Karty dźwiękowe i głośniki Wykonał: Kuśmierkowski Przemysław

Karta dźwiękowa Karta dźwiękowa (ang. sound card) umożliwia rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku. Najbardziej znaną grupą kart dźwiękowych jest seria Sound Blaster firmy Creative Labs. Obecnie karty dźwiękowe wystarczające do zastosowań amatorskich często wbudowywane są w płytę główną. Pojawiły się również zewnętrzne karty dźwiękowe podłączane do komputera przez jeden z portów Np. USB

Karta dźwiękowa USB PENTAGRAM P 1311

Karta dźwiękowa USB PENTAGRAM P 1311 została stworzona z myślą o najbardziej wymagających użytkownikach. Precyzyjny przestrzenny dźwięk 5.1 na pewno zadowoli każdego entuzjastę idealnego dźwięku. Karta posiada wyjście dla głośników lub słuchawek (output), wejście dla mikrofonu (input). Jest kompatybilna z systemami Windows XP/2000/ME/98 SE. Prostota podłączenia dzięki portowi USB. Idealnie nadaje się do każdego PC lub notebooka.

Budowa karty dźwiękowej Komputer osobisty ma standardowo wbudowany mały głośnik, który przeznaczony jest do wydawania pisków sygnalizujących Np. popełnienie przez użytkownika błędu podczas obsługi sprzętu. W momencie pojawienia się gier z efektami dźwiękowymi, programów do komponowania muzyki przy wykorzystaniu komputera osobistego oraz programów multimedialnych zaistniała konieczność wprowadzenia urządzenia, które umożliwili wierniejsze rejestrowanie i odtwarzanie dźwięków. Zadaniem karty muzycznej jest przystosowanie sygnałów wychodzących z komputera do sterowania wzmacniacza elektroakustycznego lub zamiana sygnałów przychodzących z mikrofonu, radia, instrumentu muzycznego na postać cyfrową (format akceptowany przez komputer).

Do parametrów karty dźwiękowej należą: ilość bitów reprezentujący dźwięk (im więcej tym lepsza jakość dźwięku) zakres częstotliwości akustycznych podczas zapisywania i odtwarzania poziom zniekształceń nieliniowych i intermodulacyjnych rodzaj syntezatora rodzaj kompresji dźwięku stosunek do szumów w wytworzonym sygnale akustycznym

Budowę karty dźwiękowej przedstawia rysunek    Sound Blaster X-Fi XtremeGamer Fatal1ty Pro

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe Sygnał dźwiękowy jest sygnałem ciągłym (analogowym) i w takiej postaci nie może być zapisany na dysku komputera, gdyż informacje tam zapisywane muszą mieć postać cyfr (w kodzie dwójkowym). A więc dźwięk zapisać na dysku, sygnał analogowy należy zamienić na ciąg cyfr, który można następnie przetwarzać za pomocą komputera. Układem służącym do zamiany sygnału z postaci analogowej na postać cyfrową jest przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C). Przetwornik co jakiś czas mierzy amplitudę analogowego sygnału na wejściu (inaczej mówiąc, pobiera próbkę sygnału wejściowego) i zamienia ją na cyfrę (liczbę), która pojawia się na wyjściu w kodzie dwójkowym. Im częściej będą pobierane próbki, tym dokładniej odwzorowany zostanie sygnał analogowy za pomocą ciągu cyfr. Częstotliwość próbkowana powinna być dwa razy większa od najwyższej częstotliwości sygnału analogowego: wtedy przetwarzanie nie będzie powodować strat informacji. Dla sygnału dźwiękowego o częstotliwości 20 kHz, częstotliwość próbkowania powinna wynieść minimum 40 kHz. W przypadku dysków Audio-CD stosuje się częstotliwość próbkowania 44.1 kHz.Na wyjściu przetwornika A/C próbka opisana może być za pomocą 8- lub 16-bitowej liczby, co oznacza, że dla opisu jednej próbki dysponuje się skalą 256 (28) lub 65536 (216) wartości. Jak łatwo zauważyć rozdzielczość przy próbkowaniu 16-bitowym jest zdecydowanie lepsza.

8-kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie muzycznej Sound Blaster X-Fi Fatal1ty

Procesor sygnałowy DSP (ang Procesor sygnałowy DSP (ang. Digital Signal Processor) służy do cyfrowego przetwarzania sygnałów. 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.

Metody syntezy dźwięku Syntezator karty dźwiękowej służy do sztucznego generowania dźwięku (podobnie jak elektroniczne instrumenty muzyczne). Obecnie istnieje kilka stosowanych metod syntezy dźwięku: synteza FM, (starsza) polega na generowaniu z pojedynczych fal, za pomocą modulatorów częstotliwości, drgań zbliżonych do tych, które wytwarzają rzeczywiste instrumenty. Niestety sygnał z rzeczywistego instrumentu jest bardziej złożony i technika FM nie zapewnia odpowiedniej jakości brzmienia symulowanych instrumentów.

skoro tak trudno w sposób sztuczny utworzyć sygnał zbliżony do tego, który generuje prawdziwy instrument muzyczny, należy zapisać w pamięci karty, próbki sygnałów instrumentów rzeczywistych i te próbki wykorzystać następnie do tworzenia muzyki. W ten sposób funkcjonuje synteza Wavetable. Technika ta wykorzystuje cyfrowe próbki, rzeczywistych instrumentów przechowywane w pamięci stałej ROM na karcie dźwiękowej. Aby w tej pamięci mogły być umieszczone próbki sygnałów pochodzących z wielu prawdziwych instrumentów muzycznych (zapisane w postaci cyfrowej), pamięć ROM musi posiadać pojemność kilka MB. Próbki te mogą być przechowywane również na dysku twardym komputera, w postaci plików. Rozwiązanie takie jest tańsze, lecz wymaga, po pierwsze: każdorazowego ładowania próbek z dysku do pamięci RAM karty dźwiękowej (gdy chcemy z nich skorzystać), po drugie: rozszerzonej pamięci RAM. Karty dźwiękowe wyposażone są w pamięć RAM rzędu 512 KB, ponadto na niektórych kartach montowane są złącza typu SIMM, pozwalające rozszerzyć pamięć RAM karty do kilkudziesięciu MB.

