声卡和音箱

声卡和音箱 【课题】第8章 声卡和音箱 【课时】2,4学时 【教学目标】 1(知识目标 (1)掌握主板集成声卡和独立声卡的基本结构和性能参数。 (2)了解各种不同类型的音箱。 2(技能目标 (1)能够根据不同的环境和音箱的种类正确摆放音箱。 (2)掌握测试声卡、音箱的一些基本方法。 【教学重点】 1( 根据用户实际需要选购适用的声卡和音箱。 2( 掌握测试声卡和音箱的一些技巧。 【教学方法】 新课讲授。 【教学设备】 电脑、投影仪，如在一个局域网环境中，使用多媒体广播教学软件也可。尽可能多得准备一些声卡、音箱实物。 【教学】 讲解声卡和音箱时，一半时间要讲解基本结构和性能参数。另一半时间要讲解根据实际需求选购合适的声卡和音箱，及音箱的摆放。如条件许可，可以通过改变音箱的位置，让学生亲身体验实际效果。 【教学过程】 一、新课导入 1(知识回顾 声卡和音箱相对于其它配件来说，虽然不是必需的，但是随着多媒体技术的普及和发展，声卡和音箱早已成为标准配置。对于绝大多数普通用户，主板提供的集成声卡和几百元的音响的性能已足够满足一般用户的需求，关键是只有正确摆放音箱才能有效发挥它们的作用。 2(引入主题 (投影)展示本堂课的学习内容要点。 二、讲授新课 8.1.1 普通PCI声卡 • 普通PCI声卡结构 TAD CD IN AUX IN 输入输出接口 CODEC芯片 主芯片 游戏杆MIDI接口 金手指 安装挡板 声卡输入/输出接口 • 集成声卡 为了降低声卡的成本，主板厂商们纷纷在主板上集成了音效芯片，集成声卡又分成“集成软声卡”与“集成硬声卡”两大类。 ?集成软声卡 在一些主板南桥芯片上有着部分“Digital Control”的功能，通过CPU的参与和软件的合成，代替声卡“Digital Control”芯片完成工作;音频输出等工作由“Audio Codec”芯片完成。实现声卡的功能。 集成软声卡没有“Digital Control”芯片，采用软件模拟，所以CPU占用率比一般声卡高。如果CPU速度达不到要求或因为驱动软件有问题，就很容易产生爆音等问题。 ? 集成硬声卡 由于软声卡的诸多缺点，一些主板将普通声卡的“Digital Control”芯片也集成到主板上。这种“集成声卡”就是传统意义上的声卡，只不过是把它的芯片及辅助电路都集成到主板上而已。 8.1.2 声卡技术指标 声卡的物理性能参数很重要，它体现着声卡的总体音响特征，直接影响着最终的播放效果，其中，影响主观听感的性能指标主要有以下几项。 ,(信噪比 信噪比是声卡抑制噪音的能力，单位是分贝(dB);是指有用信号的功率和噪音信号功率的比值。信噪比的值越高说明声卡的滤波性能越好，一般的PCI 声卡信噪比都在90dB以上，高档的甚至可 以达到120dB。更高的信噪比可以将噪音减少到最低限度，保证音色的纯正优美。 ,(频率响应 频率响应是对声卡D/A与A/D转换器频率响应能力的评价。人耳的听觉范围是在20Hz到20KHz之间，声卡就应该对这个范围内的音频信号响应良好，最大限度的重现播放的声音信号。 ,(总谐波失真 总谐波失真是声卡的保真度，也就是声卡的输入信号和输出信号的波形吻合程度，完全吻合当然就是不失真，100%的重现了声音(理想状态);但实际上输入的信号经过了D/A(数、模转换)和非线性放大器之后，就会出现不同程度的失真，这主要是产生了谐波;总谐波失真就是代失真的程度，并且把噪音计算在内，单位也是分贝，数值越低就说明声卡的失真越小，性能也就越高。 ,(复音数量 复音数量代表了声卡能够同时发出多少种声音。复音数越大，音色就越好，播放MIDI 时可以听到的声部就越多、越细腻。目前声卡的硬件复音数不超过128位，但其软件复音数量可以很大，有的甚至达到1024位，不过都是以牺牲部分系统性能和工作效率为代价的。 ,(采样位数 由于计算机中声音文件都是数字信息，也就是“0”与“1”的组合。而声卡的位数指的就是声卡在采集与播放声音文件所使用数字信号的二进制的位数，该值反映了数字声音信号对输入的模拟信号描述的准确程度。目前有8位、12位和16位三种，位数越多，采样就越精确，还原质量就越高。通常所讲的64位声卡、128位声卡并不是指其采样位数为64位或128位，而是指的复音数量。 ,(采样频率 计算机每秒采集声音样本的数量。标准的采样频率有三种:11.025KHz(语音)22.05KHz(音乐)、44.1KHz(高保真)，有些高档次声卡能提供从5KHz-48KHz的连续采样频率。采样频率越高，记录声音的波形就越准确，保真度就越高，但采样产生的数据量也越大，要求的存储空间也就越多，因此要适可而止。44.1 KHz是理论上的CD音质界限，但48 KHz则更准确一些。 7(波表合成方式及波表库容量 现在的PCI声卡则大量采用更加先进的DLS波表合成方式，其波表库容量通常是2MB、4MB或8MB，而像SB Livel声卡甚至可以扩展到32MB。 ,(多声道输出 早期的声卡只有单声道输出，后来发展到左右声道分离的立体声输出。近来随着3D环绕声效技术的不断发展和成熟，又出现了多声道输出声卡，高档声卡如SB Live、低档声卡如SB PCI 64/128，典型的产品提供两对音箱接口、四声道输出，有的高档声卡甚至可以提供5.1声道数码同轴/光纤输出功能。 简单的音响系统包括音源、功率放大器和音箱三个环节。音箱分为有源音箱和无源音箱;有源音箱就是与放大器是组装在一起的音箱;无源音箱的放大器是独立于音箱外。 8.2.1 音箱的结构 • 扬声器 扬声器是整个音响系统的最终发声器件，有源音箱上所用到的扬声器按用途主要分为四大类:高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器和全频带扬声器四种。按结构可分为锥盆扬声器和球顶扬声器。 • 功率放大器(功放) 有源音箱的功放一般都放在低音炮中(低音炮的体积大，便于安装)，主要由功放电路和电源变压器组成，功放电路用来对音乐信号进行放大并实现各种操作功能，而电源变压器则为功放组件提供电能。 • 分频器 分频器的作用是根据频率将音乐信号分别分配给高音、中音、低音扬声器，高档的分频器还能对声音的音色进行调整。 • 箱体 箱体的作用是防止发生“声短路”现象。“声短路”现象是指扬声器的正面和背面所发出的声波因相位相仿而抵消，主要发生在低频段。扬声器如果不装在音箱上是没有低音的，对箱体而言，除了外观漂亮外，一般其材料越厚、越重就越好。 8.2.2 音箱的种类 根据基本结构的不同，有源音箱又分为书架式、2.1、4.1、5.1等四种。 8.2.3 音箱的摆放 8.2.3 音箱的指标 • 功率: 决定了音箱所能发出的最大声音强度。目前音箱功率的标注方式有两种:额定功 率和峰值功率。前者是指能够长时间正常工作的功率值;而后者则是指在瞬间能达到的最大 值，虽说功率是越大越好，但也要根据房间的大小来选购，如20平方米的房间，2×30W功 率的音箱也就足够了。 • 失真度: 失真度在音箱的选购中是十分重要的一个指标，一般用百分数表示，越小越好。 它直接影响到音质音色的还原程度。 • 频率范围: 是指音箱最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围，单位是赫兹 (Hz)，一般来说目前的音箱高频部分较高，低频则略逊一筹，如果对低音的要求比较高，建 议配上低音炮。 • 频率响应: 是指音箱产生的声压和相位与频率的相关联系变化，单位是分贝(dB)。分贝 值越小说明失真越小，性能越高。 • 信噪比: 音箱的选购中信噪比也是一个非常重要的指标，信噪比过低噪音严重，会严重 影响音质。