聲卡和音箱解析

1、計(jì)算機(jī)硬件之 聲卡和音箱,4.1 聲 卡 4.2 音 箱,4.1 聲 卡,4.1.1 聲卡概述 4.1.2 聲卡的類型 4.1.3 聲卡的性能指標(biāo) 4.1.4 選購(gòu)聲卡 4.1.5 聲卡的故障分析,4.1.1 聲卡概述,聲卡是計(jì)算機(jī)中處理音頻信號(hào)的工具，如圖所示，通過聲卡將計(jì)算機(jī)中的音頻信號(hào)進(jìn)行處理后，再通過連接到聲卡的音箱，將聲音以人耳能聽到的頻率表現(xiàn)出來。聲卡主要由音頻處理芯片、MIC接口、Line in接口、Speak接口和金手指等部件組成。,Line in端口主要用于連接電吉他、電子琴、合成器等外界設(shè)備的音頻信號(hào)輸出的錄音，由于這些設(shè)備本身輸出功率就比較大，因此需要連接到Line in

2、端口錄音，當(dāng)然使用它們錄音從某種程度上也可以被稱為外部設(shè)備的“內(nèi)錄”。,4.1.2 聲卡的類型,1集成聲卡 2獨(dú)立聲卡 3外置聲卡,1集成聲卡,集成聲卡是一種集成在主板上的數(shù)字模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，如圖所示。集成聲卡沒有音頻處理芯片，完全靠CPU對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，這樣會(huì)占用CPU資源，如果CPU比較繁忙，播放的聲音就會(huì)出現(xiàn)停頓現(xiàn)象。目前常見的集成聲卡芯片有Realtek ALC系列的AC97 CODEC芯片等。 集成聲卡集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更為低廉、兼容性更好等優(yōu)勢(shì)，能夠滿足普通用戶的絕大多數(shù)音頻需求。,2獨(dú)立聲卡,獨(dú)立聲卡直接與主板的PCI插槽相連，它有獨(dú)立的音頻處理芯

3、片，如圖所示為一款獨(dú)立的聲卡。它負(fù)責(zé)所有音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換工作，從而減少了對(duì)CPU資源的占有率，并且結(jié)合功能強(qiáng)大的音頻處理軟件，可以進(jìn)行幾乎所有音頻信息的處理。音質(zhì)效果好的聲卡都是獨(dú)立聲卡，一般適合對(duì)聲音品質(zhì)要求較高的用戶。,3外置聲卡,外置聲卡是在獨(dú)立聲卡的技術(shù)上發(fā)展起來的。它的外形通常是一個(gè)長(zhǎng)方形的盒子，在外置聲卡上一般具有Speak接口、Line in接口、MIC接口等，如圖所示。它們的作用與獨(dú)立聲卡上相應(yīng)接口的作用是相同的。 外置聲卡通過USB接口與PC連接，又稱USB聲卡，具有使用方便、便于移動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。但這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于特殊環(huán)境，如連接筆記本實(shí)現(xiàn)更好的音質(zhì)等。,4.1.3 聲卡的性能指

4、標(biāo),1音頻采集 2波表合成 3MIDI規(guī)格 4聲道 5音效,1音頻采集,聲卡的主要作用之一是對(duì)聲音信息進(jìn)行錄制與回放，在這個(gè)過程中采樣的位數(shù)和采樣的頻率決定了聲音采集的質(zhì)量。 （1）采樣頻率和采樣位數(shù)直接決定了聲卡錄制和播放聲音的效果。采樣頻率是指聲卡在1秒鐘內(nèi)對(duì)聲音信號(hào)的采樣次數(shù)。采樣頻率越高，播放出的聲音質(zhì)量就越真實(shí)越自然。目前高端的聲卡可以達(dá)到96KHz以上的采樣頻率，普通聲卡的采樣頻率一般為8KHz、11.025KHz、22.05KHz、16KHz、37.8KHz、44.1KHz和48KHz等。其中，22KHz相當(dāng)于普通FM廣播的音質(zhì)，44KHz相當(dāng)于CD播放器播放CD光盤的音質(zhì)。 （

5、2）聲音采樣位數(shù)是聲卡對(duì)聲音的采集精度，它通常是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)。聲卡的采樣位數(shù)越高，聲音聽起來就越真實(shí)。目前中高端獨(dú)立聲卡的聲音采樣位數(shù)可以達(dá)到24bit64bit之間，普通的集成聲卡和獨(dú)立聲卡的采樣位數(shù)為16bit。,2波表合成,波表（WAVE TABLE）可以將各種真實(shí)樂器所能發(fā)出的所有聲音（包括各個(gè)音域、聲調(diào)）錄制下來，存儲(chǔ)為一個(gè)波表文件。播放時(shí)，根據(jù)MIDI文件記錄的樂曲信息向波表發(fā)出指令，從“表格”中逐一找出對(duì)應(yīng)的聲音信息，經(jīng)過合成、加工后回放出來。因?yàn)樗捎玫氖钦鎸?shí)樂器的采樣，所以效果自然要好于FM。一般波表的樂器聲音信息都以44.1kHz、16Bit的精度錄制，以達(dá)到最真實(shí)的回放效

6、果。理論上，波表容量越大合成效果越好。,3MIDI,MIDI是Musical Instrument Digital Interface的簡(jiǎn)稱，意為音樂設(shè)備數(shù)字接口。它是電子樂器之間以及電子樂器與計(jì)算機(jī)之間的統(tǒng)一交流協(xié)議，用數(shù)字符號(hào)來表達(dá)和記錄音色、音長(zhǎng)（節(jié)奏）、音高（音調(diào)）、音強(qiáng)（響度），體積很小。 MIDI文件只是一種對(duì)樂曲的描述，本身不包含任何可供回放的聲音信息。 聲卡回放MIDI音樂時(shí)，按MIDI文件記錄的音長(zhǎng)、音高、音強(qiáng)，再調(diào)用波表庫(kù)中的音色，達(dá)到完美的回放。,4聲道,聲卡所支持的聲道數(shù)是聲卡技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。 （1）單聲道是比較原始的聲音復(fù)制形式，早期的聲卡采用得比較普遍。當(dāng)通過兩

7、個(gè)揚(yáng)聲器回放單聲道信息的時(shí)候，可以明顯感覺到聲音是從兩個(gè)音箱中間傳遞到耳朵里的。這種缺乏位置感的錄制方式用現(xiàn)在的眼光看是很落后的，但在聲卡剛剛起步時(shí)，卻是非常先進(jìn)的技術(shù)了。 （2）單聲道缺乏對(duì)聲音的位置定位，而立體聲技術(shù)則徹底改變了這一狀況。聲音在錄制過程中被分配到兩個(gè)獨(dú)立的聲道，從而達(dá)到了很好的聲音定位效果。這種技術(shù)在欣賞音樂過程中顯得尤為重要，聽眾可以清晰地分辨出各種樂器來自的方向，從而使音樂更富想像力，更加接近于臨場(chǎng)感受。,（3）立體聲雖然滿足了人們對(duì)左右聲道位置感體驗(yàn)的要求，但要達(dá)到更好的效果，僅僅依靠?jī)蓚€(gè)音箱是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，新的四聲道環(huán)繞音頻技術(shù)則很好地解決了這一問題。四聲道環(huán)繞有4個(gè)

8、發(fā)音點(diǎn)，即前左、前右，后左、后右，聽眾則被包圍在這中間。同時(shí)還增加了一個(gè)低音音箱，以加強(qiáng)對(duì)低頻信號(hào)的回放處理（該系統(tǒng)稱為4.1聲道音箱系統(tǒng)）。就整體效果而言，四聲道系統(tǒng)可以為聽眾帶來來自不同方向的聲音環(huán)繞，可以獲得身臨各種不同環(huán)境的聽覺感受，給用戶以全新的體驗(yàn)。如今四聲道技術(shù)已經(jīng)廣泛融入于各類中高檔聲卡的設(shè)計(jì)中。 （4）5.1聲道已廣泛用于各類傳統(tǒng)影院和家庭影院中，一些比較知名的聲音錄制壓縮格式，如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1聲音系統(tǒng)為技術(shù)藍(lán)本的。其實(shí)5.1聲音系統(tǒng)來源于4.1環(huán)繞，不同之處在于它增加了一個(gè)中置單元。這個(gè)中置單元負(fù)責(zé)傳送低于80Hz的聲音信號(hào)

