1、柳州职业技术学院计算机课程2004第第2章章 计算机硬件组成计算机硬件组成多媒体编多媒体编主讲教师：谭耀坚主讲教师：谭耀坚2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念 按照多媒体计算机MPC的规定，声卡应该支持两种声音：波形声音和MIDI声音(合成声音)。1、波形声音 从本质上讲，声音是一种连续的波，称为声波。声波最基本的参数有两个：一个是声音的幅度，即声音的大小强弱程度，也称为音量；另一个是声音的频率，即声波每秒钟的振动次数，用HZ或者KHZ为单位表示。频率高的声音，听起来尖锐，频率低的声音，听起来低沉。而要把声音信号存储到计算机之中去，必须
2、把连续变化的波形信号(称为模拟信号)转换成为数字信号，因为计算机中只能存储数字信号。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念 把模拟信号转换为数字信号(DAC)一般由对声音信号的采样和转换两步来完成。所谓采样就是采集声音模拟信号的样本，然后再转换成数字信号。计算机对声音采样能力的大小也用两个参数来衡量：采样频率和声音样本的位数(bit)。理解这两个参数十分重要，它们是声卡的主要指标，它们不仅影响到声音的播放质量，还与存储声音信号所需要的存储空间有直接的关系。采样频率：采样频率与声音本身的频率不是一回事，这是两个不同的概念，不要混为一谈。2.
3、10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念 采样频率与声音频率之间有一定的关系，根据奎斯特理论，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的声音还原成为原来的声音。例如，人耳能够听到的声音频率在20HZ-20KHZ之间，所以采样频率应该在40KHZ以上。当然采样频率越高，所需要的存储空间也就越大。声音样本的位数(bit)：这个参数表示了计算机度量声音波形幅度(音量)的精度，就是通常所说的声卡的位数。早期的声音卡是8位声卡，目前多为16位声卡，专业级的高档声卡有32位的。位数越多，声音的质量越高。2.10 2.10 声卡及音箱和声
4、卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念 采样到计算机内的声音信号经过模数转换后生成数字信号就可以保存在计算机的存储介质中，这样的文件一般称为波形声音文件(简称声音文件)。在WINDOWS中，声音文件的扩展名一般是.WAV。.WAV文件的制作和播放过程与普通录音机录放声音磁带的过程很相似。WAV文件的最大缺点是要占用相当大的存储空间，例如采样频率为44.1KHZ、16位样本的单道声音每分钟需要的存储空间为5.28MB，而如果是立体声则存储空间还要增加一倍。而MIDI文件需要的存储空间则很小。60X 44.1X 1000 X24/220/23=5.28MB2.10 2.10
5、声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念2、MIDI声音(合成声音)MIDI声音是一种由电子器件和设备合成的声音，按照其原理不同，又可以分为FM合成法和乐音样本合成法(通常也称为波表合成法)。FM合成法是八十年代初由美国斯坦福大学的JohnChowning发明的，称为“数字式频率调制合成法”，简称FM合成法。FM合成法生成乐音的基本原理是，用数字信号来表示不同乐音的波形，然后把它们组合起来，再通过数模转换器(DAC)生成乐音播放。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡*基本概念 FM合成器的13个声音参数和算法共1
6、4个控制参数以字节的形式存储在声音卡的ROM中。播放某种乐音时，计算机就发送一个信号，这个信号被转换成ROM的地址，从该地址中取出的数据就是用于产生乐音的数据。FM合成器利用这些数据产生的乐音是否真实，它的真实程度有多高，取决于可用的波形源的数目、算法和波形的类型。波表合成声音 使用FM合成法来产生各种逼真的乐音是相当困难的，有些乐音几乎不能产生。目前只有低档次的声卡采用。中高档的声音卡一般采用乐音样本合成法，即波表合成法。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡 这种方法就是把真实乐器发出的声音以数字的形式记录下来，播放时根据命令生成各种音阶的音符
7、。乐音样本的采集相对比较直观。音乐家在真实乐器上演奏不同的音符，选择44.1KHZ的采样频率、16比特的乐音样本，这相当于CD-DA的质量，把不同音符的真实声音记录下来，这就完成了乐音样本的采集。乐音样本通常放在ROM芯片上，在播放时按照MIDI命令，由MIDI合成器作出解释，然后读出ROM中相关地址的内容，合成加工后送往有源扬声器。MIDI音乐(即合成音乐)文件就是用来播放MIDI音乐的数据文件，它的扩展名通常是.MID。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡 与WAV文件不同，MIDI文件中储存的不是声音信号，而是发给MIDI设备或其它装置(如
8、声卡的合成器)的一组命令。MIDI设备接收到这些命令后，会自动识别出这些命令的含义，准确地发出各种乐器的声音。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 市场上常见的声卡有声音处理芯片、功率放大器、总线连接端口、输入输出端口、MIDI及游戏杆接口（通常是共用一个）、CD音频连接器等主要结构组件。不同的声卡布置虽不尽相同，但是即便是最简单的声卡也具有这些结构组件。1、声音处理芯片 通常是最大的四边都有引线的那个集成块，上面标有商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。声音处理芯片基本上决定了声卡的性能和档次，其基本功能包括对声波采样和回放的