一般来说，音箱的信噪比不能低于80分贝，低音炮的信噪比不能低于70分贝。 8.2.3 音箱的指标 • 阻抗: 指扬声器输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻 抗两类，高于16Ω的是高阻抗，低于8Ω的是低阻抗，音箱的标准阻抗是8Ω。在功放与输 出功率相同的情况下，低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率，但是阻抗太低了又会造成欠 阻尼和低音劣化等现象。最好还是不要购买低阻抗的音箱，国际标准推荐值为8Ω。 • 灵敏度: 指能产生全功率输出时的输入信号，输入信号越低，灵敏度就越高。音箱的灵 敏度每差3dB，输出的声压就相差一倍，一般以87dB为中灵敏度，84dB以下为低灵敏度， 90dB以上为高灵敏度。而灵敏度的提高是以增加失真度为代价的，所以作为高保真音箱来 讲，要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。 • 特殊的音效技术: 硬件3D音效技术现在大多运用的是SRS、APX、Spatializer 3D、 Q-SOUND、Virtaul Dolby和Ymersion等几种，虽各自应用的理论不同，但它们都能使人感 觉到明显的三维声场效果，前三种更为常见一些。此外还有两种音效增强技术:有源机电伺 服技术和BBE高清晰高原音重放系统技术，对改善音质也有一定的改善效果。 8.3.1根据产品类型选购声卡 当前可以选择的声卡基本上可以分为三类:主板内置AC97软声卡;主板内置硬声卡和PCI声 卡。 • 主板内置声卡，大多数是AC’97软声卡，它增加不了多少主板的制造成本，却可以使主板 增加一项有用的功能，所以厂家乐于采用。但AC’97软声卡的声音品质较差和CPU占用率 较高。AC’97软声卡适合对声音品质没什么要求的人。 • 主板内置的硬声卡，是集成声卡里的贵族，主板厂商们一般采用CT5880和CMI8738这两 款音频芯片，可提供比AC97软声卡好得多的声音品质，CPU占用率和采用相同芯片的PCI 声卡几乎一样，且成本上升不多，高端主板产品大多采用这种声卡。 • PCI声卡可以说是创新一统江山，如果对集成声卡不满足，可以选择的就是创新的高中低 档声卡产品，低档的V128和PCI128D，中档的LIVE系列，高档的AUDIGY系列覆盖了近 乎全部的市场空间。 8.3.2 根据用户不同需要来匹配声卡 • 有不少用户对声卡要求仅仅是“出声就行”，这一类的用户选音箱时可以选择比较便宜的产 品，既然这样，那就根本没必要再对声卡有过多的挑剔，任何主板集成声卡都可满足。 • 还有些用户对于声音有一定要求，如欣赏音乐、看影碟、玩玩游戏，这些用户适合选择板 载硬声卡或者低档的PCI声卡。 • 剩下的用户对于音质的要求会很高，这一类的用户听音乐的时候追求品质，看影碟的时候 追求震撼，玩游戏的时候追求环境效果。如果资金充裕，可以购买最好的AUDIGY声卡和 最好的音箱，即使资金紧张，也至少会买一块LIVE声卡回去。所以，对于这一类的用户， 最起码要一块中档的LIVE声卡才可以满足要求。 • 还有一些专业人士对声音的要求更高，可选购专业声卡，但目前的电脑多媒体音频技术距 离Hi-Fi还有很大的差距，所以，还不能对电脑音频抱太高期望。 • 选购音箱要和声卡配套，如果使用了带集成声卡的主板，建议选购300元以下的低端音箱就 足够了。 • 如果使用的是高档声卡，只有选配高品质的音箱才能发挥优势。好的音箱价格肯定要在 1000元以上，这是普通用户不能接受的，绝大多数的人选用几百元的音箱就可以满足需要。 现场视听:选择几张具有针对性的CD作为测试使用。