9、，在欣賞影片時(shí)把對(duì)話集中在整個(gè)聲場(chǎng)的中部，以增加整體效果。另外，還有7.1聲道等支持多聲道的聲卡，不過與5.1聲道相比，技術(shù)改進(jìn)不大。,4.1.4 選購(gòu)聲卡,1聲卡品牌 2PCI接口聲卡應(yīng)成為首選 3聲道 4所選購(gòu)的聲卡是否具有SPDIF數(shù)字音頻接口 5驅(qū)動(dòng)程序及相關(guān)軟件是否齊全,1聲卡品牌,集成聲卡的品質(zhì)是由芯片決定的。目前市場(chǎng)上的主流獨(dú)立聲卡品牌主要有新加坡的創(chuàng)新、德國(guó)的坦克和國(guó)產(chǎn)的樂之邦、華碩、傲王等。如圖所示為坦克（TerraTec）聲卡，這個(gè)品牌一向注重產(chǎn)品的品質(zhì)和性價(jià)比，其產(chǎn)品具備了專業(yè)級(jí)和家用級(jí)系列的各種高、中、低端產(chǎn)品。,2PCI接口聲卡應(yīng)成為首選,在選購(gòu)聲卡時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率是

10、一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)，由于PCI聲卡比早期的ISA聲卡的數(shù)據(jù)傳輸速率高十幾倍，因而受許多消費(fèi)者的歡迎。再有PCI聲卡有著較低CPU占用率和較高信噪比等優(yōu)良特性，也使功能單一、占用系統(tǒng)資源過多的ISA聲卡顯得風(fēng)光不再。 目前，市面上的主流聲卡多為PCI總線結(jié)構(gòu)，ISA聲卡已經(jīng)逐步退出市場(chǎng)。所以在選購(gòu)聲卡時(shí)，應(yīng)首先考慮PCI接口的產(chǎn)品。,3聲道,聲道是指聲卡能模擬的音源的個(gè)數(shù)。目前常見聲卡的聲道包括雙聲道（立體聲）和環(huán)繞立體聲。一般聲卡支持的聲道數(shù)量越多，再配合相應(yīng)的多聲道音箱，用戶就能聽到從多個(gè)角度傳來的聲音效果，這種效果常給人以身臨其境的感覺。常見的中高端獨(dú)立聲卡至少支持6個(gè)聲道。,4.2 音 箱,

11、4.2.1 音箱的類型 4.2.2 音箱的性能指標(biāo) 4.2.3 選購(gòu)音箱 4.2.4 音箱的故障分析,4.2.1 音箱的類型,1按音箱結(jié)構(gòu)分類 2按聲道數(shù)量分類,1按音箱結(jié)構(gòu)分類,（1）書架式：這種音箱體積小巧、層次清晰、定位準(zhǔn)確，但功率有限，適于欣賞以高保真音樂為主的人群，也是多媒體發(fā)燒友的首選。 （2）落地式：這種音箱體積較大，承受功率也較大，低頻的量感與彈性較強(qiáng)，善于表現(xiàn)磅礴的氣勢(shì)與強(qiáng)大的震撼力，但層次感與定位方面有所欠缺。如圖所示為一款落地式音箱。,（3）密閉式：這種音箱是在封閉的箱體上裝上揚(yáng)聲器，效率較低。 （4）倒相式：這種音箱與密閉式箱的不同之處就是在前面或后面板上裝有圓形的倒相

