Karta dwikowa (ang. sound card),

Karta muzyczna (ang. music card)

Sterownik dwikowy (ang. sound controller)

Karty dwikowe

Kiedy pojawi si pierwszy komputer klasy PC, jedynym dwikiem, jaki potrafi z siebie wydoby by elektroniczny pisk. Od tamtej pory sytuacja si zmienia. Komputer sta si centrum rozrywki, zastpuje telewizj, magnetofon, radio. Kady nowy komputer zawiera kart muzyczn albo zintegrowan z pyt gwn, woon oddzielnie w zcze PCI lub podczon przez port USB. Karta muzyczna okazuje si bardzo przydatnym urzdzeniem o wielorakich zastosowaniach np.: przyda si do wykorzystania napdu CD-ROM do odtwarzania pyt kompaktowych, pracy z programami multimedialnymi, do odtwarzania skomplikowanych dwikw, nagrywania gosu, pocze z urzdzeniami MIDI.

Karty dwikowe

W przypadku karty z tunerem radiowym moemy sucha radia. Korzystajc z wejcia line-in

moemy zapisywa na dysku twardym (w formie

cyfrowej) muzyk ze starej pyty gramofonowej, ktr potem mona utrwali nagrywajc krek

audio CD-R i odsuchiwa w domowym odtwarzaczu CD, zapisa muzyk z starych tam

magnetofonowych.

Karty dwiekowe

Wszystkie karty dwikowe, oprcz odtwarzania cyfrowej muzyki, maj wbudowane syntezatory. Z ich pomoc moemy tworzy muzyk na swoich komputerach, ale take odtwarza gotowe utwory. Jeszcze kilka lat temu karty dwikowe produkowane byy ze zczem ISA. Wszystkie nowe karty muzyczne produkowane s ju wycznie ze zczem przeznaczonym dla magistrali PCI, ktra zapewnia znacznie wyszy transfer danych. Dziki czemu nowe modele kart maj take co najmniej 16-bitowe przetworniki cyfrowo-analogowe (CA) oraz analogowo-cyfrowe (AC).

Przetwornik

analogowo-cyfrowy Sygna dwikowy jest sygnaem cigym (analogowym)

i w takiej postaci nie moe by zapisany na dysku komputera, gdy informacje tam zapisywane musz mie posta cyfr (w kodzie dwjkowym). A wic chcc zapisa dwik na dysku, naley zamieni sygna analogowy na cig cyfr, ktry mona nastpnie przetwarza za pomoc komputera. Ukadem sucym do zamiany sygnau z postaci analogowej na posta cyfrow jest przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C). Przetwornik co jaki czas mierzy amplitud analogowego sygnau na wejciu (inaczej mwic, pobiera prbk sygnau wejciowego) i zamienia j na cyfr (liczb), ktra pojawia si na wyjciu w kodzie dwjkowym. Im czciej bd pobierane prbki, tym dokadniej odwzorowany zostanie sygna analogowy za pomoc cigu cyfr.

Przetwornik analogowo-

cyfrowy

Budowa karty dwikowej

ISA / PCI zcze magistrali, D/A przetwornik cyfrowo - analogowy, A/D przetwornik analogowo - cyfrowy, ROM pami prbek, uP DSP mikroprocesor przetwarzajcy dane i generujcy dwik G gniazdo MIDI / Joystck, G/L wyjcie na goniki lub lini 0 dB, M/L wejcie z mikrofonu lub linii 0 dB. PORT I/O JOYSTICK sterownik MIDI i joysticka

Typowa wspczesna karta

dwikowa jest wyposaona w:

przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC)

przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC)

zestaw generatorw FM (generuje dwik wykorzystujc modulacje czstotliwoci i/lub tabela prbek dwikowych)

Wbudowany wzmacniacz (wzmacnia sygna do poziomu napicia, ktre moe sterowa maymi goniczkami lub suchawkami)

wejcie i wyjcie sygnau zewntrznego (line in i line out)

zcze MIDI (do sterowania zewntrznymi urzdzeniami muzycznymi)

mikser sygnaw z rnych rde dwiku

regulacje poziomu niskich i wysokich tonw (wsplna dla wszystkich kanaw)

dynamiczne filtry dolno- i grnoprzepustowe

sterownik napdu CD-ROM

Generatory FM

Generatory s sercem kart dwikowych. Najczciej mog pracowa w dwch trybach:

melodycznym (wszystkie generatory realizuj

powstanie melodii) i perkusyjnym, w ktrym cze generatorw tworzy melodie, za pozostae

symuluj instrumenty perkusyjne.

Zcze MIDI

Zcze MIDI suy do podczenia komputera z innymi urzdzeniami muzycznymi wyposaonych

w zcze tego standardu. Koncepcja MIDI zostaa

wprowadzona we wczesnych latach 80-tych. Interfejs MIDI (Musical Instrument Digital Interface),

czyli cyfrowy interfejs dla instrumentw muzycznych umoliwia czenie urzdze speniajcych jego

zaoenia w siec. Wszystko co zostanie zagrane na

klawiaturze komputera czy tez zewntrznym instrumencie klawiszowym (klawiatura MIDI), moe

by zarejestrowane przez komputer w jego pamici. Analogicznie, dowolne dane zapisane w pamici

komputera mog zosta odegrane przez syntezator

klawiszowy.

Filtry grnoprzepustowe

i dolnoprzepustowe

Filtry dolno- i grnoprzepustowe ograniczaj pasmo przenoszonych czstotliwoci od gry lub od dou

zarwno przy zapisie, jak i odczycie.

