专业声卡的选购

专业声卡的选购 电脑音响音响技术AVtcrI)11oLO【1” 【摘要】在《音响技术》2006年第11期和第12期刊登的《解析专业声卡》,从声卡的特征, 性能,功用等整体方面重点介绍了市场上的主流声卡.本文中,则是通过介绍声卡 的主要配制音效芯片和编解码器芯片,来反映主流声卡的功能与素质.最后介绍了 如何安装和改装声卡,使声卡的功效获得进一步的提高. 【关键词】声卡音效芯片编解码器芯片 多媒体电脑声卡作为音源和音频处理器,音频信 号由声卡内部的音量调节电路调整后输送到多媒体功 放输入接口,进行放大从而驱动扬声器发声.声卡在 Pc系统中的地位已经越来越重要,音质的好坏也越 来越被玩家重视,Pc界也出现了所谓的”发烧音响”. 1声卡的功用 cD音乐(CDAudio)录制成WAV文件时,将 AAS转换成DAS(即A/D转换)是声卡的主要功能 之一.从理论上讲,声卡的采样频率f目前大多能 达到48kHz)与采样精度(现在几乎全是l6bit)越 高,越能取得好的转换效果.通过混音器(Mixer)对 新流行的EAX与A3D)的出现及人们对其他特殊效果 (如回声)等功能的要求,声卡要有相应的音频芯片 来进行硬件加速处理,否则将大大增加CPU的负担, 影响系统整体速度. AC(AudioCodec)97’是Intel公司1997年推出的专 门针对声卡的业界标准与#设计#.其中规定声卡的 A/D,D/A转换与Mix混音操作要由单独的编码/解码 器(Coder—Decoder)芯片完成,与音效芯片分开,目的 在于提高声卡信噪比(SNR,SignaltoNoiseRatio),单 独进行上述工作以减少芯片内部相互干扰. 现在市面上所售声卡中,较新的都按照AC97’ 标准进行设计.但符合AC97’标准并不意味着必须 不同音源按用户要求进行管理和操作,如控制CD,是PCI声卡,许多ISA声卡也符合AC97’标准,因 Microphone,MIDI和Line—In等音源的重放音量与左为在1997年PCI声卡还很少见,只不过后者发展很快, 右声道平衡,控制录音音量,进行混合录音或放音等,已成为家用领域的主流. 尽量真实地模拟所需的声音.随着Pc环绕声f如最 2007.2—47 音响技术l AVtecDm~h3gtlI电脑音响 2声卡的主要特征及性能 2.1接口方式 采用PCI接口的声卡产品,其技术性能较ISA声 卡要强大很多,具体参见《解析专业声卡》…l『2.借 助PCI接口,声卡可以实现更多的技术特性,他可以 将波表样本存放在系统硬盘中,借助PCI的较高带宽 实现即用即取,使得波表声卡的成本大大减低.在即 插即用方面,PCI声卡也要比ISA声卡好得多,不会 受到诸如中断分配等问题的困扰.同时PCI声卡的系 统资源占用率仅为10%,15%,而一般的ISA声卡要 占用30%左右,这样系统有更多时间去处理别的事 情,在效率上PCI声卡也要高出许多倍. 2.2高质量的音色和较高的信噪比 PCI声卡一般拥有较高的信噪比(大多数可轻易 达到90dB),保证了输出的声音音色更纯,将杂音减 少到最低限度.而音色的好坏则取决于产品所选用 的音效芯片和做工(良好的布线和接口材料可以有效 避免外界信号的干扰.如果可能的话,购买声卡前 最好先进行试听,耳朵对音色的判断永远是最准确 的. 2.3MIDI合成效果 PCI声卡的优势之一是可使用先进的DLS(Down LoadedSound)技术,将波表音色储存于硬盘中,通过 声卡芯片处理,在播放MIDI时调入内存.这样不但 提供了良好的MIDI合成效果又可免去ISA波表声卡 上必须配备的音色库内存,减少制作成本.除大容量 的波表,MIDI合成效果还取决于声卡上波表合成芯 片支持的最大复音数(复音数即声卡可以同时发音的 个数).复音数越多,在播放MIDI音乐时听到的声部 就越多.如果MIDI乐曲中的复音数超过声卡的最大 复音数,则会丢失某些声部. 2.43D音效的支持 在ISA时代就有不少标榜”3D音效”的声卡, 但由于ISA接口声卡的带宽较小,其处理和回放三维 音效的能力十分有限.