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[声卡] 声卡发展历史

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发表于 2006-11-18 | |阅读模式
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声卡发展历史& e/ S' @" I) Y) W7 M
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世界上第一块声卡叫做ADLIB魔奇音效卡,于1984年诞生于英国的ADLIB AUDIO公司。可以说ADLIB公司是名副其实的“声卡之父”。当然,那时的技术还很落后,在性能上存在着许多不足之处,就拿这块声卡来说,它是单声道的,而且音质现在看来简直是烂到极点,但无疑它的诞生,开创了电脑音频技术的先河    。. C9 W, k4 O4 `

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真正把声卡带入个人电脑领域的,是由新加坡创新公司董事长沈望傅先生发明的Sound Blaster“声霸卡”。这只声卡在当时引起了一场轰动。有的人认为,这是一个很好的开端,因为PC终于可以“说话”了,并联想到将来多媒体PC的模样。但另有一些人却认为,这只是一场闹剧(因为当时的声卡根本不能够发出很真实的声音)。但是,10年过后,正如前者所预料的,多媒体PC成了现今的标准,每个人都能利用自己的PC来听CD、玩有声游戏、通过手机等网络电话来交谈,几乎每一样事情都和PC音频发生关系,也就有了缤纷多彩的多媒体世界   。
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! K- K! s/ C) p( B# Y
就在人们对PC音频满怀疑虑的时候,第一张“真正”的声卡出现了,它就是著名的Sound blaster 16,这块卡之所以名为16,是因为它拥有16位的复音数(是指在回放MIDI时由声卡模拟出所能同时模拟发声的乐器数目),该声卡能较为完美地合成音频效果,具有划时代的意义,我们终于能把烦人的PC喇叭给拆掉了 。5 M7 C8 w% N( f" b4 p$ ]4 {9 Z
* x* D" F& Q+ {% o. ^, ^/ z

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第二次重大变革是Sound blaster 64 Gold,这是第一只让人发出惊叹的声卡,采用了EMU8000音频芯片的SB 64 Gold无论是其价格还是性能都让人大吃一惊,原来声卡也可以卖那么贵啊?原来声卡发出的声音也能如此动听!Emu8000芯片破天荒地支持64位复音数(32个是硬件执行,另外32个由Creative开发的软件生成),镀金的接线端子,120db的动态范围,96db的信噪比,相信音质比那时的一些国产CD机还要好!一切都是为了获得最高质量的音响效果而定做的。当然,现在看来,该声卡的缺点还是明显的,一是使用了ISA总线,限制了PC音频系统的发挥,只能实现虚拟的3D音频技术,而且在播放中,由于使用了低带宽的ISA总线,因此在信噪比和保真度方面还有一定的问题;另外就是必须采用板载的“声存”(用来存放音色库的内存),而且这些声卡的内存异常昂贵(其实也不就是普通的DRAM嘛),原来只带了4MB,为了能获得更好的合成效果,许多专业的MIDI制作人士还是掏钱加上了更多的声存,以存放更好效果的音色库。通过这样的结合,Sound blaster 64 Gold能回放出很悦耳的合成音乐,一度令许多电脑MIDI发烧友为之兴奋    。' F6 p3 U: G. o/ l
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& p3 N( y6 T+ i" r% r: }/ I. i! ~+ k在这两个发展阶段里,Creative成了老大哥,其他的声卡产品相比起它来就像是绿叶和红花的关系,越发衬托出Sound blaster的伟大。当然,在其他的声卡中也出了几个精品,像Ess logic的ESS688F,Topstar的Als007等,它们都是以极为低廉的价格提供了与Sound blaster 16相近的性能,当年很多兼容机装的都是这两种声卡。在声卡的发展历史上,有代表性的作品几乎都是Creative(创新)公司的产品,由此我们也看出该公司在这方面的领导作用。Creative在声卡界的地位就和CPU界的Intel以及软件业的Microsoft一样,是行业中的标准   。1 F7 ]1 m) N2 b" {* }; q
. l+ h1 M4 ^; G
, O( U' w; P1 u8 @& H3 J; }; p3 ?
- N0 S4 u. \; K  J+ F# s& \& ^
对3D音效的渴求促使了第三次声卡大变革,Soundblaster 64 Gold率先支持了模拟3D音效,但同时由于ISA总线带宽太窄了,限制了声卡的再度发展,因此PCI声卡是注定要诞生的。第一只PCI声卡是S3的Sonics Vibes,它拥有一个32位复音的波表生成器,支持Microsoft Direct Sound和Direct Music加速。并且附带了SRS 3D音效和Infinipatch downloadable音色库下载标准。同时,它也带来了与DOS环境的极不兼容(那时还有相当一部分人使用DOS操作系统),音频回放时的爆音,回放MIDI时的噪音和相对拙劣的回放效果,这使得PCI声卡产品成为了一种让人们产生争议的产品   。
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4 ?5 \9 b& O5 u/ i4 r: E9 ~8 C' N但随着Sound blaster推出了另一个划时代的巨作Sound blaster Live,之后(在此之前发布的PCI64、128等声卡是收购了Ensoniq公司后采用它们开发的芯片制作的),人们对PCI声卡的优越性也深信不疑了(看看那个价钱,你当然要相信它是好东西了)。由于采用了PCI总线结构,声卡与系统的连接有了更大的带宽,一些在ISA声卡上没有能力实现的效果,如使用Downloadable(能够下载)的音色库,更为逼真的3D音效,更好的音质和信噪比等,都把PC音频推向了另一个高峰。在这里,我们要留意,PC音频更新的周期没有CPU和显示卡那么快,它只是一个循序渐进的过程,真的不够用了,才会出现和研发它的改进或替代产品,所以说,投资一个好的PC音频系统是非常值得的,起码不会迅速地被淘汰  。1 d& O- Y) U1 t9 `
# k2 x( N5 H/ L0 x( i

7 n  h8 k: \$ l, Z! W
2 R4 }$ q) V8 h- j; L) t  Y4 b% U当今PC音频的进一步发展变化将主要体现在以下4个方面:ISA声卡向PCI声卡过渡;更为逼真的回放效果;高质量的3D音效;转向USB音频设备  。) @% f( J* T: }5 P

6 O+ r! `0 x1 p# b/ [' A' X7 e5 C- h8 h5 ?+ f* M6 y' n

$ |& {5 |: r! \0 Z' E9 |# K& J  T7 b2
4 g% z" ]9 q6 K1 r, m! u2 i) ~1 J  z  Z# `  d4 J! j# R2 b
声卡组成
, k( I8 [* M- f/ K6 L0 y8 a
* T! Z$ c3 Q8 a& S/ }( ?6 Z, M9 d数字信号处理芯片
7 U( u3 t2 g( v/ [9 V% y8 f( e' i9 p) Q- M- {4 e. W7 o! O
数字信号处理芯片可以完成各种信号的记录和播放任务,还可以完成许多处理工作,如音频压缩与解压缩运算、改变采样频率、解释MIDI指令或符号以及控制和协调直接存储器访问(DMA)工作  。
  G; f/ R7 v2 }9 F
; m) F7 K  O4 C4 c( xA/D和D/A转换器
  [6 N8 H' d1 e, Z/ s3 t
4 I# S% @* h* L, b* ]# E声音原本以模拟波形的形式出现,必须转换成数字形式才能在计算机中使用。为实现这种转换,声音卡含有把模拟信号转成数字信号的A/D转换器,使数据可存入磁盘中  。  e+ K3 e3 X" ?' T! L) V+ Z
% h- X5 ~4 ?* ]% k9 f7 S
为了把声音输出信号送给喇叭或其他设备播出,声卡必须使用D/A转换器,把计算机中以数字形式表示的声音转变成模拟信号播出  。
0 w. A- l2 g: x6 e2 _/ h2 B6 \2 Y: B, _& W
总线接口芯片
) `" l! [0 a6 _6 S8 n: H
& W- n% m( N3 {% ], q- u! s" V总线接口芯片在声卡与系统总线之间传输命令与数据  。+ C8 k* }  ^5 D+ e1 T
% M: ~" G. C) |' e
音乐合成器
% }  s" \4 P" z# J
. j0 z5 y, [( Z) X1 }* |+ t' T音乐合成器负责将数字音频波形数据或MIDI消息合成为声音  。" J# T$ [0 j; c8 _7 Z3 s6 }# l/ G5 }
+ Z" ^" r8 k" `  w4 z1 `6 `) x/ G  w
混音器
7 j1 f3 x, F1 z( r) \. }
) H( w( T" P) p8 V) I( L7 R& x8 r混音器可以将不同途径,如话筒或线路输入、CD输入的声音信号进行混合。此外,混音器还为用户提供软件控制音量的功能  。
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 楼主| 发表于 2006-11-18 |
39 H* u' Y* E/ E& n$ x

7 Q- D6 E9 w8 h  T' `1 `. C; x. t9 s声卡基本结构
; `2 w# e0 ^0 u/ F) @0 F; W! k9 G/ \$ P+ |" s; r
声音控制芯片! B9 l' {8 ]4 m4 p8 z
, \  f; f* ^( {0 X; g# w
声音控制芯片是把从输入设备中获取声音模拟信号,通过模数转换器,将声波信号转换成一串数字信号,采样存储到电脑中。重放时,这些数字信号送到一个数模转换器还原为模拟波形,放大后送到扬声器发声   。, w4 N$ G6 A" F1 X# @

" I4 ?/ [/ u1 c, L/ D数字信号处理器
& [! ]! ^$ A5 [7 k
& U2 L; U5 _$ KDSP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   。
" W! D3 e" P8 b! z1 ]5 u0 U! g. O7 O8 W' Z% I4 @5 T, A
FM合成芯片
- I/ Y1 q% w. r; N5 ?- I8 s+ l0 ?0 v! {# V/ J, Q0 `9 h* f3 V8 @
低档声卡一般采用FM合成声音,以降低成本。FM合成芯片的作用就是用来产生合成声音   。9 O' g4 \4 N' t) o, n, p; x2 m6 j
" i6 d, l& A0 O3 V. T2 q# d1 ^
波形合成表9 S) y4 B- ?6 E7 \7 [( R* L
* P. d7 R9 i+ q' T7 ~( a0 J9 r. z
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   。
+ c4 l6 j; z# M, O3 g4 o& B' b( x4 h
波表合成器芯片
2 ?2 T& r+ }, J4 o- w
+ D" f5 s3 f# d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   。
* h" C, c6 r/ @3 t! M) s1 d0 u% L1 T  z) M& G3 f* O
跳线0 V/ i0 D& D6 a, j' r
; j7 h5 @5 L& G8 D7 r0 e* Z
跳线是用来设置声卡的硬件设备,包括CD-ROM的I/O地址、声卡的I/O地址的设置。声卡上游戏端口的设置(开或关)、声卡的IRQ(中断请求号)和DMA通道的设置,不能与系统上其他设备的设置相冲突,否则,声卡无法工作甚至使整个计算机死机   。: J7 E7 a( j' y/ [; Y! a& N4 z

# u& T% }3 _9 X$ d) _1 Q(1)I/O口地址9 L" d% i7 x( u
# @9 J9 C0 e4 i& M  N( d: S, C4 y% V
PC机所连接的外设都拥有一个输入/输出地址,即I/O地址。每个设备必须使用唯一的I/O地址,声卡在出厂时通常设有缺省的I/O地址,其地址范围为220H~260H   。) Z0 L+ C) @1 m: y$ n, R8 K$ W# P$ V

; d. D' m) t9 S" `7 W# S(2)IRQ(中断请求)号
" S; f8 }( O( [4 z/ F
& G& x+ x! U+ ^/ l! x1 |每个外部设备都有唯一的一个中断号。声卡Sound Blaster缺省IRQ号为7,而Sound Blaster PRO的缺省IRQ号为5   。) ~' ?# a% d  a5 X

1 m7 o+ t  k5 }: y) J(3)DMA通道0 c7 m3 E: n, {% i

4 z+ Z3 \4 H4 B5 u$ u声卡录制或播放数字音频时,将使用DMA通道,在其本身与RAM之间传送音频数据,而无需CPU干预,以提高数据传输率和CPU的利用率。16位声卡有两个DMA通道,一个用于8位音频数据传输,另一个则用于16位音频数据传输   。1 s' U: X" @* U/ r8 N, N# K

, D  h9 u2 c# P' R+ Z$ p(4)游戏杆端口
2 j6 p; L& m3 j3 C7 M- A2 L
. q6 g' q3 L( [5 D6 P. y $ ~" n4 N) Y5 R) ~1 e5 W) u

( }9 p8 R0 Y) U' w: t: U( M声卡上有一个游戏杆连接器。若一个游戏杆已经连在机器上,则应使声卡上的游戏杆跳接器处于未选用状态。否则,2个游戏杆互相冲突  
0 F6 L& g" {2 f) l- P% b: r" a" d3 k+ H- b2 ^. X9 F
45 N; T+ q/ }- c* h5 g* u0 J+ [

, H; [- g. X9 ^. f: p声卡工作原理/ b# g5 Q! A: v& F

! F8 l' y3 U2 X3 C; d1 U3 g- @  
: k$ ?% E/ t# c, a
5 C5 {; ~/ r/ h  w. t声卡从话筒中获取声音模拟信号,通过模数转换器(ADC),将声波振幅信号采样转换成一串数字信号,存储到计算机中。重放时,这些数字信号送到数模转换器(DAC),以同样的采样速度还原为模拟波形,放大后送到扬声器发声,这一技术称为脉冲编码调制技术(PCM)   。
; @) x' X9 g( k
5 a" e6 \7 b3 ^. S. P0 [8 F3 r4 Y1 a. ^: o

2 A5 z2 v( A0 f2 s; C! L5
+ T) P4 e' ^6 n; G! ^9 x7 Q7 Y9 M) z3 D: O& w* @" b2 w3 |8 d
声卡主要作用
" P9 a% z* e$ `/ {& e( X/ \/ K7 X! O; A; u5 W
1、数字声音文件。通过声卡及相应的驱动程序的控制,采集来自话筒、收录机等音源的信号,压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中   。
: O  D1 a0 J2 M1 S* M$ L! o0 p( l& z- o$ u" i
2、激光盘压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号,放大后通过扬声器放出   。8 p7 C% V+ d7 A+ Y$ ?

' F) @+ A2 k9 x3、数字化的声音文件进行加工,以达到某一特定的音频效果   。" k3 w5 v9 ^" o( K$ e0 C  |

& S8 T# ~' ~" k5 P3 H0 f  ~4、音量,对各种音源进行组合,实现混响器的功能   。4 ^' H( P# Q! |1 H! @

/ o- k$ D. ?+ }- S7 R; Z5、合成技术,通过声卡朗读文本信息。如读英语单词和句子,奏音乐等   。. j0 o6 K7 x1 h- p! D- m9 \7 a

1 I$ G9 N% |7 [6 U8 |/ T) I% l6、音频识别功能,让操作者用口令指挥计算机工作   。  C2 i1 A+ `: _; n+ P* ]8 H
) J$ O, X+ Q8 x
7、电子乐器。另外,在驱动程序的作用下,声卡可以将MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中,发出相应的声音。使电子乐器受声卡的指挥   。) y/ @1 ]* X& _% T6 m: e6 W' r" e
. \) S1 u+ q3 ^- W, y9 P$ R6 S9 P
6
, Z+ v# [! n( ^  }3 |% o/ P% r! l/ E3 M, k
声卡类型
8 H5 a. U7 E! u5 _) t
+ W# k& r7 Z8 [+ @) U2 M. u声卡发展至今,主要分为板卡式、集成式和外置式三种接口类型,以适用不同用户的需求,三种类型的产品各有优缺点   。. I3 V8 l5 {, r% r/ ]
. F/ F" N& H' r* R  J) W6 k& u
1:声卡板卡式
3 ?3 |2 Z0 N. u$ U8 f8 r+ y, a# ]! U, l: |$ Q
卡式产品是现今市场上的中坚力量,产品涵盖低、中、高各档次,售价从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口,由于此接口总线带宽较低、功能单一、占用系统资源过多,已被淘汰。PCI则取代了ISA接口成为主流,它们拥有更好的性能及兼容性,支持即插即用,安装使用都很方便   。:
- R3 H  q: H6 r8 c4 ^
$ b6 H5 p- ?, Z: _% X! q2:声卡集成式& ?( `  A5 L" n6 _3 g: Z9 s

" i$ e: e, X. U; f4 {+ V声卡只会影响到电脑的音质,对PC用户较敏感的系统性能并没有什么关系。因此,大多用户对声卡的要求都满足于能用就行,更愿将资金投入到能增强系统性能的部分。虽然板卡式产品的兼容性、易用性及性能都能满足市场需求,但为了追求更为廉价与简便,集成式声卡出现了   。
5 q1 g1 Q, ?3 s  b& j# `- Y* `' A" q: q1 J
此类产品集成在主板上,具有不占用PCI接口、成本更为低廉、兼容性更好等优势,能够满足普通用户的绝大多数音频需求,自然就受到市场青睐。而且集成声卡的技术也在不断进步,PCI声卡具有的多声道、低CPU占有率等优势也相继出现在集成声卡上,它也由此占据了主导地位,占据了声卡市场的大半壁江山   。0 u+ K7 j; D6 d! v9 g- i) O4 ~

3 }0 K* ~2 B9 q6 d# _/ `集成声卡大致可分为软声卡和硬声卡,软声卡仅集成了一块信号采集编码的Audio CODEC芯片,声音部分的数据处理运算由CPU来完成,因此对cpu的占有率相对较高。硬声卡的设计与pci式声卡相同,只是将两块芯片集成在主板上   。9 }3 \1 y: W) O' v! X

3 K# ^" f5 _, P- d; Q7 z) c 0 D/ p2 F8 N* k2 \5 q. ]
% z$ ]& J) T( G  m6 p
3:声卡外置式" A8 V1 D. p$ f7 [  w# s' {: Y6 D( l

! Z; ]% ~, H9 a* w5 l/ d是创新公司独家推出的一个新兴事物,它通过USB接口与PC连接,具有使用方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境,如连接笔记本实现更好的音质等。
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发表于 2006-12-15 |

说得非常好!还有吗?

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发表于 2007-7-17 |
好文章,细细来品!:victory:
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发表于 2007-7-18 |
看完了.. 恩...好文章
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发表于 2007-11-3 |
声卡是什么?其实从表面意思上我们就可以知道与声音设备有关,比如我们用电脑听音乐,没有声卡电脑将没有声音输出。专业的来说声卡 (Sound Card)也叫音频卡,是计算机多媒体系统中最基本的组成部分,' ^. ^9 [; f, u+ S& q9 R

, `- R* w1 c! M: o是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自麦克风的原始声音信号加以转换,输出到耳机、扬声器等声响设备,或通过音乐设备数字接口(MIDI)发出合成乐器的声音   。
0 I/ g6 V% x8 [& p
5 @( P6 a% m; z' ^8 s- q
8 g, u  Z' F& O# R) Y8 c
% V5 e- c' x; p4 T7 P声卡发展至今,主要分为集成声卡、独立声卡 。两种声卡的形式,最常见的板载声卡也就是集成在电脑主板上的声卡,即便是现在有
, f  [! {9 p1 ]; X5 f6 u7 y: H: v9 I4 u- |3 ~+ W' @
一些高端主板将声音部分另外隔离出来,但依然算做是板载声卡;还有一种是类似于独立显卡的独立声卡,通过PCI-E等接口和主板连接,提供独立的音频输出和更多的后期音效选项;; k) \1 ]7 G* G* f
% H+ l$ o6 x: V. S+ n# @# Z0 i& @6 m
其实我们的电脑都自带了声卡,名字叫集成声卡,如果我们的电脑没有声卡,那么我们的电脑不会有一点儿声音,我们也可以这么说,只要你的电脑能播放声音出来,就说明你的电脑带有声卡。
" x; Z5 T7 z& e/ {+ `) Y4 _; v0 v5 v8 [6 q
, {$ {$ p# u; Q+ Y! P6 A. A- z

7 f% X, T3 Y4 ~, ^7 Z9 b目前还有一种多为主播直播使用的外接声卡设备,它可以提供独立的麦克风和监听接口,并带有多种效果调节的旋钮,可以实现混响、效果音等功能。1 C  T! w' d3 j! `0 g; B4 A+ d
$ n) y  v2 K% y0 P+ |
直播用的声卡是用来修饰自己的声音,让K歌或者直播时自己的声音更好听些,同时自己说话唱歌的声音可以通过声卡返回到耳机中让自己听见。
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发表于 2008-2-1 |
说得不错哦,学习中.......
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发表于 2009-2-8 |

语重心长

语重心长,正是受教了
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发表于 2009-2-10 |
还没读完恩,不过先顶了再说
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