第第7章章 声卡与音箱声卡与音箱7.1 声声 卡卡7.2 音音 箱箱 7.1 声声 卡卡 7.1.1 声卡的发展历程声卡的发展历程 声卡的问世标志着多媒体时代的到来。自从有了声卡，计算机也就变得缤纷多彩了。但是在声卡领域，人们对于声音芯片性能的提升，其实并不怎么热衷，因为就目前的声卡芯片的处理能力来看，它们足以应付大多数声音处理功能。 7.1.2 声卡的结构声卡的结构 声卡的组成结构如图71所示。从该图中可以清楚地看到，一块声卡主要由声音处理芯片、功率放大器、总线连接器、输入输出端口、MIDI及游戏杆接口、CD音频连接器等主要结构组成。 图71 声卡的组成 1声音处理芯片 声音处理芯片通常就是在声卡上面积最大的那一块集成块。在这个集成块上面往往标有产品的商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。一块声卡的声音处理芯片基本上决定了自身的性能和档次，其基本功能包括对声波采样和回放的控制、处理MIDI指令等，有的厂家还加进了混响、合声、音场调整等功能。声卡芯片如图72所示。 图72 声卡芯片 2功率放大芯片 从声音处理芯片出来的信号还不能直接推动喇叭放出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片(功放)以实现这一功能。声卡上的功放型号多为XX2025，功率为22W，音质一般。由于它在放大声音、音乐等信号的过程中也同时放大了噪声信号，所以从其输出端(Speaker Out)输出的噪声较大。 3输入输出端口 声卡要具有录音和放音功能，就必须有一些与放音和录音设备相连接的端口。在声卡与主机机箱连接的一侧有34个插孔，通常是Speaker Out、Line Out、Line In、Mic In 等，其外形与含义如图73所示(不同声卡的插孔顺序可能不相同)。如果是3个插孔，则是将Speaker Out与Line Out共用一个，一般可通过声卡上的跳线来定义该插孔的功能。图73 声卡后接口 Line In端口能够将品质较好的声音、音乐信号输入到声音处理芯片，通过计算机的控制将该信号录制成一个文件。通常该端口连接音响设备(CD、功放和彩电等)的Line Out端。 Mic In端口用于连接麦克风(话筒)，或者通过其它软件(如IBM的ViaVoice、汉王等)控制实现语音录入和识别。上述四种端口传输的是模拟信号，如果要连接高档的数字音响设备，需要有数字信号输出、输入端口。 4MIDI及游戏摇杆接口 几乎所有的声卡上均带有一个游戏杆接口来配合模拟飞行、模拟驾驶游戏软件，这个接口与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器。该接口可以配接游戏摇杆、模拟方向盘，也可以连接电子乐器上的MIDI接口，实现MIDI音乐信号的直接传输。 5CD音频连接器 位于声卡的中上部，通常是3针或4针的小插座，与CDROM的相应端口连接可实现CD音频信号的直接播放。不同CDROM上的音频连接器也不一样，因此大多数声卡都有两个以上的这种连接器。CD音频连接器如图74所示。 图74 CD音频连接口 6总线接口 声卡插入到微机主板上的一端称为总线连接端口，它是声卡与计算机互相交换信息的桥梁。根据总线的不同，把声卡分为两大类：一种是ISA声卡，另一种是PCI声卡，如图75所示。图75 ISA声卡和PCI声卡 由于PCI总线的优越性，PCI声卡有着许多ISA声卡无法拥有的特性，但这并不是说PCI声卡的音质一定比ISA好。声卡音质的好坏主要取决于声音处理芯片、MIDI的合成方式和制造工艺等，并不仅仅取决于声卡的总线。 7.1.3 声卡的技术指标声卡的技术指标 1采样与回放 人耳听到的任何声音都是一种“模拟”信号。计算机本身并不能处理这些信号，所以原始声音必须先经过数模转换，变成二进制数据存放到各种媒介里，比如磁盘、光碟等。存储媒介通过电脑和声卡的数模转换，然后通过音箱播放出来。 决定音源质量的关键参数便是“采样频率”，目前常用的有22 kHz、44.1 kHz以及48 kHz这几个档次，分别对应于FM调频立体声广播音质、近CD音质以及CD音质。 2MIDI、硬波表和软波表 录制声音时，把模拟波型完整记录下来，在硬盘上就形成一个WAV(波形)文件。尽管这样产生的文件能最真实地反映原来的声音，但由于文件体积太大，已渐渐被淘汰了。 硬波表的音色库存放在声卡的ROM或RAM中，而软波表的音色库以文件形式放在硬盘里，需要时再通过CPU进行调用。 最后要指出的是，在软硬波表的选择上，普通用户大可不必过于执着。要说硬波表，迄今为止依然只有创新的AWE64 Gold ISA声卡达到了最佳效果。除非你是MIDI的狂热爱好者，否则使用一个软波表软件，便可实现相当不错的MIDI效果。 3声源形式 (1) 单声道：最原始的录音方式，音源明显只有一个固定在两个音箱的中间。 (2) 立体声：音源固定在左右两只喇叭里，通过两个声道的强弱可模拟出简单的空间效果。 (3) 环绕音效：音源不再固定，而是在聆听者的前方营造出一个区域性的环绕音场，使音源好像来自左右喇叭的周围，从而造成环绕效果。 (4) 4声道环绕：如果只摆两个音箱，那么再怎么“环绕”，也都能感觉到明显的失真。