《声卡音箱和网卡》PPT课件.ppt

第10章声卡、音箱和网卡,音频子系统,音频子系统的构成：,音频子系统,声卡的作用：1、声卡是连接主机与麦克、音箱的桥梁，当外设可以识别的模拟信号与主机可以识别的数字信号相互转换。2、具有数字信号的处理功能，可以对音频信号进行处理。,10.1声卡,10.1.1声卡的分类（1）按声卡是否为单独一块扩展卡：分为扩展卡型声卡（ISA声卡、PCI声卡）与板载声卡。（2）按声卡是安装在机箱内：分为内置声卡与外置声卡。（3）按声卡与主机的接口：分为ISA声卡、PCI声卡和USB声卡（外置）。（4）按声卡取样频率的位数不同：分为8位声卡、准16位声卡、真16位声卡等。（5）按声卡功能的不同：分为单声道声卡、准立体声声卡、真立体声声卡、5.1声卡等。（6）按照声卡的性能和价格，又分为低档、中档和高档声卡。,10.1.2声卡的结构如图10-1所示是一块PCI总线的声卡。,1数字信号处理器声卡的数字信号处理器（DigitalSignalProcessor，DSP）也称声卡主处理芯片，是声卡的核心部件。DSP的功能主要是对数字化的声音信号进行各种处理。DSP基本上决定了声卡的性能和档次，通常也按照此芯片的型号来称呼该声卡。2模-数与数-模转换芯片CodecCodec芯片用于模-数和数-模转换。Codec芯片是模拟电路和数字电路的连接部件，负责将DSP输出的数字信号转换成模拟信号以输出到功率放大器和音箱，也负责将输入的模拟信号转换成数字信号输入到DSP。Codec芯片和DSP的能力直接决定了声卡处理声音信号的质量。,3功率放大器功率放大器的主要作用是将Codec芯片输出的音频模拟信号放大，输出可以直接推动音箱的功率，同时还担负着对输出信号的高低音分别进行处理的任务。声卡上的功率放大器型号多为XX2025，功率为22W，音质一般。由于它在放大声音、音乐等信号的过程中也同时放大了噪声信号，所以从其输出端（SpeakerOut）输出的噪声较大。比较简单的解决方法是绕过功率放大器，利用声卡上的线性模拟输出（LineOut）端口连接音箱，这样，音质的好坏就直接取决于DSP、Codec芯片和外接的音响设备（一般是有源音箱）了。,4外部连接端口（1）话筒输入（MicIn）插孔（粉红色）（2）音频输入（LineIn）插孔（浅蓝色）（3）音频输出（LineOut）插孔（草绿色）（4）SPDIFOut/In（数字输出/输入）（5）Game/MIDI插口（6）内部连接端口,声卡,声卡的工作原理：,10.1.4音频标准1AC97标准为了能够使微机提供高品质、低成本的音效，1996年6月由Intel、创新、NS、AnalogDevice与Yamaha共同提出了AudioCodec97（简称AC97，意为“音效多媒体信号编/解码器”）标准，1997年开始执行。AC97标准主要要求在电路结构上把数字部分和模拟部分相互分开，以降低电磁干扰和提高性能，适用于声卡和Modem的设计。,2音频中的新技术HDAudio为了提供更加逼真的音频效果，Intel推出了音频新标准HDAudio，根据Intel的计划，这个编码标准将取代现有的AC97标准。这个新标准的特点有：同时支持输入/输出各15条音频流。每个音频流都支持最高16声道。每个音频流支持8、16、20、24或32bit的采样精度。采样率支持从6kHz到192kHz。对于控制、连接和编码优化的可升级扩展。音频编码支持设备高级音频探测。,10.1.5板载声卡1软声卡软声卡就是利用主板南桥芯片中加入的声卡控制功能，通过软件模拟声卡，完成一般声卡上DSP的功能。音频的输入/输出（模/数与数/模转换）由一块符合AC97标准的Codec芯片完成。这类主板上一般看不到较大的声卡DSP芯片，只有一块小小的Codec芯片。与硬声卡相比，由于采用软件模拟，CPU占用率比硬声卡高，如果CPU速度达不到要求或者驱动程序有问题，很容易会产生爆音，影响音质。,2硬声卡为解决软声卡的缺点，有的主板采用了板载硬声卡的方式。正规的硬声卡符合AC97标准，有一块较大的主流声卡DSP芯片，还有一块较小的Codec芯片。为降低成本，主板上的板载硬声卡往往不采用AC97标准，只焊接一块具有DSP和Codec功能的声卡处理芯片（如CMI8738等4声道声卡芯片），而没有安装独立的Codec芯片。,10.1.6声卡的主要参数1采样位数与采样频率信号幅度（电压值）方向采样精度称为采样位数，时间方向的采样精度称为采样频率。2复音数所谓复音，是指MIDI乐曲在1s内发出的最大声音数目。3动态范围动态范围是指当声音的增益发生瞬间突变时，也就是当音量突然改变时，设备所承受的最大变化范围。这个数值越大，表示声卡的动态范围越广，就越能表现出作品的情绪和起伏。一般声卡的动态范围在85dB左右，能够达到90dB以上的声卡就是非常好的声卡了。4Wave音效与MIDI音乐Wave音效合成与MIDI音乐合成是声卡最主要的功能。,5输出信噪比（S/N）输出信噪比是衡量声卡音质的一个重要因素，它是输出信号电压与同时输出的噪声电压的比值，单位是dB（分贝）。这个数值越大，表示输出时信号中被掺入的噪声越小，音质就越纯净。6双工声卡双工就是指在放音的同时，也能够采集录音。此功能在一般情况下感受不到，但是当用户使用网络电话进行音频聊天时，双工声卡的优点就可以体现出来，可实现一边聊天一边播放音乐。目前的声卡大都是全双工声卡。7声道数目声道数目就是声卡处理声音的通道的数目。最初是单声道，后来又发展出立体声、5.1声道、4声道等。,10.2音箱,10.2.1音箱的分类音箱又称扬声器系统，它是音响系统中极为重要的一个组成部分。目前，节目信号源设备和功率放大器的水平已经很高，因此一个由优质音源、放大器和扬声器系统组成的音响系统，其放音质量主要取决于音箱。对于微机上使用的多媒体音箱，常见分类方式如下。（1）按体积大小和结构形式，分为落地式音箱和书架式音箱。书架式音箱也就是2.0音箱。,（2）按声道数量，分为2.0音箱和X.1音箱。2.0结构的音箱将高低音单元设计在同一个箱体内，所以只需要两个箱体便能组成一套全频带立体声音箱。X.1音箱由2个、4个、5个或更多的卫星音箱及一个低音音箱组成，也就是2.1、4.1、5.1和7.1音箱等，卫星音箱负责中高频的还原，低音音箱负责低频的还原。对于观看DVD和玩游戏来说，X.1音箱是不错的选择；但是从听音乐的角度来看，2.0音箱也许更适合。如图10-7所示依次是2.0音箱、2.1音箱、5.1音箱和7.1音箱。,（3）按音箱的风格（国外称之为音箱的表情），分为擅长表现古典音乐、交响音乐的英国风格音箱，擅长表现摇滚音乐的美国风格音箱，以及擅长表现流行和古典音乐的北欧风格音箱。（4）按使用场合，分为专业音箱与家用音箱两大类。（5）按放音频率，分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。（6）按功率放大器的位置，分为有源音箱（内置功放，最常见）和无源音箱（无功放或需外置功放）。（7）按电路结构，分为二分频音箱、三分频音箱和四分频音箱等。,（8）按防磁性能，分为防磁音箱和不防磁音箱。（9）按箱体材质，分为塑料音箱和木质音箱。（10）按接口，分为模拟音频接口、数字接口、USB接口和IEEE1394接口音箱等。（11）按喇叭单元的数量，分为单喇叭单元（全频带单元）和双、三喇叭单元（二、三分频）。（12）按喇叭单元的结构，分为普通喇叭单元、平面喇叭单元和铝带喇叭单元等。（13）按箱体内部结构和发声原理，分为密闭式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、声波管式音箱、多腔谐振式音箱和号筒式音箱等。,10.2.2多媒体音箱的结构多媒体音箱由箱体、扬声器单元、电源部分和信号放大器等主要部分组成。1箱体目前，比较流行的箱体设计形式有密闭式和倒相式两种。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器。倒相式音箱是在前面板或后面板上装有圆形的倒相孔，它是按照赫姆霍兹共振器原理工作的，其优点是灵敏度高、能承受的功率较大、动态范围广。,2扬声器单元多媒体音箱的扬声器可以分为锥盆扬声器、球顶扬声器和平板扬声器三大类。扬声器单元的口径大小一般和振动频率成反比，口径越大，低频响应下限越低，其低音表现力也越好，而高音则正好相反。一般来说，23.5in的锥盆扬声器主要用在全频带扬声器上，46in的一般作为中音扬声器使用，6.5in以上的则几乎全是低音扬声器。常见的高音、中音和低音扬声器外观如图10-8所示。,3电源部分音箱内的电路为低压电路，所以首先需要一个将高电压变为低电压的变压器（一般固定在主音箱的底部），然后用2个或4个二极管将交流电转换为直流电，最后用电容对电压进行滤波，使输出的电压趋于平缓。4信号放大器声卡将数字音频信号转为模拟音频信号输出，此时音频信号电平较弱，一般只有几百mV，还不能推动扬声器正常工作。这时就需要通过放大器（功率放大器，简称功放）把信号放大，使之足以推动扬声器正常发声，同时放大器还兼管音量大小和高音、低音的控制。