声卡的结构与工作原理

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：虽然目前市场上声卡的品牌有40 种之多，但声卡的结构与工作原理都大体相同。图5-7 所示为一款声卡的结构图。图5-7声卡的结构2）功率放大器由于声音处理芯片处理好的声音信号不足以推动音箱发声，因此需要增加功率放大器对声音信号进行放大，再送到扬声器或音箱中。

声卡也叫作音效卡，主要负责处理计算机系统中所有与声音有关的工作，如播放音乐及录制音乐等。虽然目前市场上声卡的品牌有40 种之多，但声卡的结构与工作原理都大体相同。

1.声卡的结构

声卡主要由声音处理芯片、功率放大器、CODEC 芯片、总线接口、输入输出端口、MIDI/游戏接口和CD 音频连接器等几部分组成。图5-7 所示为一款声卡的结构图。

1）声音处理芯片

声音处理芯片是声卡的核心部件，它从本质上决定了声卡的性能好坏和档次高低。从外观上看，它也是声卡上各个集成块中面积最大的和四边都有引线的一块集成块。该芯片上一般标有产品商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。声音处理芯片的基本功能包括对声波采样和回放的控制、处理MIDI（Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口）指令等，部分厂家还在其中增加了混响、和声、音场调整等本该DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）实现的部分功能。声音处理芯片的另一种表现形式不是单独一块集成块，而是由3～6 块集成块组成的芯片组。目前，声音处理芯片制造商主要有ALS、ESS、Yamaha、SB、Creative 等。

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图5-7　声卡的结构

2）功率放大器

由于声音处理芯片处理好的声音信号不足以推动音箱发声，因此需要增加功率放大器（简称功放）对声音信号进行放大，再送到扬声器或音箱中。在放大声音的过程中，不仅仅是放大了音乐信号，同时也放大了噪声信号，影响了音质。为解决这个问题，有的声卡便在功放前端放置一个滤波器，用于滤掉高频的噪音信号。这个方法对克服噪声有明显效率，但在滤掉噪声的同时，有一些高频的音乐信号也被过滤掉了，同样会引起音质下降。最有效的办法是绕过功放，直接通过线路输出端口连接音箱，让声音处理芯片和音箱的品质来决定音质的好坏。

3）CODEC 芯片(www.chuimin.cn)

CODEC（Coder-Decoder）芯片是编码器/解码器的英文缩写，它的标准名称是“多媒体数字信号编解码器”，主要负责数字信号转换为模拟信号（DAC）和模拟信号转换为数字信号（ADC）的工作。从外观上看，它是一颗或多颗四面都有引脚的正方形芯片，面积大约有0.5～1.0 cm2。声卡的声音处理芯片处理完的数字信号要通过声卡上的Line Out插孔输出到音箱或耳机，或者用户使用录音设备将外部声音输入到声卡的声音处理芯片中，都必须经过CODEC 芯片的转换处理才能完成。因此，声卡输入输出模拟音效品质的好坏与CODEC 芯片的转换品质的好坏有直接的关系。

4）总线接口

声卡的总线接口主要有三种，早期的多为ISA 接口，因为此种接口功能单一，占用系统资源过多且传输速率低等已被市场淘汰。现在的声卡接口多为PCI 接口。相对于ISA接口来说，PCI 接口拥有更好的性能和兼容性。第三种接口用于外置式声卡上，采用USB接口，使用起来更为方便。

5）CD 音频连接器

通过CD 音频连接器，将光驱与声卡相连接，便于声卡处理来自光驱的数字或模拟信号。

6）输入输出端口

声卡的输入输出端口是主要用于声卡与音箱、话筒等声音或录音设备相连接的端口。一般有Speaker Out（喇叭输出）端口、Line In（线路输入）端口、Line Out（线路输出）端口、Mic In（话筒输入）端口等几种。Line In 端口用于其他声音设备（如收录机）与声卡相连接，Mic In 端口用于话筒与声卡相连接，Line Out 端口用于外部的功率放大器与声卡相连接，Speaker Out 端口用于无源或有源音箱与声卡相连接。当然，声卡所提供的输入输出端口数的多少与它所支持的声道数是有关系的。

7）游戏/MIDI 接口

声卡的结构与工作原理

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