目前PCI声卡产品的3D音效 支持分为两大派,A3D(Aurea]Semiconductor开发的突 破性的互动3D定位音效技术)和EAxfEnvir0nmental AudioExtensions环境音效扩展集,主要职责是为游戏 加入3D混响效果oA3D技术声称只要2只音箱即 可营造出不凡的三维效果(4音箱当然更好),而EAX 则必须有4只音箱方能有良好的表现.除此之外,还 有使用CRL公司的Sensaura技术处理三维音效,但 效果不十分理想. 3主流产品 声卡的核心无疑是音效芯片,可以说声卡的基本 功能与素质取决于所用的音效芯片,决定产品的档 次.随着PCI总线的盛行与ISA总线的没落,这种转 型也包括所用的音效芯片.因为PCI总线的工作频率 与带宽已大大提高,若仍使用ISA声卡的芯片肯定不 能发挥应有的效能. 现在市场上声卡很多,但所使用的芯片不少都是 相同的,现介绍常用的PCI声卡及其音效芯片性能参 数,以便在选择时参考. 3.1创新公司CreativeSBLivel和SBLivelValue CreativeSBLive!可以说是目前性能最好的声卡, 采用EMU10K1高速音效处理芯片,支持2路4音箱 输出,通过附加子卡可以拥有S/PDIF输入/输出功 能,同时支持未来的7.1音箱输出,支持创新自行开 发的EAX环境音效.SBLive!Value是SBLive!的简化 版本,只去掉了数字附加子卡接口,在功能和价格上 相对更为平易近人.在信噪比上,SBLive!系列号称 有120dB,使用时感觉确实不错. EMU10K1芯片搭配创新的CT1297一TATCodec 芯片.他采用0.35m制造工艺,集成200多万 个晶体管,能达到1000MI/s的运算能力(相当于 1枚普通Pentium处理器).主要技术特征是集成了 E—mu所开发的环境音效技术(EA:Environmental Audio),E—mu第4代音效模拟技术以及达尔文硬盘 录音组合功能.因此从某种意义上说他已经不是一 般的音效芯片,而具备了一定的专业水准,具体性 能可参见《解析专业声卡》n】一文.1999年3月底, 创新公司推出了最新的EAX3.0环境音效API.借 助EMU10K1的硬件加速将把EAX提到更高的表现 水平. ES1370,ES1371和Creative5507芯片分别用于 创新的EnsoniqAudioPCI(SoundBlasterPCI32】,Sound BlasterPC164和SoundBlasterPCI128,其中前两个由 Ensoniq公司(后被创新兼并)研制.这3个芯片都 2oo7.2—48 只有32个硬件复音,其中PCI64与PCI128可通过 相应的软波表扩充到64与128个复音,并且都可使 用48MB的样本下载空间.他们支持DirectSound与 DirectSound3D,能通过软件升级方式支持EAX,不 过只兼容EAX的3D环绕部分,而环境音效部分因为 芯片不同无法支持.但是Creative5507已能真正支持 4声道环绕输出,而ES1371则是通过软件模拟来产 生4声道输出效果.由此不难看出,Creative5507的 综合性能更好一些. 3.2帝盟MonsterSoundMX300/S—onicIMPACT$90 MX300采用AS(AurealSemiconductor4)公司集成了 330万个晶体管的Vortex2AU8830A2处理芯片,拥有 最新的A3D2.0处理功能.他支持2路4音箱输出, 可以自动把2音箱模拟成4音箱输出.与SBLive!相似, MX300也可通过MX—Link扩展接口,实现S/PDIF输出, 并支持5.1音箱输出,在软件调节上也支持Equalizer 精细调节高低音.MX300比较倾向提供高质量和精 确的A3D音效输出,在游戏的声音表现上可产生更 加逼真的效果.帝盟的$90是中档声卡中最好的产 品之一,他采用AurealAU8820B2芯片,支持A3D音 效,在兼容性和音色的输入和输出方面非常不错,但 在MIDI回放的层次感稍差一些,且只支持1对音箱. 但总的来说,在这个价位的声卡中,$90无疑是最值 得购买的一款. Vortex一1(AU8820)芯片是目前市场上使用最多的 芯片之一.他的主要特点是完全支持As公司所开 发的A3D1.0标准,同时具有64个硬件复音并支持 DLS,最多可使用4MB的RAM存储波表样本.芯片 本身SNR高于90dB,如果配合相应软件,还可以进 行DolbyDigital(AC一3)解码操作.