9、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。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 大图1 大图22.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构(1)声音控制芯片它的功能是把从话筒或其它输入设备中获取声音模拟信号，通过模数转换器(ADC)，将声波振幅信号转换成一串数字信号，尔后采样存储到电脑中。当重放声音时，这些数字信号送到一个数模转换器(DAC)，以同样的采样速率还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声，这一技术也称为脉冲编码调制技术(PCM)。PCM技术的两个要素就是我
10、们在前面介绍过的采样频率和样本量(位数)。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构(2)数字信号处理器(DSP)DSP芯片通过编程实现各种功能。它可以处理有关声音的命令、执行压缩和解压缩程序、增加特殊声效和传真MODEM等。大大减轻了CPU的负担，加速了多媒体软件的执行。但是，低档声卡一般没有安装DSP，高档声卡才配有DSP芯片。(3)M合成芯片 低档声卡一般采用FM合成声音，以便降低成本。FM合成芯片的作用就是用来产生合成声音。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构(4)波形合成表(RO
11、M)在波表ROM中存放有实际乐音的声音样本，供播放MIDI使用。一般的中高档声卡都采用波表方式，可以获得十分逼真的使用效果。(5)波表合成器芯片 该芯片的功能是按照MIDI命令，读取波表ROM中的样本声音合成并转换成实际的乐音。低档声卡没有这个芯片。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 声卡上声音处理芯片有的可能是3-6块IC构成的芯片组。AC97规范为了保证声卡的信噪比能够达到80dB（分贝）以上，要求声卡上的数/模转换处理芯片与数字音效芯片分离，因此，高档声卡上的芯片一般不止一块。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
12、动喇叭放出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片（简称：功放）以实现这一功能。声卡上的功放型号多为XX2025，功率为2x2W，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音信号，所以从其输出端（Speaker Out）输出的噪音较大。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 其实，指望声卡的功放芯片能带来良好的音质是不现实的，一个比较好的解决方法是绕过功放，利用声卡上线路输出（Line Out）端口直接连接音响，这样，音质的好坏就直接取决于声音处理芯片和外接的音响设备（一般是有源音箱）的档次了。3、总线连接端口 我们把声卡插入
13、到计算机主板插槽上的那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”。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，决定音质的好坏主要是声音处理芯片、MIDI的合成方式和制造工艺等，并不仅是总线的不同。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构4、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。在声卡与主机机箱联接的一侧总有些插孔（一般有3-4个），通常是“Speaker Out、“Line Out、“Line in、“Mic I
14、n等。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为何功能。A:Line In端口 能够将品质较好声音、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（如视频解压缩卡、CD、功放和彩电等）的“Line Out端。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构4、输入输出端口 B:Mic In端口 用于连接麦克风（话筒），我们可以将自己的歌声录下来实现基本的“卡拉OK功能”，或者通过其它软件（如IBM的ViaVoice、汉王、天音话王等）的控制实
15、现语音录入和识别。上述四种端口传输的是模拟信号，如果要联接高档的数字音响设备，需要有数字信号输出、输入端口。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构4、输入输出端口 在声卡上通常有一个S/PDIF的两针插座（索尼/飞利浦数字交换格式接口），从数字音响设备输出的信号可以通过它直接输入到声卡，再通过软件的控制实现录制和播放等功能。高档的声卡能够实现数字声音信号的输入、输出全部功能，输出端口的外形和设置随不同厂家而异，具体可以查看随卡的说明书。5、MIDI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、模拟驾驶等游戏软件，这个接
