Тема 7.2. Устройство звуковой карты

Специализированное звуковое устройство, о котором упоминается ранее, в персональном компьютере может быть реализовано несколькими способами. Перечислим их в порядке распространенности:

• звуковая карта (возможно, с внешним блоком);

• интегрированный в системную плату звуковой кодек;

• внешний декодер или цифро-аналоговый преобразователь с S/PDIF-входом;

• внешний декодер или цифро-аналоговый преобразователь с USB-входом.

Звуковая карта – это отдельное специализированное звуковое устройство, которое устанавливается в слот расширения системной платы и реализует (полностью или частично) этапы обработки цифровых звуковых данных.

Альтернативой звуковой карте в современном персональном компьютере является встроенная в системную плату гибридная микросхема, получившая название кодек (CODEC, Coding/DECoding, кодировщик/декодировщик).

Кодек совмещает функции аналоговой и цифровой обработки звуковых данных, поэтому может включать одно или несколько устройств ЦАП/АЦП и контролер ввода/вывода.

В 1997 году, на очередном саммите по обсуждению проблем развития персональных компьютеров, был принят новый стандарт "современного персонального компьютера", согласно которому все звуковые карты должны отвечать требованиям спецификации АС-97 (Audio Codec - 97).

Спецификация АС-97 версии 1.0 предполагает следующие параметры звуковых устройств:

• низкая загрузка процессора;

• полный дуплекс (full duplex) – возможность записи во время воспроизведения с различными частотами дискретизации;

• высококачественный звуковой выход (не менее 90 дБ сигнал/шум – SNR);

• режим 3D-стерео;

• единый микшер для всех устройств, поддерживающий запись и воспроизведение;

• высококачественный микрофонный вход (=70-80 дБ SNR при АЦП, программно регулируемое усиление);

• линейный выход для подключения к бытовой аппаратуре;

• декодирование потока АС-3 (звуковая схема 5.1) для DVD-фильмов;

• аппаратная поддержка MIDI-синтеза.

Структурная схема звуковой карты показана на рис. 7.2.1.

Рисунок 7.2.1.

Для того, чтобы разнести довольно шумные цифровые шины с высоким уровнем сигнала и аналоговые чувствительные цепи с амплитудой 1–2 В, спецификация АС-97 предусматривает разделение звуковоспроизводящего устройства на 2 части: цифровой контроллер (Digital Controller) и кодек (Audio Codec). Соединены они по синхронной 5-контактной шине AC-link, стандартно работающей на частоте 48 кГц и разрядности 16 бит.

Контроллер выполняет цифровую обработку, а кодек – оцифровку, воспроизведение, а также цифровое и аналоговое микширование сигналов от разных источников.

Внешний вид типовой звуковой карты с описанием стандартных разъемов (интерфейсов) показан на рис. 7.2.2.

Рисунок 7.2.2.