KARTY DŹWIĘKOWE
Budowa karty dźwiękowej - Procesor sygnałowy DSP – Służy do cyfrowej obróbki sygnałów (dźwiękowych). Prostym przykładem zastosowania procesora DSP umieszczonego na karcie dźwiękowej jest stworzenie efektu pogłosu lub echa: ciąg cyfrowych próbek, który procesor przesyła do przetwornika C/A, zapamiętywany jest dodatkowo w pamięci. Ciąg ten wyczytany z pamięci z pewnym opóźnieniem przesyłany jest również na wejście przetwornika C/A. W ten sposób na wyjściu przetwornika pojawiają się dwa sygnały analogowe o tym samym brzmieniu, przesunięte w czasie. - Syntezator (generator dźwięku, oscylator) – występował w starszych kartach i był to zazwyczaj generator drgań o zadanej częstotliwości połączony z generatorem obwiedni (amplitudy) oraz generator szumu, służył do sprzętowego generowania dźwięków za pomocą modulacji i łączenia fal oraz szumu. - Przetworniki A/C i C/A – Umożliwiają przetwarzanie dźwięku. Przetwornik A/C zmienia sygnał z analogowego na cyfrowy a przetwornik C/A zmienia sygnał z cyfrowego na analogowy. Obrazek przedstawia 8-kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie dźwiękowej Sound Blaster X-Fi Fatal1ty - Mikser dźwięku – Służy do łączenia sygnału dźwiękowego z różnych źródeł: przetworników, syntezatorów itp. - Wzmacniacz wyjściowy – Stosuje się go do podłączenia słuchawek lub dopasowania linii wyjściowych przetwornika C/A - Interfejs komputerowy – Umożliwia komunikację komputera z kartą dźwiękową zazwyczaj PCI lub USB, dawniej ISA. - Interfejs MIDI – Umożliwia podłączenie do komputera cyfrowych instrumentów muzycznych wyposażonych w ten interfejs. MIDI pozwala na wymianę informacji i synchronizację sprzętu muzycznego za pomocą standardowych komunikatów, tworząc spójny system sterowania zestawem muzycznym.
Schemat blokowy przedstawiający budowę karty dźwiękowej
Karty dźwiękowe – Budowa, zapis dźwięku cyfrowego Karta dźwiękowa jest to karta rozszerzeń umożliwiająca przetwarzanie dźwięku w komputerze. Sygnał dźwiękowy jest sygnałem analogowym więc nie może być zapisany na dysku twardym. Jednym z zadań karty dźwiękowej jest zmiana sygnału analogowego na cyfrowy przy pomocy przetwornika A/C. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe (A/C) składa się z czterech podstawowych procesów: 1. Próbkowania 2. Kwantyzacji 3. Kodowania 4. Zapisywania
Próbkowanie Sygnał analogowy jest ciągły, czyli określony całym przedziałem czasowym. Aby sygnał analogowy zmienić na cyfrowy przetwornik w określonych odstępach czasu mierzy wartość sygnału analogowego (fali dźwiękowej). Odstępy czasowe w jakich to robi nazywamy częstotliwością próbkowania. Im wyższa częstotliwość próbkowania tym sygnał analogowy zostanie odwzorowany dokładniej. Obrazek przedstawia falę dźwiękową zapisaną w postaci cyfrowej w częstotliwości próbkowania 8Hz. Na jakość sygnału cyfrowego ma również wpływ liczba bitów jaką opisujemy każdą próbkę. Jeżeli do zapisania fali dźwiękowej komputer używał by tylko jednego bitu to fala mogła by przyjąć jedynie dwie wartości co uniemożliwiło by jej dokładne odwzorowanie. Poniższy obrazek przedstawia falę sinusoidalną (taką samą jak na poprzednim obrazku) opisaną przy pomocy jednego bitu.
Kwantyzacja Kolejnym etapem cyfrowego zapisu dźwięku jest kwantyzacja. Pobrane przez kartę dźwiękową próbki nadal należą do całego zakresu zmienności sygnału analogowego. Kwantyzacja polega na przypisaniu wartości każdej próbce. Ilość wartości jaką może przyjąć pojedyncza próbka zależy od rozdzielczości bitowej. Na tym etapie powstaje tzw. błąd kwantyzacji, wynikający z tego, że reprezentując ciągły zakres zmienności sygnału przy pomocy kilku wartości nie jesteśmy w stanie dokładnie opisać wszystkich zmiany sygnału analogowego. Właśnie dlatego fale dźwiękowe przedstawione w postaci cyfrowej są „kanciaste”. Błąd kwantyzacji (digitalizacji) przy dużej rozdzielczości bitowej jest jednak niewielki i nie ma dużego wpływu na jakość dźwięku cyfrowego.
Kodowanie Na etapie kodowania wartości które opisują każdą próbkę, zostają zapisane w postaci liczbowej, czyli w formie liczb zapisanych w systemie dwójkowym, ciągu zer i jedynek.
Zapisywanie Uzyskany w ten sposób sygnał cyfrowy jest zapisywany na nośniku. Zamiast sygnału analogowego, urządzenia rejestrują ciąg 0 i 1. Zamiast nieskończonej liczby amplitud sygnału analogowego, uzyskujemy dwie dyskretne wartości. Zapisywanie dźwięku cyfrowego