,10.2.3音箱的主要参数1功率：额定功率与最大承受功率2频率范围与频率响应频率范围：音箱最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围频率响应：指将一个以恒电压输出的音频信号与音箱系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减，相位随频率而发生变化的现象3失真：失真度以小于0.5%为宜4阻抗5信噪比和灵敏度指能产生全功率输出时的输入信号，输入信号越低，灵敏度就越高6输入接口7特殊的音效技术,10.3网卡,网卡也叫“网络适配器”（NetworkInterfaceCard，NIC），在局域网中的作用是提供电脑主机与网络间数据交换的一条通路。10.3.1网卡的分类根据性能、需求的不同，网卡的种类较多。主要有以下分类方法：1按网卡的总线接口分类按网卡所支持的总线接口不同，可分为ISA网卡、PCI网卡和USB网卡。ISA网卡的带宽一般为10Mbit/s，PCI总线网卡的带宽从10Mbit/s到1000Mbit/s都有，常见的10/100Mbit/s自适应网卡是主流产品。2按网卡的速度分类按网卡的速度不同，可分为10Mbit/s网卡、100Mbit/s网卡和1000Mbit/s网卡。目前常见的网卡有10Mbit/sISA网卡、10Mbit/sPCI网卡、10/100Mbit/sPCI自适应网卡。,3按网络结构分类按网络结构，可分为ATM网卡、TokenRing令牌环网卡、Ethernet以太网卡。以太网卡就是常见的局域网卡，适用于Windows9x/NT/2000、Netware、SCOUNIX、Linux等多种操作系统。4按网卡的安装位置分类根据网卡是否插在机箱内，可分为内置式网卡、外置式网卡。ISA总线和PCI总线网卡都是内置式的，USB接口的网卡是外置式的，如图10-9所示。,5按主板是否集成网卡芯片分类根据主板上是否集成网卡芯片，可分为集成网卡和独立网卡。如图10-10所示就是主板上的网卡芯片和主板后I/O面板上的RJ-45接口。图中网卡芯片采用了RTL8100L，可提供带宽为10/100Mbit/s。集成网卡是把网卡的芯片整合到主板上，而芯片的运算部分交给CPU或者主板的南桥芯片处理，网卡接口也放置在主板接口中。集成网卡的优点是降低成本，避免了外置网卡与其他设备的冲突，从而提高稳定性与兼容性。,6其他分类根据网卡之间的连接是有线还是无线，分为有线网卡、无线网卡。根据网卡传输线的不同，分为AUI（粗线）、BNC（细线，带宽为10Mbit/s）、RJ-45（双绞线，带宽为10/100/1000Mbit/s）接口。一般在小型局域网中用得较多的是RJ-45接口，一些早期的网卡同时提供BNC和RJ-45双接口，目前主流的10/100Mbit/s自适应网卡只提供RJ-45接口。根据网卡用户使用场合的不同，分为台式机网卡、服务器网卡、笔记本网卡。,10.3.2网卡的结构10Mbit/sISA总线的网卡已经被淘汰，现在市场上大部分都是10/100Mbit/s自适应网卡，并且是PCI总线的。下面以常见的10/100Mbit/s自适应PCI以太网卡为例，介绍其结构，如图10-11所示。,1主控制编码芯片2调控元件3BootROM插槽4指示灯5RJ-45接口,10.3.3网卡的基本工作原理网卡是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备。无论是双绞线连接、同轴电缆连接还是光纤连接，都必须借助于网卡才能实现数据的通信。网卡的主要功能是：读入由其他网络设备（Router、Switch、Hub或其他NIC）传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备中（CPU、RAM或硬盘）；将PC设备（CPU、RAM或硬盘）发送的数据，打包后输送至其他网络设备中。它的主要工作原理为整理计算机上发往网线上的数据并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送。每块网卡都有一个唯一的网络节点物理地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM中的，而且绝对不会重复。普通用户日常接触的网卡大都是以太网网卡。,10.3.4网卡的主要参数1网卡速度2是否支持全双工3对多操作系统的支持4远程唤醒,10.3.5网卡的选