Przy nagrywaniu dwiku o rozdzielczoci omiu bitw zawsze wystpuje zakcenie polegajce na

naoeniu si na rdo dwiku specyficznego,

gonego szumu wysokiej czstotliwoci. Szum ten jest konsekwencja typowego procesu konwersji

analogowej - cyfrowej. Dziki zastosowaniu techniki filtrowania ten niepodany element moe zosta

wyeliminowany.

DSP - procesor

Najwaniejszym ukadem na karcie dwikowej jest

cyfrowy procesor dwiku. Przetwarza wszystkie

komendy dotyczce dwiku przekazywane przez

aplikacje. Ukad DSP instruuje wszystkie inne ukady

dwikowe, aby spowodowa wygenerowanie dwikw.

Gdy program chce zagra okrelona sekwencje dwikw

za porednictwem syntezatora, procesor DSP musi

przej dane od komputera i poinstruowa ukad FM, jak

ma zagra podana sekwencje muzyczna. Inny

przykadem jest odtworzenie zapisanych cyfrowo prbek -

ukad DSP przetwarza dane z postaci cyfrowej na

analogowa. Procesor DSP moe wiec peni funkcje

przetwornika DAC, a take ADC

Z technicznego punktu widzenia moemy

powiedzie e karta dwikowa spenia

nastpujce funkcje:

wykonuje konwersje analogowo-cyfrow, czyli

zamienia analogowy sygna dwikowy na sygna

cyfrowy i odwrotnie (przetwornik A/D, D/A),

generuje dwik, wykorzystujc modulacje

czstotliwoci (FM) i/lub tabel prbek

dwikowych (wavetable),

odczytuje i przesya komunikaty MIDI,

ewentualnie przetwarza zdigitalizowany dwik za

pomoc procesora sygnaw dwikowych (DSP).

Wyjcia wystpujce na

karcie dwikowej

Wyjcie analogowe:

Wspczesne kary dwikowe obsuguj szeciokanaowy dwik przestrzenny. Dlatego na

cokole nowoczesnej kary dwikowej odnajdziemy

a trzy gniazda typu minijack odpowiedzialne za wprowadzanie dwiku. Pierwsze, zwykle zielone,

przesya informacj o dwch kanaach przednich, drugie czarne o dwch kanaach tylnych. Trzecie,

pomaraczowe, odpowiada za odtwarzanie kanau

centralnego i kanau subwoofera.

Wyjcie analogowe pozwala na doprowadzenie do komputera sygnau dwikowego, ktry moe

zosta zarejestrowany przez kart dwikow

i zapisany na dysku twardym. Wejcie analogowe oznaczone jest w wypadku starszych

kart opisem LINE IN. W nowych modelach poznajemy po kolorze niebieski. Jest to gniazdo

typu minijack.

Wyjcie mikrofonowe

Wejcie to oznaczone jest w starszych kartach dwikowych jako MIC IN, a w

nowych kartach ma zazwyczaj kolor

rowy. Pozwala na podczenie mikrofonu, ktry posuy nam pniej do

nagrywania gosu lub sterowania prac programw.

Kolor Funkcja

rowy Analogowe wejcie dla mikrofonu.

bkitny Analogowe wejcie audio. (line-in)

jasnozielony Analogowe wyjcie dla gonikw albo suchawek, w systemach

wielogonikowych wyjcie dla przednich gonikw

czarny Analogowe wyjcie dla gonikw tylnych

pomaraczowy Cyfrowe wyjcie dwiku (S/PDIF), czasami tym kolorem oznacza

si analogowe wyjcie dla gonikw centralnego i niskotonowego

Producenci kart dwikowych

Istotne kryteria wydajnoci

kart dwikowych

Zgodno - umiejtno wsppracy z wikszoci aplikacji (im bardziej znana tym lepsza). Prbkowanie - (ang. sampling) to proces przeksztacania analogowych sygnaw audio na cyfrow. Polega to na chwytaniu pewnych wartoci zmieniajcej si cigle fali akustycznej. Te uchwycone wartoci, czyli prbki (samples) daj pewien przybliony obraz wyjciowej fali. Jeeli czstotliwo pobierania tych prbek jest dostatecznie dua, to uzyskujemy bardzo odwzorowanie rzeczywistego dwiku.

Sposb tworzenia dwikw - FM lub Wavetable. Pierwszy polega na tworzeniu dwiku z kilku generowanych przez kart fal, przez co produkowane dwiki brzmi piskliwie i dosy sztucznie.

Interfejs (magistrala) - ISA lub PCI (PCI zapewnia lepsz efektywno przesyania danych, starsze programy DOS\'owe

nie zawsze bd dziaay poprawnie). Wikszo

nowoczesnych kart produkowanych jest ju tylko w wersji PCI.

Modele ze zczem ISA warto kupowa tylko wtedy, gdy nie

korzysta si ze zoonych aplikacji muzycznych (w

przeciwnym razie karta muzyczna zwikszy obcienie

procesora i zmniejszy czn wydajno komputera), uywa

si tylko gier w systemie DOS lub po prostu nie ma ju

wolnego gniazda PCI.

Procesor karty dwikowej - Do najwaniejszych zada kart dwikowych naley strumieniowe przetwarzanie danych

audio na dwiki. Funkcj t przejmuje przetwornik cyfrowo-

analogowy. Za nagrywanie dwiku ze rde zewntrznych

na twardy dysk odpowiedzialny jest przetwornik analogowo-

cyfrowy. Oba wspomniane przetworniki s zazwyczaj

zintegrowane w jednym procesorze. Tylko w wyjtkowo

dobrych kartach dwikowych kodowaniem i dekodowaniem

danych audio zajmuj si dwa oddzielne procesory.

Dokadno prbkowania - Jest to parametr, na ktry skada si czstotliwo i gboko prbkowania. Im wysza czstotliwo (pod