16、口与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器（高档声卡的MIDI接口可能还有其它形式）。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 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。6、CD音频连接器 一般位于声卡中上部，通常是3针或4针的小插座，与CD-ROM的相应端口连接以实现CD音频信号的直接播放。不同CD-ROM的相应端口上的音频连接器也不一样，因此大多数声卡都有2个以上的这种连接器。7、其它结构 不同种类的声卡结构不尽相同，上面的组件也不一样，有些不常见的组件有：2.10 2.1
17、0 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 CD-ROM接口：早期的CD-ROM是同声卡连接的（而不像现在插在主板的IDE口上），不同的CD-ROM接口不一样，因而声卡提供了2-3种这样的接口，但现在该接口已不多见了。DSP混响处理芯片：存在于中高档次的声卡上，是一种子音效处理芯片，用于产生各种三维环绕音效。波表子卡连接器：高档声卡如果其波表合成电路不是做在一块声卡上，那么势必要用一个连接端口将主声卡与波表子卡连接起来。通常它的外型有点像CD音频连接器。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 音色库：有波表
18、合成功能的高档声卡上用于存放乐器声音样本的存储器，与内存芯片的外型相似，通常的容量是1-4M。这种存储器非常昂贵。带有2M以上音色库的声卡输出的声音品质相当出色。AC-97标准简介标准简介：全称Audio Codec，是INTEL和微软这电脑界两大强手联合制订的针对声卡的规范，要求声卡上的数、模（D/A与A/D）转换部分、混音部分和数字音效芯片分离，由单独的芯片完成以达到良好的信噪比，此芯片的正式名称是CODEC，（coder-decoder），编码/解码器。按照规定，声卡的SNR值必须80dB.2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 2.
19、10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡一、结构 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 以芯片定档次：EMU10K1 YMF-724/744 AU8820/8830 MAESTRO-2 CMI8X18 详见下表:2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 以芯片定档次：EMU10K1 YMF-724/744 AU8820/8830 MAESTRO-2 CMI8X18 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡
20、二、选购 1、低端：这个档次的用户基本上对电脑音效没有太高的要求，只要电脑能够发出还能够接受的声音就OK了，平常的应用就是听一下mp3，加上玩游戏，上网时候的一些声音。这类用户最好的选择还是主板上集成的声卡，成本最低。现在主板上集成的声卡主要有两种，一种是符合AC97标准的软声卡，另一种就是集成有音效芯片的硬声卡。如果主板没有集成声卡，那么也可以选择便宜的外加PCI声卡。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 A:主板上集成的软声卡 Analog Device:AD1881、AD1885、AD1886 ALC:201/A VIA:VT161
21、1A B:主板上集成硬芯片 Creative的CT5880 C-Media的CMI8738 ForteMedia的FM8012.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 YAMAHA的YMF740 Aureal的AU8820。他们的特点是功能和性能方面都和单独的外加声卡没有什么区别，但是价格却便宜得多了。C:独立外加声卡 CMI8738。低端声卡中销量最大的应该就要数CMI8738芯片了。它是由台湾的骅讯电子（C-Media）研发出品的音效芯片，支持4-6声道输出，顺应多声道的发展潮流。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMOD
22、EM2.10.1声卡声卡二、选购 创新CT-2518芯片。这款芯片的成品声卡就是著名的Vibra128了。这款声卡一直以来都是创新在低端声卡市场的主打产品。Aureal Vortex AU8820 2、中档：这个档次的用户一般对声音有比较高的要求，不满足于“仅仅发出声音”的状况，想要从电脑上得到不错的音乐享受。除了满足低端用户的那些要求以外，他们可能还会聆听一些经典名曲，或者玩一些需要比较强的3D定位的如CS之类的游戏。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 创新EMU10k1：EMU 10K1到现在为止仍然是当今最为强劲的音效处理芯片之一