12、孔，如圖所示。它是按照赫姆霍茲共振器的原理工作的，其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、能承受的功率較大和動(dòng)態(tài)范圍廣。,2按聲道數(shù)量分類,（1）單聲道：?jiǎn)温暤朗潜容^原始的聲音復(fù)制形式，在早期的聲卡中比較普遍。在通過兩個(gè)揚(yáng)聲器回放單聲道信息的時(shí)候，就可以明顯感覺到聲音是從兩個(gè)音箱中間傳遞到耳朵里的。在聲卡剛起步時(shí)，這種缺乏位置感的錄制方式已經(jīng)非常先進(jìn)了。,（2）立體聲：立體聲又稱為雙聲道，在錄制過程中單聲道聲音被分配到兩個(gè)獨(dú)立的聲道，從而達(dá)到了很好的聲音定位效果，如圖所示為一款立體聲音箱。單聲道缺乏對(duì)聲音的位置定位，而立體聲技術(shù)則徹底改變了這一狀況。這種技術(shù)在音樂欣賞中顯得尤為有用，聽眾可以清晰地分辨出各種樂器來自

13、何方，從而使音樂更富想象力，更加接近于臨場(chǎng)感受。,（4）四聲道環(huán)繞：又稱為4.1聲道，即4聲道+低音聲道。四聲道環(huán)繞規(guī)定了4個(gè)發(fā)音點(diǎn)：前左、前右、后左、后右，聽眾則被包圍在這中間。同時(shí)還建議增加一個(gè)低音音箱，以加強(qiáng)對(duì)低頻信號(hào)的回放處理，如圖所示。就整體效果而言，四聲道系統(tǒng)可以為聽眾帶來來自多個(gè)不同方向的聲音環(huán)繞，可以獲得身臨其境的聽覺感受，給用戶以全新的體驗(yàn)。,（3）準(zhǔn)立體聲：準(zhǔn)立體聲在錄制聲音的時(shí)候采用單聲道，而放音有時(shí)是立體聲，有時(shí)是單聲道。采用這種技術(shù)的聲卡也曾在市面上流行過一段時(shí)間，但現(xiàn)在已經(jīng)沒有了。,（5）5.1聲道：5.1聲道已廣泛運(yùn)用于各類傳統(tǒng)影院和家庭影院中，一些比較知名的聲音

14、錄制壓縮格式，例如杜比AC-3（Dolby Digital）、DTS等都是以5.1聲音系統(tǒng)為技術(shù)藍(lán)本的。其中“.1”聲道是一個(gè)專門設(shè)計(jì)的超低音聲道，這一聲道可以產(chǎn)生頻響范圍為20120Hz的超低音。其實(shí)5.1聲音系統(tǒng)來源于4.1環(huán)繞，只是在原來的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)中置單元。中置單元負(fù)責(zé)傳送低于80Hz的聲音信號(hào)，在欣賞影片時(shí)有利于加強(qiáng)人聲，把對(duì)話集中在整個(gè)聲場(chǎng)的中部，以增加整體效果。如圖所示為一款5.1聲道音箱。,按連接方式分為有源音箱和無線（藍(lán)牙）音箱,藍(lán)牙音箱指的是內(nèi)置藍(lán)牙芯片，以藍(lán)牙連接取代傳統(tǒng)線材連接的音響設(shè)備，通過與手機(jī)、平板電腦和筆記本等藍(lán)牙播放設(shè)備連接，達(dá)到方便快捷的目的。,市面上

15、常見藍(lán)牙音箱多為單聲道音箱（單揚(yáng)聲單元），同時(shí)也涌現(xiàn)了一些音質(zhì)優(yōu)異的多聲道音箱（兩個(gè)或兩個(gè)以上揚(yáng)聲單元）。,4.2.2 音箱的性能指標(biāo),1功率 2頻率響應(yīng)范圍 3失真度 4阻抗 5信噪比,1功率,國(guó)際上規(guī)定的音箱功率有額定功率和峰值功率兩種。 額定功率是指在一定頻率范圍內(nèi)為揚(yáng)聲器規(guī)定的持續(xù)模擬信號(hào)，在一定間隔并重復(fù)一定次數(shù)后，揚(yáng)聲器不出現(xiàn)任何損壞的最大功率。 峰值功率指揚(yáng)聲器在短時(shí)間內(nèi)所能承受的最大功率。 音箱的功率（不是越大越好，適用就是最好的。對(duì)于普通家庭用戶的20平米左右的房間來說，真正意義上的60W功率（指音箱的有效輸出功率30W x 2）就足夠了。但功放的儲(chǔ)備功率越大越好，最好為實(shí)際