建议如下:测试高音建议采用小提琴曲或者是二胡曲;测试中音(人声)可选择民歌的CD，推荐使用“蔡琴”的CD，非常适合中音人声测试;低音测试应该使用大提琴曲;动态测试选用快节奏的迪斯科舞曲音乐更为合适。 正确挑选音箱，以下技巧供参考: 1(注意观察音箱的外观品质 箱体材质:目前的音箱材质分为塑料和木质两种。 振膜材质:振膜材质是指扬声器振膜的制造材料。 2(扬声器单元口径:口径越大灵敏度越高，低频响应效果越好。 3(音箱的外观造型:要注意音箱的实质是在于它的音质，如果音质不佳，再漂亮的外观也是无济于事的。 8.5 实战,:选购和测试声卡 购买声卡时，要注意声卡的做工是否工整，附件、说明书是否齐全。买回后可以利用声卡测试软件 RightMark Audio Analyzer 5.2对已选购的声卡进行测试。 RightMark Audio Analyzer 是一个操作简单的、可以对声卡或任何连接到电脑的音频接口进行评测的软件。 它可测试出的性能指标有:频率响应(Frequency response)、本底噪声(Noise level + interference)、动态范围(Dynamic range)、总谐波失真+噪声(THD + noise)、立体声分离度(Stereo crosstalk)、互调失真(Intermodulation Distortion)等参数。 选购和测试音箱比较简单，一般采用以下方法。 ,.到现场去听 到了市场之后，在初步选定了您中意的音箱之后便可以取出您的CD进行现场的测试，听音时不要将音量开得最大，基本上开到三分之二处能够不失真就基本可以了。当然现场具体的感受，用语言是无法表达的，必须用户自己用耳朵去鉴别。同时需要注意的是采用不同的声卡，效果也有差异，因此在听音时还应该了解一下商家提供的是什么声卡，以便正确的定位。 ,.用手去摸 首先，用手掂一下音箱的重量，一套好的音箱的重量应该是很重的。第二，通过手摸音箱了解音箱的做工。第三，在进行听音测试时，尤其是动态测试时用手摸一下音箱，有一些音箱在快节奏、大音量的情况下会发生震动，导致声音模糊不清，因此如果感到箱体震动非常厉害的话，这种音箱也不要购买。 声卡和音箱是两个部件一个整体，选购时一定要同时考虑，在价格上也要力求均匀，不要有所偏颇。同时注意声卡的输出接口和音箱输入接口的搭配。目前的领先音箱品牌有创新、漫步者、轻骑兵、爵士、麦蓝、惠威等。 音箱的使用虽然简单，但有些方面问题还要注意。 • 正确设置声卡输出方式。一般声卡输出通过跳线可设为线路输出和放大输出两种方式。使 用有源音箱时应设置为线路输出，以免烧毁有源音箱放大电路。 • 保证计算机各接插件的接触良好，以免产生打火，防止瞬间大电流烧坏音箱电路或喇叭。 • 在开机、关机、重启等操作时，应将音箱音量关至最小或将电源关闭，防止大电流对音箱 造成损害。 • 注意音箱功率。使用时，不要长时间大音量工作，容易烧毁电源及放大电路。 • 注意音箱的摆放。正确的方法应该是:以显示器为中心，左右对称摆放，并保证音箱喇叭 正对使用者，由于低音炮方向性不强，位置可灵活一些;经常大音量使用的音箱，应使用落 地支架，不要将音箱直接放在计算机桌上，以免与计算机桌产生共振造成失真，同时较大的 振动对高速运转的硬盘、光驱等也是非常有害的。 三、小结 声卡和音箱是不可分开的，对于普通的用户来说，主板集成声卡和普通音箱足可以满足;但是， 如果对音质有特殊的要求，如音乐工作者等，他们对声卡和音箱有着严格的要求。当然，这样的声 卡和音箱的价格是我们普通用户想象不到的。 思考 1(主板集成声卡的优势在哪里, 2(举例说明摆放音箱时要注意哪几方面, (相关内容可以到网站上去学习)。 老师提问 在一般情况下，你认为哪种音箱更适合你自己, 学生回答完问题后，总结本堂课所学的各个。 四、作业 题;B级题。 教材第119页:A级