聲卡產(chǎn)生的聲音讓你可以知道新的E-mail來(lái)了，但你知道聲卡是怎么工作的嗎？通過(guò)本文你將可以知道聲卡工作的原理，并且能夠認(rèn)識(shí)到很多關(guān)于音頻方面的技術(shù)，還可以知道FM和wavetable（波表）合成究竟是什么意思。

1、簡(jiǎn)介

在聲卡出現(xiàn)之前，PC被限制為只能靠在主板上微小的揚(yáng)聲器發(fā)出“beeps”的聲音。 從90年代開始，聲卡出現(xiàn)在多媒體電腦上，并且指引計(jì)算機(jī)進(jìn)入到全新的游戲時(shí)代。

1989年，Cre Labs（創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，位于新加坡）發(fā)布了 Creative Labs SoundBlaster Card(創(chuàng)新聲霸卡）；從該時(shí)候起，很多公司也陸續(xù)發(fā)布了聲卡，而Creative則繼續(xù)改進(jìn)SoundBlaster 的產(chǎn)品線。

2、剖析聲卡的結(jié)構(gòu)

典型的聲卡由以下的組件組成：

一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，負(fù)責(zé)大部分的運(yùn)算

一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，負(fù)責(zé)把音頻輸出電腦

一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，負(fù)責(zé)把音頻輸入電腦

只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者Flash 存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)

音樂(lè)設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)，用于連接外部的音頻設(shè)備（對(duì)于大部分聲卡而言，游戲端口也可以用于連接外部的MIDI適配器）

用于連接揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)的插口，還有線性輸入(line in )和線性輸出(line out)

目前流行的聲卡通常被插到周邊組件互連(PCI)插槽上，而比較舊或者廉價(jià)的聲卡則使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)（ISA)總線 。今天很多電腦都把聲卡作為芯片整合到了主板上面，這樣就釋放出了插槽用于其它的組件。SoundBlaster Pro 實(shí)際上是聲卡的標(biāo)準(zhǔn)，事實(shí)上今天市場(chǎng)上出售的所有聲卡都完全兼容SoundBlaster Pro 。

現(xiàn)在很多不同制造商生產(chǎn)的不同品牌聲卡都使用了相同的芯片，而最基本的芯片都來(lái)自第三方的銷售商；為了使產(chǎn)品區(qū)分開來(lái)，聲卡制造商會(huì)對(duì)其加入不同的功能，還有捆綁各樣不同的軟件。

3、聲卡可以連接的設(shè)備

耳機(jī)、擴(kuò)音機(jī)/揚(yáng)聲器、模擬的輸入源、麥克風(fēng)、收音機(jī)、卡帶機(jī)、CD 播放器、數(shù)字輸入源、數(shù)字 錄音磁帶(DAT)、CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器、模擬輸出設(shè)備 - 卡帶機(jī)、數(shù)字輸出設(shè)備、數(shù)字 錄音磁帶(DAT)、CD-R

一些目前最高端的聲卡已經(jīng)可以支持5-6個(gè)揚(yáng)聲器和支持?jǐn)?shù)字接口。對(duì)于高保真音頻的愛(ài)好者，現(xiàn)在還有新一代的數(shù)字聲卡。數(shù)字聲卡對(duì)于需要數(shù)字處理 的應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常實(shí)用，例如CD-R和DAT。該類型聲卡可以一直保持?jǐn)?shù)字的信號(hào)，而不經(jīng)過(guò)任何的數(shù)模轉(zhuǎn)換，因此可以有效地減少“代損失”。數(shù)字聲卡規(guī)定了數(shù)字聲音的輸出和輸入，因此你可以從DAT，DVD或者CD直接 讀取數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在硬盤上。

4、迷人的波表  

通常，聲卡能夠完成四件事情：

播放預(yù)先錄制好的音樂(lè)（從CD或者聲音文件，例如WAV 或者M(jìn)P3)，游戲或者DVD

以廣泛的媒體格式從外部的音源（麥克風(fēng)或者卡帶播放器）記錄音頻

合成聲音

處理現(xiàn)成的聲音

DAC和ADC提供了方法處理聲卡音頻的輸入和輸出，而DSP則檢查整個(gè)過(guò)程。DSP還可以捕獲聲音的任何變化，例如回音或者反射 ；此外因?yàn)镈SP主要集中音頻的處理，電腦的主處理器可以空閑出來(lái)做其它的任務(wù)。

早期的聲卡使用FM合成來(lái)產(chǎn)生聲音；FM合成以不同的頻率來(lái)捕獲音調(diào)，然后把它們合成為接近的聲音，例如喇叭產(chǎn)生的號(hào)聲。FM技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒�，但說(shuō)到聲音的真實(shí)來(lái)說(shuō)，它比不上波表合成。波表合成通過(guò)對(duì)真實(shí)的音樂(lè)設(shè)備 產(chǎn)生的聲音進(jìn)行采樣，該樣本接著會(huì)以非常高的精確度進(jìn)行循環(huán)的播放和重新產(chǎn)生聲音。波表合成事實(shí)上已經(jīng)成為大部分聲音的標(biāo)準(zhǔn)，但一些廉價(jià)品牌的聲卡仍舊還在使用FM合成。其中還有些聲卡提供不同的類型。 

很多成熟的聲卡還提供對(duì)MIDI設(shè)備的支持；你可以使用音樂(lè)程序，把MIDI設(shè)備的音樂(lè)設(shè)備連接在聲卡上，這樣在你播放的過(guò)程中可以在電腦屏幕上看見音樂(lè)樂(lè)譜的變化。

4、聲音的產(chǎn)生  

現(xiàn)在我們假設(shè)你正在使用麥克風(fēng)，并且聲音輸出在揚(yáng)聲器上。聲卡通過(guò)麥克風(fēng)（數(shù)據(jù)輸入）以WAV的格式創(chuàng)建聲音文件，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)成為文件，并記錄在硬盤上的過(guò)程如下：

聲卡從麥克風(fēng)插孔接收連續(xù)、模擬的波型信號(hào)輸入，該模擬信號(hào)具有不同的頻率和振幅

電腦的軟件選擇那些有用輸入的信號(hào)，這主要根據(jù)是否麥克風(fēng)輸入的聲音是否是需要的

混合過(guò)程，模擬波形的信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，以1和0的形式把信號(hào)記錄起來(lái)--產(chǎn)生二進(jìn)制（數(shù)字）的輸出

從ADC產(chǎn)生的數(shù)字輸出流進(jìn)DSP，DSP通過(guò)存儲(chǔ)在聲卡其它芯片上的指令對(duì)其進(jìn)行再編程；DSP的功能之一是對(duì)現(xiàn)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以節(jié)省空間。在該任務(wù)的進(jìn)行過(guò)程中，DSP可以允許電腦的主處理器執(zhí)行其它的任務(wù)。

DSP輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)聲卡的連接被輸送到電腦的數(shù)據(jù)總線（或者從聲音芯片到主板的數(shù)據(jù)總線之間流動(dòng)： 這主要是集成聲卡）。

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被電腦的主處理器進(jìn)行處理，然后發(fā)送到硬盤控制器，接著它以WAV文件的形式記錄在硬盤上。

在聽已經(jīng)預(yù)先記錄好的WAV文件時(shí)，該處理過(guò)程只是簡(jiǎn)單的反轉(zhuǎn)：

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從硬盤讀取出來(lái)，然后通過(guò)中心處理器(CPU)的處理

CPU把數(shù)據(jù)發(fā)送到聲卡的DSP

DSP解壓縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)

從DSP解壓縮的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流被數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，通過(guò)耳機(jī)或者揚(yáng)聲器產(chǎn)生模擬的信號(hào)。

５、聲卡的升級(jí)

如果主板沒(méi)有集成聲卡或者你想獲得更高的性能（音頻質(zhì)量），你可以對(duì)聲卡進(jìn)行升級(jí)；最普通的升級(jí)途徑是把ISA聲卡轉(zhuǎn)換為PCI聲卡。大體來(lái)說(shuō)，你可以根據(jù)應(yīng)用來(lái)決定自己是否需要新的聲卡；對(duì)于某些音頻應(yīng)用程序，例如電話或者某些游戲，你需要全雙工的聲卡。全雙工的聲卡有能力在提供聲音輸出的同時(shí)接受聲音的輸入。

在Windows環(huán)境中，你可以通過(guò)使用兩個(gè)錄音器來(lái)測(cè)試聲卡是否具有全雙工的能力，其中你可以按照以下的步驟進(jìn)行測(cè)試：

●　開始菜單

●　程序

●　附件

●　娛樂(lè)

●　錄音機(jī)

重復(fù)上面的步驟，同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)錄音器。你可以在一個(gè)Windows錄音機(jī)播放音樂(lè)文件，而使用另外一個(gè)錄音機(jī)進(jìn)行錄音；如果能夠同時(shí)運(yùn)行，那么你的聲卡就是全雙工的聲卡，反之則不是。