środa, 16 marca 2016

Karta dźwiękowa

Karta dźwiękowa (ang. sound card, audio card) – komputerowa karta rozszerzeń, umożliwiająca rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku. Poprawnym jest też równie często stosowany termin karta muzyczna.
Najbardziej znaną grupą kart dźwiękowych jest seria Sound Blaster firmy Creative Labs.
Obecnie układy dźwiękowe wystarczające do zastosowań amatorskich są zazwyczaj wbudowywane w płytę główną komputera, a nie stanowią karty rozszerzenia. Z powodów historycznych są jednak określane mianem zintegrowana karta dźwiękowa. Pojawiły się również zewnętrzne karty dźwiękowe podłączane do komputera przez port USB.



BUDOWA KARTY DŹWIĘKOWEJ

Karty dźwiękowe w zależności od stopnia skomplikowania i zaawansowania mogą posiadać następujące elementy:

Generator dźwięku – 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 – umożliwiające rejestrację i odtwarzanie dźwięku (umożliwiające zamianę sposobu reprezentacji sygnału z analogowego na cyfrowy i odwrotnie),
Bufor – mała (często tylko kilka kilobajtów) pamięć RAM, używana przez przetworniki A/C i C/A, do których cyfrowy dźwięk jest zapisywany i odczytywany przez procesor główny komputera lub odtwarzany po uprzednim wgraniu tam danych,
Mikser dźwięku – służy do łączenia sygnałów dźwięku z różnych źródeł, generatorów dźwięku, przetworników C/A w skrócie PCAA, wejść zewnętrznych, itp.,
Wzmacniacz sygnałów wyjściowych - służy do wzmacniania sygnału wyjść przeznaczonych dla urządzeń pasywnych (np. wyjście słuchawkowe),
Złącza wejściowe i wyjściowe dźwięku, zarówno analogowe i cyfrowe,
Interfejs do komputera – służący do komunikacji i wymiany danych z kartą dźwiękową, zazwyczaj ISA, PCI lub USB,
Interfejs MIDI – służy do podłączania do komputera cyfrowych instrumentów muzycznych w standardzie MIDI.

PRÓBKOWANIE

Pojęciem próbkowania (sampling) określa się digitalizację fragmentów dźwiękowych. Decydujący wpływ na jakość nagrania ma rozdzielczość digitalizacji.
Starsze karty zapisują dźwięk w trybie 8-bitowym, co pozwala na rozróżnienie 256 różnych poziomów amplitudy sygnału (chwilowej głośności dźwięku).W przypadku nagrań stereofonicznych każdy pojedynczy dźwięk (próbka) jest więc zapisywany na 4 bajtach. Równie istotna jest szybkość próbkowania (samplingu), czyli częstotliwość z jaką generowane są kolejne 16-bitowe sekwencje. Im częściej jest próbkowany oryginalny dźwięk, tym wyższa jest maksymalna częstotliwość dźwięku uzyskiwanego nagrania. W przypadku nagrań stereofonicznych objętość zapisywanych danych ulega podwojeniu, ponieważ rejestrowane są dwie oddzielne ścieżki, po jednej na każdy kanał. Jednominutowe nagranie klasy hi-fi bez kompresji danych zajmuje więc nieco ponad 10 MB (44100 × 4 bajty x 60 sekund). Jeszcze większą objętość mają dane uzyskane w wyniku miksowania (mieszania) próbek.

SYNTEZA FM

Pierwszym chipem muzycznym wykorzystującym syntezę FM był układ OPL2 firmy Yamaha. Chip ten nie był przeznaczony dla komputerów, lecz podobnie jak OPL1 został opracowany pod kątem organów elektronicznych.Początkowo na rynku dostępne były tylko dwa chipy FM (OPL 2 i 3), ale w 1995 r. patent na syntezę modulacji częstotliwości uległ przedawnieniu. Od tego czasu na kartach dźwiękowych instaluje się różne chipy, w większości kompatybilne z OPL3, a więc również ze standardem Sound Blaster.Wszystkie układy FM działają na tej samej zasadzie: za pomocą prostych funkcji matematycznych generują krzywe drgań, które tylko w przybliżeniu imitują działanie oryginalnych instrumentów muzycznych.

MIDI

MIDI nie przesyła dźwięku, lecz informacje o nim (i nie tylko). Na przykład muzyk w czasie koncertu naciśnięciem klawisza może wydobyć nie tylko dźwięk, ale również może synchronicznie sterować błyskami światła, sekwenserami, modułami brzmieniowymi itp. – oczywiście pod warunkiem, że wymienione urządzenia będą zgodne ze standardem MIDI. Specyfikacja MIDI umożliwia sterowanie 16 urządzeniami MIDI jednocześnie. Sekwencer łączy funkcję magnetofonu wielośladowego i pulpitu mikserskiego. Poszczególne partie instrumentów nagrywa się na ścieżkach (może ich być 128 i więcej). Niezaprzeczalną zaletą MIDI jest oszczędność pamięci – skoro przesyłane są tylko dane dotyczące dźwięku, minuta muzyki wymaga zaledwie około 20 KB danych. MIDI ma pod tym względem ogromną przewagę nad cyfrową techniką zapisu dźwięku, przetworzonego przez konwertery analogowo-cyfrowe na twardym dysku.

Skopiowane z Wikipedii. (a szkoda)
Wykonali: Dominik Bryksy, Radosław Dzatkowicz.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz