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[名机] 浅议专业声卡和普通声卡的区别

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发表于 2009-3-27 16:58:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
首先说明一下声卡的构造和主要元件
0 W' m9 I; ^& H+ g$ `8 l7 _$ P, h! l7 i: |4 d+ q- z
声卡是计算机与外部设备进行信号交换的媒介,也是计算机处理音频信号的主要硬件工具。一块声卡的核心部分是音频控制芯片,基本上可以分为音频加速器、Codec、DAC等几种。0 \$ m8 i# Q+ _3 v
6 D* C; D2 Q- J* o& u: S9 D
音频加速器,即音频处理单元,有些厂家又叫APU,好比计算机机的cpu,决定着声卡的音频处理能力。2 v/ y9 p3 D  e9 h) g: s  f  w' a
完全意义上的音频加速器由DSP和I/O控制器构成。DSP即信号处理器,与cpu一样,不同的DSP拥有不同的处理能力,一般衡量的单位是MIPs,1MIPs表示1秒钟可以执行一百万条指令。, N6 I9 K9 _& o$ B( y/ |

4 z, Y+ z( C3 i5 z1 H, [# m$ tI/O控制器即是输入/输出控制器,针对声卡的输入/输出进行控制。如果说一块声卡没有DSP,而只是一块I/O卡(比如绝大多数主板上自带的AC97声卡)那它所有的数据处理就只有交由CPU来完成。这将意味着增加CPU的负担,和低下的性能。! z% h' U/ W; ^
8 \6 m2 [3 U! y0 _! p
Codec一词由Coder和Deconder两个英文词组合而成,表示为多媒体数字信号解码器,专门负责模拟信号到数字信号的转换(ADC)以及数字信号到模拟信号的转换(DAC)工作。计算机声卡处理的信号全是数字信号,而声卡接收到的或者最终输出的信号大部份是模拟信号。从外办输入的信号,如CD、话筒等必须经过a/d转换后才能由声卡进行处理,然后又经过d/a转换后最终送入杨声器,被我们的耳朵所听到。因此Codec的质量直接决定着进出声卡的信号质量。* n" g6 k6 j6 M* X9 x7 A2 s

* x  C( X% `* r7 n4 e. M除了音频控制芯片外,还有一个比较重要的元件,Crystal,即石英体震荡器,用来为声卡的数字采样提供时钟频率。如果一块声卡要能够支持48Khz的采样率的话,也就意味着它必须有一块高质量的Crystal来提供准确稳定的时钟频率。
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/ |' p. b. r/ Z; C! L声卡上通常还具有能将模拟信号进行放大的运算放大器,用于对最终输出的模拟信号进行放大,因此放大电路质量的好坏和布局的合理性,也会直接影响到声卡最终输出的效果。
* N) j2 _, ]. P7 ]' C5 b% B" d
1 [" d- C! q2 D# M' V那么声卡的工作流程大概如此:% E: J0 u6 w* B! `% }) n
MIDI、数字输入、模拟输入等信号-----通各种接口输入---------由晶震产生采样频率给Codec进行模/数转换-------交给DSP+I/O器进行信号处理和分配-------再由DAC或Cpdec进行数/模转换------最后由放大电路放大-------输出至模拟输出接口* T* K) x% X9 G) Q  I

2 E7 U# Y) A/ f, I" @0 W. N  y那么专业声卡和普通声卡到底区别在那里呢???, o5 A( t% k& H4 U

+ E; f0 T4 P& R# E目前家用的声卡,已经基本由Ac97声卡垄断,提到ac97大家首先想到的一定是主板集成声卡了。6 v+ H8 C- e% R  ]5 e& n* G0 Y
其实从上面的介绍大家可以看到,如果将信号处理工作全都交给计算机的cpu来完成的话,声卡的主要部件就只剩下一个Codec芯片了,于是,英特公司在1997年,针对主板集成型的声卡提出了Ac97规范,它规定将声卡的I/O控制器集成到主板的南桥芯片中,而音频信号处理则全部交给计算机的cpu来完成。
* S2 i* Q# R" B, k( o, B
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发表于 2009-4-3 23:16:11 | 显示全部楼层
[size=13.3333px]从ac97规范诞生的过程我们可以看出,它其实就是成本和性能之间妥协的产物。英特公司利用在主板上集成此规范的芯片,简化了声卡,降低了用户配置电脑的价格。因此它的普及是十分迅速的,影响力也非常大。但是AC97声卡却有着致命的硬伤。9 w5 t& B5 _# R! Y: U
[size=13.3333px]最初的Ac97声卡的Codec只能够输入采样率为48Khz的数字信号,这就意味着进入ac97声卡进行处理的信号必须以48Khz进行采样,而经过计算机cpu来完成处理的数字信号,不管它的采样频率是多少,都必须先将采样率转换为48Khz以后,才能进行数/模,模/数转换,得到最终的输出信号。3 q& ^! u; _. e4 Z
[size=13.3333px]当输入信号的采样率不是48Khz时,会强行将采样率变为48Khz。这是一个致命的缺陷。当原始信号的采样率为96Khz或者192Khz时,ac97声卡只能从中抽取1/2或者1/4的信号。导致音质恶化。
5 w6 R  t% K! M% G" q[size=13.3333px]更糟糕的是当输入的信号为44.1Khz(比如CD)时,它不是48Khz的整数倍关系,ac97声卡就只有进行重复繁杂的插值运算,这样就会导致非常高的cpu占用率,和音质的严重恶化。' {+ j/ h8 E, F0 i( z
[size=13.3333px]经测试,ac97声卡在播放标准的CD音乐(16bit/44.1Khz)信号时,高频部分存在严重失真的通病。, m2 g  R  p/ `3 ~! y6 r
[size=13.3333px]也就是说用ac97声卡来听CD对于追求音乐的人来说简直是一场噩梦- e# l9 z  G2 }. Z/ V
3 z" e% R7 l7 |; w
[size=13.3333px]这就是为什么ac97声卡只能做为非常普通的家用,而不可能成为专业声卡的主要原因。
, d6 w+ {0 }! W[size=13.3333px]当然它还缺少完善的FM合成技术和MIDI合成技术。
" i9 L& E# p, H# D[size=13.3333px]关于这两项技术此文篇幅限制,暂不讨论。. c. G1 d- f% u
3 h3 b( Q& G! ]
[size=13.3333px]那么专业声卡都需要具备那些能力呢???! ~4 {* y& X/ [! C* v6 N" B
[size=13.3333px]当然它必须拥有强大的DSP处理器,和I/O控制器,来实现多路的输入输出信号的处理。还必须要有44.1Khz,48Khz,96Khz甚至更高的多种频率的采样、处理能力。和高品质的解码器,和输入输出信号放大能力。当然更少不了完善的FM和MIDI合成能力。
8 E, B' G4 L' H: l" L  B- r[size=13.3333px]只有当信号的输入---处理---输出整个过程都具备有高素质的芯片和电路来进行处理的时候,我们才能最终得到高品质的音质和想要合成的效果。
( X# r5 V) a( z0 {0 |: N4 e! D9 c% o9 |- f
[size=13.3333px]所以专业声卡并不是用来娱乐的,甚至它不一定会具备娱乐声卡的5.1甚至7.1的家庭影院输出,但是它必须能够提供高品质的音频处理,完成数字音频工作站所需要的高品质录音。编辑处理,和最终播出的做用。
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发表于 2010-5-2 06:30:09 | 显示全部楼层
路过.随便看看.就不点评了.; [; Y0 v4 A# [) D6 {4 {
  不过.
; Z0 E! {; M3 q: l还是支持
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