Аудио подсистема. Звуковые карты.

Звуковые карты используются для записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов. Любая современная звуковая карта может использовать несколько способов для воспроизведения звука. Одним из простейших способов является преобразование ранее оцифрованного непрерывного (аналогового) сигнала снова в аналоговый. Для этого используются микросхемы ЦАП (цифро-аналоговых преобразователей). Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV-файлов) и преобразуются в аналоговый сигнал через ЦАП по мере необходимости. Для записи сигнала применяются микросхемы аналого-цифровых преобразователей (АЦП), то есть устройства, способные формировать из аналогового эквивалентный цифровой сигнал.

Качество записываемого и воспроизводимого сигналов зависит от разрядности (бит} и частоты преобразования (Кгц) применяемых АЦП и ЦАП. В зависимости от разрядности карты условно подразделяются на 8- и 16-разрадные (АЦП-ЦАП бывают также 10- и 12-разрядными). 8-разрядное преобразование может обеспечить качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядное ассоциируется обычно с качеством аудио компакт-диска. Аппаратные средства, необходимые для прямой записи и воспроизведения сигнала, часто называют цифровым аудио каналом (digital audio channel).

Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируется соответствующий выходной сигнал. В настоящее время применяются две основные формы для синтеза звукового сигнала. Это синтез с использованием частотной модуляции, или FM-синтез, и синтез с применением таблицы волн (WaveTable) — так называемый табличный, или WТ- синтез. Поскольку синтез в звуковых картах может быть только цифровой, то для преобразования выходной информации в непрерывный сигнал также используются микросхемы ЦАП. Совокупность микросхемы синтезатора и ЦАП называют набором. Так, если набор OPL 3 обеспечивает только FM-синтез, то OPL 4 поддерживает как FМ- так и WТ-синтез. В последнем случае звучание наиболее приближено к естественному.

Управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например МIDI-устройства. Собственно МIDI (Musical Instrumtents Digital Interface) определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу. Вообще говоря, MIDI-сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны звучать) и отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер может через МIDI управлять различными "интеллектуальными" музыкальными инструментами с соответствующим интерфейсом.

Отдельные узлы звуковой карты (фильтры, выходной усилитель) могут использоваться при воспроизведении звука с аудио компакт-диска, при этом интерфейс соответствующего привода CD-ROM может располагаться также на звуковой карте.

Некоторые звуковые карты оснащают сигнальными процессорами DSP (Disital Signal Processor). Это обеспечивает существенное увеличение скорости работы при компрессии и декомпрессии звуковых файлов для звукового аудио канала, так как они обычно занимают много места. Небесполезным оказывается использование DSP и при WТ-синтезе. Как правило, настоящий DSР — достаточно дорогое устройство.

Стереозвучание — далеко не предел в стремлении к естественному звучание. Одним из путей реализации этого стремления стала технология так называемого объемного, или трехмерного звучания, названного так по аналогии с трехмерным изображением. Например, карты серии Sound Blaster 16 ASP (со встроенным специализированным DSP) могут загружать специальное программное обеспечение, которое позволяет получить объемное 3D-Звучание. В последнее время стали появляться звуковые карты, оснащаемые дочерними платами, которые обеспечивают для большинства приложений так называемый псевдо 3D-эффект.