Main page Internal External

 

CPU

Memory

Video

HDD

FDD

CD

Power

Tuners

Sound

Звуковая подсистема.

История.

Поскольку IBM-PC проектировался не как мультимедийная машина, а инструмент для решения серьёзных научных и деловых задач, звуковая карта на нём не была предусмотрена и даже не запланирована. Единственный звук, который издавал компьютер — был звук встроенного динамика бипера(PC Speaker), сообщавший о неисправностях. Хотя на компьютерах фирмы Apple звук присутствовал изначально.

PC Speaker был первым. И, что удивительно, до сих пор существует во всех современных PC. Включая компьютер вы слышите его немелодичные трели… PC Speaker реально использовался для воспроизведения музыки в старых DOS’овских игрушках и простейших программах для написания музыки, в основном обучающих — «пищалка» умела и умеет воспроизводить элементарные звуки заданной частоты. В 80-х PC Speaker использовали также для воспроизведения более сложной музыки, но очень недолго. Здесь можно послушать, как звучала музыка на спикере:

В 1982 году появилась звуковая плата Tandy. Вернее, платой это чудо назвать трудновато: штуковина имела встроенный динамик и воспроизводила через него звуки заданной частоты и громкости.

рис.1. Covox

Затем был Covox. Это довольно несуразное устройство, которое подключалось к компьютеру через принтерный (!) LPT-порт и воспроизводило звук с помощью первого в истории PC цифроаналогового преобразователя. В Сети до сих пор валяется достаточно много руководств по созданию самодельного Covox’а.

рис.2. Звуковая карта Adlib.

Первой же массовой компьютерной звуковой платой стала Adlib. Секрет успеха состоял в том, что она использовала чип от Yamaha, разработанный для использования в игровых автоматах. Душераздирающие пищащие звуки были перенесены в первые DOS-игры, что радовало первых PC-геймеров невероятно. Все приличные игры с 1987 начали использовать возможности Adlib-синтезатора. Плата была способна воспроизводить девять видов музыкальных инструментов и шесть ударных, что по тем временам было вершиной инженерной PC-мысли.

рис.3. Звуковая карта Sound Blaster Pro.

Ну а в 1989 появился Sound Blaster. Новая плата была откровенным клоном Adlib, но к музыкальному синтезатору добавила поддержку цифровых записей — Sound Blaster’ы позволяли воспроизводить и записывать любые звуки в формате 8 бит, 22кГц. SB мгновенно стал стандартом де-факто; все игры и музыкальные программы поддерживали Sound Blaster. Далее пошли SB-модификации: SB 2.0, SB Pro с поддержкой стерео, и венец творения — Sound Blaster 16. Последняя плата стала объектом клонирования самыми различными азиатскими производителями, за счет чего заявление о SoundBlaster-совместимости стало синонимом высококлассной для первой половины 90-х звуковой платы.

рис.4. Gravis Ultra Sound. На этой карте есть разъёмы для оперативной памяти, в которой хранились звуки для MIDI.

Стандартом мультимедиа стал режим 16 бит, 44кГц — так называемое «CD-качество», будучи, впрочем, таковым только формально. На самом же деле качество звучания плат тех лет было настолько отвратительным, что ни о каком CD-качестве и речи не шло.

рис.4. Sound Blaster Live!

Одним из самых значительных переворотов в мире звуковых плат стал Sound Blaster Live!. Он ознаменовал переход с устаревшей шины ISA на PCI, что дало море новых возможностей: огромную пропускную способность, использование памяти компьютера для хранения сэмплов и многое другое. Качество звучания Live! было значительно выше всех своих предшественников и остается приемлемым до сих пор.

На этом история заканчивается, и начинается «наша эра».

Как работает звуковая карта.

Основная часть в звуковой карте это ЦАП-Цифро-Аналоговый преобразователь. На него приходит цифровой сигнал, записанный на компьютере. Ны выходе-готовый сигнал, который идёт на предусилители, фильтры и затем-на выход звуковой карточки.

Как же работает ЦАП?

рис.5. Принцип работы ЦАП.

Он должен формировать в нужный момент времени на выходе сигнал определённого напряжения. В простейшем случае, он состоит из множества резисторов, и электронных ключей замыкающих цепь. Чем больше ключей замкнуто, тем ниже напряжение на выходе. Так происходит 48 тысяч раз в секунду. На выходе стоит фильтр, который сглаживает ступенчатое напряжение.

При записи, в дело вступает АЦП - Аналого-Цифровой Преобразователь. Он делает обратную операцию-преобразует аналоговые сигналы в цифровые. Есть несколько вариантов исполнения. Самый простой(и самый долгий) - заряжать конденсатор напряжением со входа, ждать, пока он разрядится до определённого уровня, и по этому времени определять напряжение на входе.

рис.6. Принцип работы АЦП.

Второй способ - приближения. Схема перебирает все возможные уровни напряжения, подаёт их на схему сравнения. Туда же приходит сигнал со входа. Если сигналы равны, схема выдаёт сигнал. Если не равны, тестовое напряжение изменяется. При совпадении напряжений, сохраняется двоичный код, соответствующий замкнутым ключам.

 

Hosted by uCoz