Multitest kart dźwiękowych - test wydajnościowy Oj... Odsłuchowy multitest kart dźwiękowych i interfejsów wzbudził wiele kontrowersji. Ale tak to już jest – w końcu dźwięk jest najbardziej niedookreślonym medium. Każdy z nas słyszy inaczej, ma inne preferencje brzmieniowe. Czas więc na drugą część – znacznie bardziej techniczną. Testy wydajnościowe. Od czasu wprowadzenia standardu sterowników ASIO możliwości i własności użytkowe kart i interfejsów audio znacznie się poprawiły. Aby można było komfortowo pracować z dźwiękiem nawet na domowym „blaszaku”, nie trzeba już sprzętowo wspomaganych systemów dźwiękowych.

Testy wydajnościowe przeprowadziliśmy wykorzystując komputer zakupiony w firmie Tutti, zbudowany na bazie płyty głównej z chipsetem Intel i865, procesorem Pentium4 HT 2.4 GHz (FSB 533 MHz), 2 × 256 MB DDR PC-400 CL3, dwoma twardymi dyskami (system + audio). W komputerze zainstalowano Windows XP Professional, Cubase SX 1.06 oraz pełen pakiet wtyczek PSP oraz darmowych wtyczek SSS (dostępnych w dziale PROGRAMY). Testową sesją było 18-śladowe nagranie (24-bit/44.1 kHz) koncertu poznańskiej grupy Dreamland (oto testowy fragment nagrania koncertu ). Wykorzystano następujące wtyczki:

4 × PSP EasyVerb (2 × na wysyłkach SEND, 2 × jako inserty) 2 × PSP MixPressorS (2 × na wysyłkach SEND) 5 × PSP MixPressorM (5 × jako inserty) 5 × PSP MasterQ (na wysyłce SEND, 3 × jako insert oraz w kanale MASTER) 3 × PSP VintageWarmer (na wysyłce SEND, jako insert oraz w kanale MASTER) 3 × PSP StereoEnhancer (2 × jako insert i w kanale MASTER) 1 × Steinberg Karlette (w wysyłce SEND) 2 × SSS CatDelay (w wysyłce SEND oraz jako insert) 2 × PSP MixBassM (inserty) 2 × Kjaerhus Audio Classic Chorus (jako insert) 1 × EQ LizzGRAPHIC (jako insert) 27 pojedynczych modułów korekcji programu Cubase SX

Każda karta była była instalowana na świeżym systemie przywracanym za pomocą programu Symantec Norton Ghost 2003. Instalowane były najnowsze, oficjalne wersje sterowników. Czego spodziewaliśmy się po tym teście? Tego, że karty z zaimplementowaną technologią ASIO in hardware poradzą sobie lepiej niż pozostałe. Czy tak się rzeczywiście stało? Wyniki są równie zaskakujące, jak testów odsłuchowych...  

Kilka przykładowych wykresów Audiotrak MAYA44 mkII latencja 64 sample - bez zniekształceń ESI Juli@ latencja 64 sample - bez zniekształceń latencja 512 sampli - bez zniekształceń latencja 512 sampli - bez zniekształceń

Novation SpeedIO latencja 216 sampli - bez zniekształceń, ale odświeżanie grafiki znacząco spowolnione latencja 440 sampli - bez zniekształceń *Terratec Phase22 latencja 64 sample - zniekształcenia (trzaski) latencja 512 sampli - bez zniekształceń

Tabela wyników

Line in – wejście, Np. dla kabla prowadzącego od tunera telewizyjnego, Karta dźwiękowa odpowiada także za wysyłanie sygnału do urządzeń zewnętrznych takich jak Np. głośniki. Aby taki sygnał został wysłany musi nastąpić zamiana sygnału cyfrowego na analogowy. Za tą zamianę odpowiada przetwornik C/A (cyfra/analog). Sygnał po przetworzeniu kierowany jest na amplituner (wzmacniacz sygnału), a następnie do konkretnego urządzenia zewnętrznego. Każda karta dźwiękowa posiada pewne standardowe gniazda wejścia oraz wyjścia. Należą do nich: Line in – wejście, Np. dla kabla prowadzącego od tunera telewizyjnego, Mic in – wejście dla mikrofonu, Line out – wyjście prowadzące do jakiegoś urządzenia zewnętrznego, Speker out – wyjście dla głośników, 15-stykowe złącze MIDI/Joystick – służy do podłączenia Joysticka lub za pomocą kabla MIDI instrumentów muzycznych

Kolory gniazd i wtyków

Wybrane modele głośników Creative 7.1 INSPIRE T7900     Media tech TORNADA PRO DB 2.1

Logitech X-230 Typ zestawu:2.1Moc głośnika niskotonowego (RMS):20 WMoc głośnika satelitarnego (RMS):6 WKolor:czarny