另外,As公司还在 AU8820中加入新SoundBlaster/Pro模拟技术,可有效 支持DOS环境.而且AU8820还支持MPU一401,可 直接连接使用ISA总线的Modem芯片进行功能扩展, 必要时还可外接摩托罗拉公司(Motorola)的56011DSP 芯片来加快解码速度.使用Vortex一1芯片典型产品是 帝盟的SonicImpact$90,对A3D的支持比其他兼容产 品更为出色. Vortex一2(AU8830)芯片是AS公司的最新产品,在 1s内可处理600M条指令(600MI/s),具有320个复音 (其中64个为硬波表,256个软波表),支持DLS和 电脑音响夸响技术AVicflI11lol0~r, 4MB波表样本内存,支持最多96个DirectSound通道, 综合效能是AU8820的2倍,理论SNR高于96dB. Vortex一2最多可外接4个Codec和1个ModemCodec, 并且可通过子卡升级来进行DolbyDigital(AC-3)解码, 扩展能力很强.另外,只有他才支持最新的A3D2.0 音频环绕技术(上文所提到的A3D都只是1.0版本), 具有声音轨迹跟踪能力WaveTracking)和与EAX相同 的环境材质设置/响应功能,并可外接4只音箱,使 之达到目前最好的A3D效果.帝盟的MonsterSound MX300,TurtleBeach的MontegoII以及Xited的Storm Platinum声卡即采用此芯片.他们以相对较低的价格 (1100元左右)达到了近似于SBLive!的效果,是 A3D声卡的换代产品. 3.3雅马哈公司(YAMAHA) 目前流行的低档PCI声卡大都采用YAMAHA/ YMF724芯片,中凌3DS724A在性价比上无疑是 入门级产品中的首选.他能够模拟A3D音效输出, MIDI回放的表现不错,乐器音色的还原相当细腻, 真实,低音方面更具震撼,尤其在播放流行音乐 MIDI时曲风十分鲜明,音色及其空间感都很好,但 穿透力不强,数字音频有一些失真.作为音响市场 的名角,雅马哈公司一直拥有崇高的地位,但在音 效芯片领域却建树不多,其实几款产品也有相当不 错的口碑,而且与创新一样使用自己的芯片生产声 卡. YMF724E芯片是雅马哈公司当前的主力音效芯 片,一般配合同厂的YMF730Codec芯片,主攻低端 声卡市场.YMF724E—V除了兼容以往的雅马哈芯片 FM发音模式外,还将复音数增加到192个,其中64 个由硬件波表生成,另外128个由着名的SYXG50 软波表(也是雅马哈的产品)生成,可使用2-6MB 的样本RAM,效果相当不错.而且他还引入了雅马 哈与美国斯坦福大学合作开发的AdvancedSoundius— XGWavetableSynthesis技术,以前者的XG音色配置 表(可看作是对GeneralMIDI的扩展)为基础,旨在 增强特殊乐器表现效果的技术,能让MIDI更真实 地模拟乐器.此外,他还采用CRL(CentralResearch Laboratories1的Sensaura3D音效演算用于Direct Sound3D.原理类似于A3D,具有HRTF功能,实际 效果不次于A3D1.0.在I/O方面,YMF724E还支持 2007.2—49 音响技术I AVte曲”L1log”I电脑音响 S/PDIF接口,可直接输出数字音频信号.但该芯片 在DOS兼容性方面有些问题,虽然支持SBLink,实 际表现仍不稳定.不过雅马哈的XG音响技术的确不 错,在一些权威声卡评测中曾获得不少好评.采用 YMF724E芯片的产品除雅马哈的Waveforce192xG之 外,还有中凌(A—Trend)的3DS724A和昆盈(Qenius) 的SoundMaker128XG等,他是采用率很高的一种芯 片. YMF740芯片是雅马哈公司的最新产品,在 YMF724E的基础上改进而成.根据初步的技术资料 显示,他至少可表现42组特殊音效,21种鼓声共 676种乐器音效,同时还支持SB—Link以及DirectX6.0 的DirectSound与DirectMusic硬件加速. 