要想准确地营造“现场感”，必须利用多个音箱，把它们分别摆在你的前后。 (5) 杜比多声道环绕音效：随着家庭影院的普及，人们越来越希望坐在家里便能体验到与真实影院一模一样的声音效果，于是在影院中普遍采用的杜比多声道环绕技术开始逐渐走入普通百姓家。4.采样位数(Sampling Resolution)与采样频率(Sampling Frequency)5.复音数（硬件复音数最大为64软件复音数可达1024）6.动态范围(85dB左右)7.Wave音效与MIDI（Musical Instrument Digital Interface）音乐8.输出信噪比（S/N）：80195dB;数值越大，音质越纯净9.双工10.3D音频中主要的API(1) Direct Sound 3D(2) A3D(3) EAX11.AC-312.HRTF(Head Related Transfer Function)13.声道数目14.AC97标准7.1.4 常见声卡主处理芯片常见声卡主处理芯片1.CMI87372.Fortemedia FM801-AU3.创新系列创新系列（1）CT-2518（2）CT-5880 7.1.5 声卡的选购声卡的选购 随着计算机主板的集成度越来越高，声卡在大家心中的重要性似乎一落千丈，现在的主板几乎都已集成了声卡。在主板上整合的声卡一般都有软声卡和硬声卡之分。软声卡就是只提供音频解码，而剩下的运算过程让CPU来完成。因此软声卡的CPU占用率比通常意义下的声卡要高得多，然而效果却一般。 1硬声卡 硬声卡就是传统意义上的声卡，只不过是把它的芯片集成在主板上了。这样相对于单独的主板和声卡来说，成本降低了很多。 2软声卡 所谓“软”声卡，其实并不是说你的机器不用插任何声卡，而是全部由CPU用软件来模拟声卡之功能。 7.2 音音 箱箱 7.2.1 音箱的分类音箱的分类 (1) 按有无放大电路，音箱可分为有源音箱和无源音箱。有源音箱比无源音箱的输出功率大，音质和音量相对来说都要好一点。 (2) 按材质不同，音箱可分为木质音箱和塑料音箱，如图76所示。 图76 木质、塑料音箱 7.2.2 音箱技术指南音箱技术指南 有源音箱有以下技术特点。 1箱体材质 木质音箱不一定比塑料音箱好。一对所谓的“木质”音箱，由于材质和厚度较差，效果完全可能比不上一对制作优良、各方面均衡的塑料音箱。 2功率 选购音箱时，我们应当关心的是音箱的连续额定输出功率(RMS)，而另一种“峰值功率(PMPO)”并没有多大的实际意义，大家千万不要被一些离谱的功率值所误导了。 3频率范围 理论上，人耳能听到频率在20 Hz20 kHz之间的声音。但事实上，许多人能聆听的范围仅在50 Hz18 kHz之间。 4喇叭大小 主音箱喇叭的大小可较好地解决主音箱与低音炮分频点衔接不好的问题，但有些厂商采用了一些新技术之后，也往往能用较小的单元，做出表现力极佳的系统。 5音箱的指向性 目前大多数人都在使用传统的圆锥形扬声器。随着声音频率的升高，所有音箱都会表现出指向性。 6密封性 现在的多媒体有源音箱大都采用倒相式。音箱的孔即为倒相口。音箱的密封性越好，其声学效果(主要是低频段)就越好。 7磁屏蔽 由于彩色显示器对周围磁场干扰最敏感，所以只要将音箱靠近显示器，就可以查出音箱的磁屏蔽效果。如果音箱靠近显示器时，图像出现失真，就说明音箱的磁屏蔽效果不好。 8USB音箱 目前许多厂商都宣布了采用USB接口的音箱产品。 9.失真度10.音箱灵敏度11.阻抗12.音效技术13. 5.1声道 7.2.3 几款音箱欣赏几款音箱欣赏 1创新(Cambridge Sound Works，CSW) CSW是全球第一家制造“整合”型音箱系统的公司，其桌面影院DTT2500(包括6只音箱和1个控制单元)系统，可将你的电脑变成名符其实的家庭影院。这套系统中没有遥控的功能。后来推出的DTT3500系统除了加上遥控器之外，还加上了光纤或同轴数字输入功能，可让你聆听到真实的5.1杜比声音。 PCWorks 2.1 这是一款创新的入门级2.1系统，配备了一个线控音量调节器，卫星音箱的信号线长达9英尺，如图77所示。 图77 PCWorks 2.1 PCWorks 4.1可升级音箱 如果你正在为使用两声道还是多声道音箱系统而犹豫不决，那么PCWorks 4.1可升级音箱将是最佳选择。它最大的特点便是低音炮内设了四声道放大器，一旦连接好升级配件，便能马上享受四声道的乐趣。 2三诺(Sanrupid) 深圳三诺是一家高科技企业，拥有数字合成影院、电脑周边产品和数码网络应用产品的研发、制造基地，以及遍布全国市场的销售网络。 作为电脑多媒体的重要组成部分，音箱经历了很长的发展阶段。在不断完善声音质量的同时，音箱的外观和可装饰性渐渐被人们所重视。 图78 三诺平面艺术音箱 3业真太阳花(Taiyanfa) 业真公司是国内的板卡大厂，其生产的声卡和显卡均有不错的性价比。太阳花5.1桌面影院套件包括一套非常另类的全黑色5.1音箱，以及一个太阳花TFS511声卡，如图79所示。图79 太阳花5.1桌面影院作业作业1.简述声卡的工作原理。2.名词解释DSPCodec芯片AC97标准采样位数、采样频率复音数输出信噪比（S/N）5.1声道