16、輸出功率的2倍以上。比如音箱輸出功率為30W，則功放的能力最好大于60W，HiFi系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)音箱的功放功率都很大。,2頻率響應(yīng)范圍,頻率響應(yīng)范圍表示音箱最低回放頻率與最高回放頻率之間的范圍，單位是赫茲（Hz）。這個(gè)值的范圍越寬，音箱還原的聲音頻段就越寬，聲音也就越真實(shí)和自然。,3失真度,失真度是指音箱與揚(yáng)聲器系統(tǒng)播放的音頻與真實(shí)音頻的差異程度，它以百分?jǐn)?shù)表示，數(shù)值越小表示失真度越小，音箱性能就越好，音箱還原的聲音就越真實(shí)。這項(xiàng)指標(biāo)與音箱品質(zhì)的關(guān)系最密切。,4阻抗,因?yàn)轱@示器對(duì)周圍磁場(chǎng)十分敏感，所以只要將音箱靠近顯示器，仔細(xì)觀察屏幕上的圖像有無局域的偏色或整體的色位移，就可以檢驗(yàn)音箱的防磁性能。音

17、箱的磁性是發(fā)自揚(yáng)聲器的，防磁音箱的揚(yáng)聲器都采用雙磁路設(shè)計(jì)，而且喇叭后的永磁體外應(yīng)有金屬罩。而一些x.1音箱的低音炮并沒有采用防磁設(shè)計(jì)，因此在擺放時(shí)位置要格外注意。,5信噪比,信噪比是指音箱回放的聲音信號(hào)強(qiáng)度與噪聲信號(hào)強(qiáng)度的比值。信噪比較低時(shí)，由于噪音較大，在整個(gè)音域中的聲音將變得混濁不清，會(huì)嚴(yán)重影響聲音的品質(zhì)。建議不要購(gòu)買信噪比低于80dB的音箱。,4.2.3 選購(gòu)音箱,1音箱的外形 2音箱的音色 3音箱的品牌 4摸 5觀 6聽,1音箱的外形,從理論上來說，音箱的外形采用球形是最理想的，當(dāng)然也是最不切合實(shí)際的。一般的音箱大多數(shù)都是四方的矩形。因?yàn)橐粝涞男螤钤綇?fù)雜，其聲學(xué)設(shè)計(jì)也就越復(fù)雜，所以廠商

18、當(dāng)然不會(huì)用更多的資金去設(shè)計(jì)，這樣造成的后果就是音質(zhì)低劣。,2音箱的音色,一款好音箱的聲調(diào)應(yīng)該自然、平衡，而且沒有空曠或者壓抑的感覺，它應(yīng)該能較真實(shí)地、完整地播放出樂器和聲音的音色。用戶在試聽音箱音色時(shí)，最好用一張包含有自己耳熟能詳?shù)那康腃D光盤。,3音箱的品牌,在選購(gòu)音箱時(shí)，最好選擇知名的品牌，如漫步者、創(chuàng)新、杜比、惠威、JBL等。這些廠家對(duì)生產(chǎn)工序和原材料都有嚴(yán)格的要求，產(chǎn)品的性能一般比較穩(wěn)定。,4摸,判斷音箱喇叭的最好方法是用手摸，先摸揚(yáng)聲器的邊，一般越軟越好，否則發(fā)出的聲音將有些干硬，頻率下限太高，難以表現(xiàn)低音頻段。一般揚(yáng)聲器的邊都是橡皮邊或者泡沫邊，泡沫邊稍微硬些，橡皮邊比較軟，但是容易老化。頂級(jí)的低音單元具有耐高溫、大功率的骨架，因?yàn)椴粫?huì)有老化失真的問題。然后輕輕按揚(yáng)聲器的中間，按到底再松開，看看深度，一般能陷得越深，表明揚(yáng)聲器的沖程越長(zhǎng)，長(zhǎng)沖程的揚(yáng)聲器可以獲得很好的低音效果和很低的失真。最后用手指輕輕敲揚(yáng)聲