23、，仅次于EMU10k2。创新CT5880：多了对4声道输出的支持。Yamaha YMF744：其最大的特点仍然是出色的MIDI效果。3、高端：这个档次的用户只有一个特点：有银子！对他们来说，唯一的目标就是享受顶级的PC系统声音效果。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 EMU10K2：信噪比高达100dB以上。4、DVD用户 人们对DVD音效的完整回放的要求越来越高，至少需要借助于5.1声道输出，而同时他们又不想在声卡方面投入太多钱，所以属于这个用户群的用户就大量产生了。目前市面上能够支持5.1声道的声卡芯片主要就是CMI8738、FM8
24、01和创新的EMU10k1、EMU10k2这几款。而创新的这两款芯片的成品声卡明显价格偏高，不适合这个用户群，那我们就只能在CMI8738和FM801之间选择了。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.2音箱音箱 *关于声道 2(2.1)左，右，超低音声道 4(4.1)左主，右主，中置，环绕声道（两只环绕箱播放的是同一个通道的信息）、超低音声道 6(5.1)左主，右主，中置，左环绕，右环绕，超低音声道如果您只是听听CD音乐、MP3，那么二声道或是2+1声道的音箱就已足够，在音箱(包括功放、喇叭、电源、音箱线等方面)的选择上则可挑剔些。对于3D游戏、VCD或DV
25、D，那么4+1声道的音箱会是较为基本的要求，5+1或许会更好 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.1声卡声卡二、选购 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.2音箱音箱 音箱布局：2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.2音箱音箱无源：不带放大电路，靠声卡功放驱动。有源：自带功放。1、性能指标（1）防磁 是否对显示器产生干扰（2）频率响应 保证人耳20Hz-20kHz（3）灵敏度 70dB以上（4）输出功率 30W以上2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10
26、.3网卡网卡 要接入网络，需安装网卡及其驱动程序。从速度上来说，一般有10M、100M和10/100M自适应。从接口上说，有BNC（同轴电缆）和RJ45（双绞线）。从总线上说，有ISA和PCI。2.10.4视频卡视频卡 主要完成视频信号的采集和回放。一般有叠加卡、捕捉卡、电视编码卡、MPEG解压卡和TV Turner卡等。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.4视频卡视频卡 视频叠加卡的作用是将计算机的VGA信号与视频信号叠加，然后把叠加后的信号在显示器上显示。视频叠加卡用于对连续图像进行处理，产生特技效果。视频捕获卡的作用是从视频信号中捕获一幅画面，然后存
27、储起来供以后使用。这种卡用于从电视节目、录相带中提取一幅静止画面存储起来供编辑或演示使用。电视编码卡的作用是将计算机VGA信号转换成视频信号。这种卡一般用于把计算机的屏幕内容送电视机或录相设备。电视选台卡相当于电视机的高频头，起选台的作用。电视选台卡和视频叠加卡配合使用就可以在计算机上观看电视节目。现在又将这两种卡合二为一，称为电视卡。压缩/解压卡用于将连续图像的数据压缩和解压。2.10.52.10.5调制调制/解调解调器器1 1、作用作用调制调制/解调：利用模拟信道支持数据信息传输的技术解调：利用模拟信道支持数据信息传输的技术 调制调制：将数据信息变换成适合于模拟信道上：将数据信息变换成适合
28、于模拟信道上 传输的电磁波（称为载波）信号，（数字传输的电磁波（称为载波）信号，（数字-模拟）模拟）解调解调：将从模拟信道上收取的载波信号还原成数据信息。：将从模拟信道上收取的载波信号还原成数据信息。（模拟（模拟-数字）数字）调制解调器：调制解调器：具有调制具有调制/解调解调 功能的通信设备。功能的通信设备。电话网电话网主机主机主机主机PCPC机机2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM2、类型(安装角度)A:外置式 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.
29、10.5MODEM2、类型(安装角度)B:内置式 板卡类 2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM2、类型(安装角度)B:内置式 集成类（软猫）2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM2、选购A：联机速度B：主流芯片 Rockwell2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM2、选购C:：协议支持V.90,V.92D：接口方式E：SVDF：升级性2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM3、ADSL 宽带MODEM ADSL（非对称数字用户环路），ADSL 在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率1Mbps到8Mbps，有效传输距离在35公里范围以内。2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM3、ADSL 宽带MODEM PWR SYS 10M 100M DSL ACT2.10 2.10 声卡及音箱和声卡及音箱和MODEMMODEM2.10.5MODEM3、ADSL 宽带MODEM 滤波器 SPLITTER多媒体部分结束，谢谢！多媒体部分结束，谢谢！