3.4ESS公司 ESS公司可以说是声卡界元老,出品的音效芯片 型号很多,下面是其中几款较为流行的. Solo一1(ES1938S)芯片是ESS公司向PCI市场过 渡的型号,Codec电路从内部移出,复音数为32个, 支持1MB波表样本存储空间,芯片本身SNR大于 80dB.Solo一1兼容以前芯片的ESS和ESFM功能, 并支持SBLink接口,DistributedDMA和Transparent DMA技术,从而更好地兼容传统DOS游戏.同时与 ES1869F(ISA芯片)一样,仍使用由SpatializerAudio Laboratories开发的Spatializer3D音效处理器并加入对 ACAPI的支持,因此许多笔记本电脑都在使用.在成 品声卡中,启亨(Triplex)的”小红辣椒”与宏基(DCS) 的$819使用该芯片. Maestro一1(ES1948F)芯片以Solo一1为基础改进而 来,一般配合同厂ES1918SCodec芯片.Maestro一1 使用全新双声道引擎,复音数达到64个并使速度 与质量大为提高,同时支持1—8MB的DLS.另外 他还内建了工作频率为50MHz的64通道波形处理 器,配合专利设计的波表样本缓存,可单独处理通 道中的声音,如变调,滤音,颤音和回音等.在3D 音效方面,Maestro一1仍然使用Spatializer3D音效处 理器. 使用Maestro一1芯片的声卡很多,其中比较典型 的是启亨的”呛红辣椒”6dPCI与硕合的TeraSound 128PCI. Maestro一2(ES1968S)芯片从Maestro一1改进而 来,但变化较大,是目前ESS公司的主力产品. Maestro一2内建双声道引擎,具有64复音,可使用 最多8MB的RAM保存波表样本,芯片本身SNR 超过85dB.此外他在DirectSound3D中采用CRL 提供的Scnsaura3D音效演算方法取代Maestro一1 中的Spatializer3D,同时支持最多4只音箱输出. Maestro一2还支持较新的ACAPIv1.1与APMv2.1能源 管理规范,非常适用于笔记本电脑.使用Maestro一2 的产品主要有帝盟公司fDiamond)的SonicImpact$70 和启亨的”呛红辣椒”A3DPro. 3.5CirrusLogic/CrystalSemiconductor公司 CirrusLogic/CrystalSemiconductor公司(下文简 称CL/CS公司)是着名的集成电路生产商.Cirrus Logic公司在逻辑电路,显示芯片和接口控制芯 片(如PCMCIA)等方面有着傲人的成绩;而Crystal Semiconductor公司在音效芯片上有着雄厚的开发实 力,产品型号很多,可以说CL/CS公司的所有音效芯 片都是由他研制的. CS4280芯片是CL/CS公司较早的PCI产品,一 般搭配同厂出品的CS4297Codec芯片.CS4280具有 64个复音,支持最多2MB样本存储空间.此外他内 置SRS环绕效果器,并通过了AC97’,PC97’和PC 98’的认可,并已符合Pc99’中有关放大前级的规定. 另外,CS4280还支持MPU一401,FM合成,通过硬件 调整音量以及APM能源管理,非常适合在笔记本电 脑上使用. CS4614芯片是CL/CS公司较新的产品,Codec 一 般使用4297A.CS4614A—CM内建255MI/s的 SLIMDDSP构架,支持64复音并可最多使用4MB 的RAM保存波表样本,而且对NetMeetingAEC有硬 件加速功能,芯片本身SNR大于90dB.与ESS的 Maestro一2一样,他也支持ACAPI与APMv1.2能源 管理,并有较为完整的DMA兼容功能,对DOS环 境支持较好.在DSP音效方面,CS4614A—CM使用 CirrusLogic和CrystalClearStreamProcessor的核心电 路,配合所附软件可进行A3D效果演算.由于采用 BusMastering技术,CPU占用率较少,有利于保证 系统的整体速度.采用CS4614芯片的声卡主要有建 基(Aopen)的AudioPhantomAW500,实际使用效果 还是很不错的. 2oo7.2—50 3.6Trident公司 该公司目前主力PCI音效芯片是4DWave系 列.4Dwave—DX芯片具有64个硬件复音,支 持最高6MB波表样本容量,而且和ESS公司的 Maestro一1一样.