首先說明一下聲卡的構造和主要元件
聲卡是計算機與外部設備進行信號交換的媒介,也是計算機處理音頻信號的主要硬件工具。一塊聲卡的核心部分是音頻控制芯片,基本上可以分為音頻加速器、Codec、DAC等幾種。
音頻加速器,即音頻處理單元,有些廠家又叫APU,好比計算機機的cpu,決定著聲卡的音頻處理能力。
完全意義上的音頻加速器由DSP和I/O控制器構成。DSP即信號處理器,與cpu一樣,不同的DSP擁有不同的處理能力,一般衡量的單位是MIPs,1MIPs表示1秒鐘可以執行一百萬條指令。
I/O控制器即是輸入/輸出控制器,針對聲卡的輸入/輸出進行控制。如果說一塊聲卡沒有DSP,而只是一塊I/O卡(比如絕大多數主板上自帶的AC97聲卡)那它所有的數據處理就只有交由CPU來完成。這將意味著增加CPU的負擔,和低下的性能。
Codec一詞由Coder和Deconder兩個英文詞組合而成,表示為多媒體數字信號解碼器,專門負責模擬信號到數字信號的轉換(ADC)以及數字信號到模擬信號的轉換(DAC)工作。計算機聲卡處理的信號全是數字信號,而聲卡接收到的或者最終輸出的信號大部份是模擬信號。從外辦輸入的信號,如CD、話筒等必須經過a/d轉換后才能由聲卡進行處理,然后又經過d/a轉換后最終送入楊聲器,被我們的耳朵所聽到。因此Codec的質量直接決定著進出聲卡的信號質量。
除了音頻控制芯片外,還有一個比較重要的元件,Crystal,即石英體震蕩器,用來為聲卡的數字采樣提供時鐘頻率。如果一塊聲卡要能夠支持48Khz的采樣率的話,也就意味著它必須有一塊高質量的Crystal來提供準確穩定的時鐘頻率。
聲卡上通常還具有能將模擬信號進行放大的運算放大器,用于對最終輸出的模擬信號進行放大,因此放大電路質量的好壞和布局的合理性,也會直接影響到聲卡最終輸出的效果。
那么聲卡的工作流程大概如此:
MIDI、數字輸入、模擬輸入等信號-----通各種接口輸入---------由晶震產生采樣頻率給Codec進行模/數轉換-------交給DSP+I/O器進行信號處理和分配-------再由DAC或Cpdec進行數/模轉換------最后由放大電路放大-------輸出至模擬輸出接口
那么專業聲卡和普通聲卡到底區別在那里呢???
目前家用的聲卡,已經基本由Ac97聲卡壟斷,提到ac97大家首先想到的一定是主板集成聲卡了。
其實從上面的介紹大家可以看到,如果將信號處理工作全都交給計算機的cpu來完成的話,聲卡的主要部件就只剩下一個Codec芯片了,于是,英特公司在1997年,針對主板集成型的聲卡提出了Ac97規范,它規定將聲卡的I/O控制器集成到主板的南橋芯片中,而音頻信號處理則全部交給計算機的cpu來完成。
從ac97規范誕生的過程我們可以看出,它其實就是成本和性能之間妥協的產物。英特公司利用在主板上集成此規范的芯片,簡化了聲卡,降低了用戶配置電腦的價格。因此它的普及是十分迅速的,影響力也非常大。但是AC97聲卡卻有著致命的硬傷。
最初的Ac97聲卡的Codec只能夠輸入采樣率為48Khz的數字信號,這就意味著進入ac97聲卡進行處理的信號必須以48Khz進行采樣,而經過計算機cpu來完成處理的數字信號,不管它的采樣頻率是多少,都必須先將采樣率轉換為48Khz以后,才能進行數/模,模/數轉換,得到最終的輸出信號。
當輸入信號的采樣率不是48Khz時,會強行將采樣率變為48Khz。這是一個致命的缺陷。當原始信號的采樣率為96Khz或者192Khz時,ac97聲卡只能從中抽取1/2或者1/4的信號。導致音質惡化。
更糟糕的是當輸入的信號為44.1Khz(比如CD)時,它不是48Khz的整數倍關系,ac97聲卡就只有進行重復繁雜的插值運算,這樣就會導致非常高的cpu占用率,和音質的嚴重惡化。
經測試,ac97聲卡在播放標準的CD音樂(16bit/44.1Khz)信號時,高頻部分存在嚴重失真的通病。
也就是說用ac97聲卡來聽CD對于追求音樂的人來說簡直是一場噩夢
這就是為什么ac97聲卡只能做為非常普通的家用,而不可能成為專業聲卡的主要原因。
當然它還缺少完善的FM合成技術和MIDI合成技術。
關于這兩項技術此文篇幅限制,暫不討論。
那么專業聲卡都需要具備那些能力呢???
當然它必須擁有強大的DSP處理器,和I/O控制器,來實現多路的輸入輸出信號的處理。還必須要有44.1Khz,48Khz,96Khz甚至更高的多種頻率的采樣、處理能力。和高品質的解碼器,和輸入輸出信號放大能力。當然更少不了完善的FM和MIDI合成能力。
只有當信號的輸入---處理---輸出整個過程都具備有高素質的芯片和電路來進行處理的時候,我們才能最終得到高品質的音質和想要合成的效果。
所以專業聲卡并不是用來娛樂的,甚至它不一定會具備娛樂聲卡的5.1甚至7.1的家庭影院輸出,但是它必須能夠提供高品質的音頻處理,完成數字音頻工作站所需要的高品質錄音。編輯處理,和最終播出的做用。

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