Тема 2.3. Аудиосистема

Студент должен знать:

• принципы обработки звуковой информации;

• состав звуковой подсистемы ПК;

• основные характеристики звуковых карт

Студент должен уметь:

• подключать и настраивать звуковые подсистемы ПК

• определять интерфейсы звуковых систем

Основные компоненты звуковой подсистемы ПК. Интерфейсы звуковых систем. Принцип работы и технические характеристики: звуковых карт, акустических систем.

Теоретическое обоснование

Аудиосистема ПК – комплекс устройств, обеспечивающих воспроизведение, запись и обработку звука с помощью ПК. Включает аудиодаптер (звуковая плата), акустическую систему (динамики с усилителем НЧ, наушники), микрофон.

Аудиоадаптер – дочерняя плата, обеспечивающая преобразование цифровых данных в аналоговые и обратно для вывода/ввода звука с помощью ПК.

Всегда имеет выход для передачи звукового сигнала на усилитель и вход для ввода звукового сигнала с внешнего источника в ПК для последующей обработки. Дорогие аудиоадаптеры имеют несколько входов и выходов.

С помощью аудиосистемы ПК можно воспроизводить обычные аудио-CD, но для хранения звуковых данных в ПК разработаны специальные более эффективные форматы. Наиболее популярными являются – MP3 и WMA. Они позволяет на одном компакт-диске хранить в 10-15 раз больший объем звуковых данных, чем на обычном аудио-диске.

PC speaker (спикер) - простейшее устройство воспроизведения звука, применявшееся в компьютерах IBM PC. До появления специализированных звуковых карт являлось основным устройством воспроизведения звука.

В настоящее PC speaker остаётся штатным устройством IBM PC-совместимых компьютеров, и в основном используется для подачи сигналов об ошибках, в частности при проведении POST.

Устройство позволяет воспроизводить простые одноголосые звуковые сигналы, генерируемые посредством программируемого таймера. С помощью специальных программ также возможно воспроизведение низкокачественного оцифрованного звука, за счёт существенного использования ресурсов процессора.

Аудиоадаптеры различаются

• разрядностью ввода/вывода цифрового звука

• способами синтеза звука

• наличием/отсутствием микросхем создания дополнительных звуковых эффектов (преобразование звука, объемный 3D-звук и т.д.)

Звуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card) — это плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.

Компоненты платы

Звуковая плата ПК содержит несколько аппаратных систем, связанных с производством и сбором аудиоданных, две основные аудиоподсистемы, предназначенные для цифрового «аудиозахвата», синтеза и воспроизведения музыки (рисунок 20). Исторически подсис­тема синтеза и воспроизведения музыки генерирует звуковые волны одним из двух способов:

• через внутренний ЧМ-синтезатор (FM-синтезатор);

• проигрывая оцифрованный (sampled) звук.

Секция цифровой звукозаписи звуковой платы включает пару 16-разрядных преобразователей — цифроаналоговый (ЦАП) и ана­лого-цифровой (АЦП) и программируемый генератор частоты вы­борки, синхронизирующий преобразователи и управляемый ЦП. Компьютер передает оцифрованные звуковые данные к преобразователям или обратно. Частота преобразования обычно кратна (или часть от) 44,1 кГц.

Рисунок 20 – Структура обычной звуковой платы

Большинство плат использует один или более каналов прямого доступа к памяти, некоторые платы также обеспечивают прямой цифровой вывод, используя оптическое или коаксиальное подклю­чение S/PDIF (цифровой звук в стандарте Sony/Philips Digital Interface).

Генератор звука, установленный на плате, использует процессор цифровых сигналов (Digital Signal Processor, DSP), который проиг­рывает требуемые музыкальные ноты, объединяя их считывание из различных областей звуковой таблицы с различными скоростями, чтобы получить требуемую высоту тона. Максимальное количество доступных нот связано с мощностью DSP-процессора и называется «полифонией» платы.

DSP-процессоры используют сложные алгоритмы, чтобы соз­дать эффекты типа реверберации, хорового звучания и запаздыва­ния. Реверберация создает впечатление, что инструменты играют в больших концертных залах. Хор используется, чтобы создать впе­чатление, что несколько инструментов играют совместно, тогда как фактически есть только один. Добавление запаздывания к партии гитары, например, может дать эффект пространства и сте­реозвучания.

Коннекторы звуковой платы.

Версия Platinum 5.1 карты Creative SoundBlaster Livel, которая появилась к концу 2000 г., имела следующие гнезда и соединители:

• аналогово-цифровой выход: либо сжатый сигнал в формате Dolby AC-3 SPDIF с 6 каналами для подключения внешних цифровых устройств или динамиков цифровых систем, либо аналоговая система громкоговорителей 5.1;

• линейный вход — соединяется с внешним устройством типа кассетного, цифрового магнитофона, плеера и пр.;

• микрофонное гнездо — соединяется с внешним микрофоном для ввода голоса;

• линейный выход — соединяется с динамиками или внешним усилителем для аудиовывода или наушниками;

• соединитель джойстика/MIDl — соединяется с джойстиком или устройством MIDI и может быть настроен так, чтобы со­единяться с обоими одновременно;

• CD/SPDIF соединитель — соединяется с выводом SPDIF (цифровое аудио), расположенном на дисководе DVD или CD-ROM;

• дополнительный аудиовход — соединяется с внутренними аудиоисточниками типа тюнера, MPEG или других подобных плат; '

• соединитель аудиоСО — соединяется с аналоговым аудиовы-водом на CD-ROM или DVD-ROM, используя кабель аудио-CD;

• соединитель автоответчика — обеспечивает монофоническую связь со стандартным голосовым модемом и передает сигналы микрофона к модему.

Практическая работа 8 Изучение работы интерфейсов звуковых систем