可对单一通道的声音进行特殊处 理.在3D环绕方面,使用QSound最新开发的3D效 果器,支持HRTF的声音能量密度(IID:Interaural IntensityDensity1与声音延时差异(ITD:InterauralTime Difference1演算,多普勒效应模拟与延迟,并可用软 件模拟A3D.芯片本身SNR在9OdB以上,是目前 较有竞争力的产品.最新的4DWave—NX芯片则在 DX的基础上加以改进,支持S/PDIF输出与创新的 EAX.不过估计只是EAX中的3D环绕部分,而环境 音效可能由于处理速度不够而无法胜任.目前使用 该芯片的产品已迅速增多,如捷登的SonicWave4D, 占领了不小的廉价市场份额. 3.7ForteMedia公司 目前ForteMedia公司在声卡领域里主要的PCI音 效芯片是FM801,支持PCIv2.2(66MHz总线频率, 64bit带宽),BusMaster控制功能及高质量的音乐合成, 为能在DOS环境下工作,还兼容SBPro,支持64复 音和最大5MB的波表样本容量,支持S/PDIF输出并 集成QSound3D环绕效果器,理论SNR高于85dB. 使用FM801的声卡产品并不很多,较为典型的是中 凌公司的FMg01A. 3.8OAK公司 OAK公司目前主要PCI音频芯片是OTI一610, 也称Audio3D,一般搭配同厂OTI一608Codec芯片. OTI一610本身兼容A3D,在DOS下支持SBPro和WSS 模式,但兼容性不是很强.芯片本身具有32复音, 如果系统运算能力允许可借助软波表产生128复音 (在Pentium200中能产生64复音),最大波表样本容 量为4MB,DSP核心具有36MI/s的运算能力.最近, OAK公司在OTI一610的基础上推出OTI一612等新产品, 但使用他们产品的声卡很少. 3.9综合对比 在了解上述芯片的基本性能后,挑选声卡时就 能根据所采用的芯片了解其基本效能.如果从音响 效果看,最高级的无疑是创新的EMU10K1,虽然 SoundBlasterLive!系列声卡在物理性能测试中表现 电脑音响音响技术AWc”…0IDf{“ 并不理想,但就音响效果而言仍是目前最高水平, 配合4.1或5.1环绕播放系统,是发烧级玩家的至高 享受.其次,应该注意使用AS公司的Vortex一2和 Vortex一1芯片的声卡,物理性能有良好表现,而且音 响与环绕效果也非常出色,对于一般玩家已经足够. 至于使用雅马哈YMF一724与Trident4DWave芯片的 产品,在某些方面能力仍稍显不足.如果对声卡要 求不是很高,那么选择采用CL/CS或ESS芯片的产 品能得到最大的实惠. 当然,声卡最终的品质还要取决于众多的其他 因素,如Codec芯片,PCB板上的电阻与电容质量, PCB电路板的布线设计和驱动程序效率等.因此对于 使用同一芯片的声卡,建议选择品牌好的那一款,也 许价钱贵一些,但品质与性能更有保障. 4声卡的安装及改装 电脑声卡功能档次不一,为了使电脑音响发出美 妙的声音,避免噪声的干扰,根据所选声卡情况具体 对待. 首先要考虑声卡的安装及设置,一定要把声 卡插在远离显卡的插槽,以避免显卡的高频干 扰;同时,在采用外部放音设备时,信号输出一 定要选LINEOUT(信号输出)端口,而不要选择 SPEAKEROUT(扬声器输出)端El,可以绕过声卡的 功放部分,以取得最佳音效.其次要将声卡屏蔽,声 卡的数字信号处理部分不会受到干扰,易受干扰的主 要是模拟信号处理电路,可用适当的薄铜片剪成盒 状,尺寸正好覆盖上述芯片及其外围元件,并将其接 地.对于一般档次的声卡,其输出一般都是立体声耳 机插口,屏蔽及接触效果并不理想,插口可拆除或弃 之不用,可在机箱背板适当位置开口,固定一对镀金 莲花插座,用双芯屏蔽线连接于声卡的输出端.对 CD—ROM或DVD—ROM音频线,也改换为双芯屏蔽线. 通过几方面的改装,声卡的音效将得到进一步提高. 参考文献 [1】陈佥坤.解析专业声卡(一).音响技术,2006(11): 11-62 [21陈金坤.解析专业声卡(二).音响枝术,2006(!.2): 12—58固 2007.2—51