口（这里不讨论板载声卡）。 1．在 586以前时代广泛采用 ISA接口的声卡（比如：YAMAHA YMF719系列声卡），ISA的传输频宽 较低（仅能提供 6Mbps的传输速率），而且它会大量占用 CPU 资源，现在市面上 ISA声卡已比较少见了。 2．PCI声卡的传输带宽比 ISA声卡高得多（理论上可达到 133Mbps的传输速率），而且 PCI声卡具有 DLS （Down Loaded Sound）功能，可将波表合成存于硬盘上，使用时调入系统内存，由声卡进行音乐的波 表合成，因而声卡上不再需要配置存储器。另外，PCI 声卡就可以通过 PCI 总线音源储存在内存中，因 此占用的 CPU资源较少（仅为 5%～15%，而一般的 ISA声卡要占用 30%左右）。早期比较经典的 PCI声 卡有：创新 Sound Blaster Live!5.1系列、帝盟 S90/MX200、YAHAMA 724系列；最新的 PCI声卡有：创 新 Sound Blaster Audigy/Audigy2系列声卡。 图 1 6 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 3．US B 声卡其实就是内置声卡加上一个外置壳实现的。针对笔记本电脑、品牌电脑的用户原本使 用的声卡大多比较差，像创新 Sound Blaster Exdigy这类高档的 USB接口的声卡比较适合这类用户使用。 虽然 ISA接口的确存在一些缺点，但这也不代表说 ISA声卡的音质就一定比 PCI声卡差。另外，ISA声卡 在DOS下的兼容性比较好，有许多PCI声卡在一些DOS下的软件或是游戏当中反而不能发声。虽然现在几乎 没有人使用DOS，笔者这样提出来只是让大家知道 ISA声卡并不代表性能最差。 二、PCI声卡档板上的接口逐个数 在 Audigy2声卡上提供多达 6个输入输出端口 （从上至下分别是 Digital Out、Line In、Mic In、Line Out 1、Line Out 2、Line Out 3）和一个 SB1394接口 （如图2所示）。接口提供得越多，就会造成大家连接 设备时有些迷 。所以下面就逐个向大家解释这些 接口的含义以及对应连接的设备。 在声卡档板上，一般会标示此接 口的英文名称或图示。大家只要依照 这些英文或图示就可以很方便地连接。 1.Digital Out接口用于连接数字式音箱。这样， 可以避免模拟连接所带来的额外信号，减少噪音，并且可以减少模数、数模转换和电压不稳引起的信 号损失。由于它能以 2 4 b i t 采样音频，所以能在一个高精度的数字模数下维持和处理音频信号。 2.Line In 接口是线性输入接口，也就是音频输入接口，通常另一端连接外部声音设备（比如随身 听）的 Line Out端。 3.Mic In是麦克风接口，想必大家都知道这是连接麦克风的。 4.Line Out 1接口是第 1个线性输出接口，也就是第 1个音频输出接口。如果你是使用 2声道或 2.1声道 的音箱，只要将音箱连接到此接口即可。 5.Line Out 2接口是第2个线性输出接口。如果你是使用 4.1声道的音箱，除了要将前置音箱连接到Line Out 1接口外，还有将后置音箱连接到 Line Out 2接口。 6.Line Out 3接口是第3个线性输出接口，如果你是使用5.1声道或6.1声道的音箱，除了要将前置音箱 和后置音箱分别连接到 Line Out 1和 Line Out 2接口外，还要将中置音箱连接到 Line Out 3接口。 7.SB1394接口是创新公司为达到高速数字音频传送所提出的 IEEE1394兼容标准。创新的 SB1394标准保证 通过 SB1394连接的 IEEE1394接口设备可发挥最大性能，为用户提供在海量传输MP3格式文件、DV编辑、网络 连接等方面的应用体验。Audigy/Audigy2声卡内置 SB1394，可通过 IEEE 1394标准接口外接设备（如数码摄像 机、IEEE1394刻录机等），这对于没有提供 IEEE1394接口的主板的用户可以节省购买 IEEE1394接口卡的费用。 一般低档的声卡只提供一个 Line In接口、一个Mic In接口、Line Out和（或）Speaker Out接口。 至于 Line Out与 Speaker Out虽然都是提供音频输入，但是它们也是有区别的，如果声卡输出的声 图 2 《 电 脑 爱 好 者 》 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 音会通过具有功率扩大功能的喇叭，使用 Line Out就可以了；如果喇叭没有任何扩大功能而且也没 有使用外部的扩音器，那就使用 Speaker Out，因为通常声卡会利用内部的功率扩大功能将声音从 Speaker Out输出。 读 笔 记 6 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 一、通通透透声卡电路板上的芯片 声卡的所有电路均集中在这块电路板上（如图 3所示）。声卡都有一块数字信号处理（Digital Signal Processor，简称DSP）芯片，从AC'97开始，声卡上的D/A转换器必须和混音工作及DSP芯片分离。所以，在 新的声卡上一般还可以看到 D/A 转换器、运算放大器等芯片。除此之外，声卡上还会提供数个接口， 常见的有 CD-In、CD-SPDIF、TAD接口。 AC'97声卡 AC'97的全称是Audio CODEC'97，这是一个由Intel、YAMAHA等多家大厂商联合研发并制定的一个 音频电路系统标准。它并不是实实在在的声卡种类。目前最新的版本已经达到了 2.3。现在我们在 市场上能看到的大部分声卡的Codec都是符合AC'97标准的。如果用符合CODEC的标准来衡量声卡的 话，那么大部分常见声卡不管它是独立声卡还是板载声卡都可以叫做 AC'97声卡。 拆解篇 图 3 图 4 1.DSP芯片 DSP芯片是声卡上最大的一块芯片（如图 4 所示），它基本上决定了声卡的性能和档次。DSP是指声 卡中专门处理效果的芯片，常常又被称之为效果器。由于价格比较昂贵，通常只在高档的声卡中才有。 Audigy2的 DSP芯片处理能力非常强大，能够进行实时的音频效果处理。如果 CREATIVE配合适当的软件， 同样可以方便地实现 DTS 解码、虚拟环绕声处理、MPEG 解码等众多的功能。 教你看清DSP芯片上的标识 在这块芯片上都标示有商标、芯片型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息，所以，通 《 电 脑 爱 好 者 》 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 过这些信息你就知道你是使用什么样的声卡，比如从笔者这块声卡的DSP芯片上，就知道是CRE- ATIVE Audigy2声卡（编号为CA0102-IAT）。通常我们也按照此芯片的型号来称呼该声卡。读懂这 些信息后，你就再也不用怕重装系统后不知道你是使用什么样的声卡，以至让你的声卡“哑口无 言”。 2. D/A转换器 D/A 转换器负责将模拟信号转换为数字信号。因为一般的音箱都只适用于模拟信号，而计算机 中处理的通常是数字信号。所以声卡读出数字式的信号后，通过 D /A 转换器转换成一般音箱能接 受的模拟信号，再由它来带动音箱发出声音。反之也是同理。Aud i g y2 声卡的主声道和其他环绕声 道的 D/A 转换部分是通过支持 6.1 声道的 PHILIPS UDA1361T 芯片（如图 5 所示）实现的。这块芯 片比较小，如果不是仔细找的话，还很难看见这个小家伙。原来它是躲在 D S P 芯片的正上方偏左 的位置。 3. 运算放大器 Audigy2采用 3颗型号为 4558C的运算放大器。4558C的信噪比和转换速率比较高，非常适合用于高 保真音频电路。4558C的个头也很小，甚至比前面所说的 PHILIPS UDA1361T芯片还要小，我们可以在 Audigy2 声卡众多电容的输入输出部分找到它们（如图 6 所示）。 信噪比 信噪比是一个判断声卡抑制噪声能力的重要指标。通常有用信号和噪声信号功率的比值就是 SNR（Signal to Noise Ratio），单位是分贝。SNR值越大则声卡的滤波效果越好。按微软在 PC 98中的 规定，至少要大于 80 分贝才行。 二、通通透透声卡电路板上的其他插针 接下来，笔者再让大家认识一下 Audigy2 声卡电路板上提供的其他插针。值得说明的是并非所有的 声卡都兼具以下的插针，或者全部具有或者只拥有主要部件，这一方面取决于声卡的结构方式，但更 重要的决定于声卡的档次。 1.`TAD（Telephone Answering Device，电话自动应答设备接口）插针（如图 7所示），配合支持自动应答 的Modem和软件，就可以使电脑具备电话自动应答功能。 图 5 图 6 6 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 2. CD_In 插针（如图 8 所示），通过 3 针或 4 针的音频线（如图 9 所示）连接光驱上的模拟音频接 口，这样我们就可以实现 CD 音频信号的直接播放。有些声卡还会对应不同品牌的光驱，提供 2 个以上 CD-In插座。 3. AUX_In 插针（如图 10 所示）：用于将 MPEG编／解码卡、电视卡、DVD解压卡等设备的声音信 号输入声卡，使得各种设备的声音信号都通过声卡送到音箱。 4. SB1394插针（如图 11所示），这是通过 Audigy2 Platinum版声卡配带的数据线（如图 12 所示） 与配套的内置 Drive（如图 13 所示）相连接。使得内置 Drive也能提供高速 SB1394 接口。 5. CD_SPDIF（数字 CD音频输入接口）插针（如图 14 所示），它是通过 2 针的音频线（如图 15 所 图 7 图 8 图 9 图10 图11 图12 《 电 脑 爱 好 者 》 打 开 心 看 硬 件 之 声 卡 示）连接光驱上的数字音频接口，以接收来自光驱的数字音频信号，确保最大限度地减少声音失真。 6.JOYSTICK（游戏杆接口）插针（如图 16所示）， Audigy2声卡是通过外接游戏杆档板（如图 17所示）来 提供 15针的游戏 /MIDI接口的支持。主要用来连接游 戏操纵杆、游戏手柄、方向盘等外界游戏控制器，同 时也可用来连接 M I D I 键盘和电子琴等电子乐器上的 MIDI接口，实现 MIDI音乐信号的直接传输。 在低档声卡上一般直接在声卡档板上提供一个 15针的游戏 /MIDI接口。 7. AD_EXT SPDIF_IO（数字子卡扩展）插针（如图 18所示），通过数据线（如图 19所示）与配套的内置 Drive相连接，实现数字信号的输入和输出。 使得声卡能和专用的数字录音设备相连接， 并可输出 AC-3信号等，通常是在一些高 档的声卡上才具有这样的结构。 图13 图14 图15 图16 图17 图18 图19