第8章 声卡与音箱

1、18.1 8.1 声卡声卡 声卡的分类声卡的分类 声卡的结构声卡的结构 AC97AC97标准标准 板载声卡板载声卡 声卡的主要参数声卡的主要参数8.2 8.2 音箱音箱 音箱的分类音箱的分类 音箱的结构音箱的结构 音箱的主要参数音箱的主要参数 音箱的选购音箱的选购8.3 8.3 主流声卡和音箱推荐主流声卡和音箱推荐第8章声卡与音箱2总体要求：总体要求： 掌握声卡的分类、结构、掌握声卡的分类、结构、AC97AC97和主要性能参数和主要性能参数 掌握常见声卡音效处理芯片掌握常见声卡音效处理芯片 掌握音箱的分类、结构和主要性能参数掌握音箱的分类、结构和主要性能参数 掌握声卡和音箱选购的基本常识掌握声

2、卡和音箱选购的基本常识核心技能点：核心技能点： 声卡和音箱选购的能力声卡和音箱选购的能力 声卡和音箱的安装、连接和调节能力声卡和音箱的安装、连接和调节能力第8章声卡与音箱3 第8章声卡与音箱扩展技能点：扩展技能点： 各种声卡驱动程序的安装能力各种声卡驱动程序的安装能力 声卡和音箱的调节能力声卡和音箱的调节能力相关知识点：相关知识点： 数字音频的工作原理数字音频的工作原理 计算机声卡和音箱的工作原理计算机声卡和音箱的工作原理学习重点：学习重点： 掌握声卡的分类、结构和主要性能参数掌握声卡的分类、结构和主要性能参数 掌握音箱的分类、结构和主要性能参数掌握音箱的分类、结构和主要性能参数 掌握声卡和音

3、箱安装方法掌握声卡和音箱安装方法48.1声卡 声卡的分类声卡的分类 按照声卡是否为单独一块扩展卡，分为：扩展卡型按照声卡是否为单独一块扩展卡，分为：扩展卡型声卡（声卡（ISAISA声卡、声卡、PCIPCI声卡）与板载声卡。板载声卡又分声卡）与板载声卡。板载声卡又分为：硬声卡和软声卡。为：硬声卡和软声卡。 按照声卡是安装在机箱内还是放置在机箱外，分为：按照声卡是安装在机箱内还是放置在机箱外，分为：内置声卡与外置声卡。内置声卡与外置声卡。 按照声卡与主机的接口，分为：按照声卡与主机的接口，分为：ISAISA声卡、声卡、PCIPCI声卡声卡和和USBUSB声卡（外置）。声卡（外置）。 按照声卡取样频

4、率的位数不同，分为：按照声卡取样频率的位数不同，分为：8 8位声卡、位声卡、准准1616位声卡、真位声卡、真1616位声卡。位声卡。 按照声卡功能的不同，分为：单声道声卡、准立体按照声卡功能的不同，分为：单声道声卡、准立体声声卡、真立体声声卡、声声卡、真立体声声卡、 5.15.1声卡等。声卡等。 按照声卡的性能和价格，又分为：低档、中档和高按照声卡的性能和价格，又分为：低档、中档和高档声卡。档声卡。 5 声卡的结构声卡的结构 声卡的生产厂家虽然不同，但其主要组成结构却是声卡的生产厂家虽然不同，但其主要组成结构却是相同的，主要由数字信号处理器、相同的，主要由数字信号处理器、I/OI/O控制芯片、

5、模数控制芯片、模数与数模转换芯片与数模转换芯片CodecCodec、功率放大器、总线接口、功率放大器、总线接口、I/OI/O连连接端口等部件组成。接端口等部件组成。 8.1声卡68.1声卡1. 1. 数字信号处理器：是声卡的核心部件，在其上标有商数字信号处理器：是声卡的核心部件，在其上标有商标、芯片型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。标、芯片型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。DSPDSP的功能主要是对数字化的声音信号进行各种处理，的功能主要是对数字化的声音信号进行各种处理，如声波取样和回放控制，处理如声波取样和回放控制，处理MIDIMIDI指令等，有些声卡的指令等，有些声卡的DS

6、PDSP还具有混响、合声、音场调整等功能。还具有混响、合声、音场调整等功能。 2. 2. 模数与数模转换芯片模数与数模转换芯片CodecCodec：CodecCodec芯片用于模数转换芯片用于模数转换和数模转换。和数模转换。CodecCodec芯片是模拟电路和数字电路的连接芯片是模拟电路和数字电路的连接部件，负责将部件，负责将DSPDSP输出的数字信号转换成模拟信号以输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成数字信号输入到DSPDSP。CodecCodec芯片和芯片和DSPDSP的能力直接

7、决的能力直接决定了声卡所能处理声音信号的质量。定了声卡所能处理声音信号的质量。78.1声卡 3. 3. 功率放大器：主要作用是将功率放大器：主要作用是将CodecCodec芯片输出的音频模芯片输出的音频模拟信号放大，以达到可以输出直接推动音箱的功率，拟信号放大，以达到可以输出直接推动音箱的功率，同时也担负着对输出信号的高低音分别处理的任务。同时也担负着对输出信号的高低音分别处理的任务。 4. 4. 总线接口：声卡的总线接口根据总线的不同，分为两总线接口：声卡的总线接口根据总线的不同，分为两大类，一种是大类，一种是ISAISA声卡，另一种是声卡，另一种是PCIPCI声卡。声卡。 5. 5. 外部

8、连接端口外部连接端口88.1声卡6. 6. 内部连接端口内部连接端口（1 1）CDSPDIFCDSPDIF（数字（数字CDCD音频输入连接器）音频输入连接器）（2 2）AUX InAUX In（辅助音频输入口）（辅助音频输入口）（3 3）CD InCD In（模拟（模拟CDCD音频输入口）音频输入口） AC 97AC 97标准标准 为了能够在微机上提供高品质、低成本的音效架构，为了能够在微机上提供高品质、低成本的音效架构，19961996年年6 6月由月由IntelIntel、创新、创新、NSNS、Analog DeviceAnalog Device与与YamahaYamaha共共同提出了同提

9、出了Audio Codec97Audio Codec97（简称（简称AC97AC97，意为，意为“音效多媒音效多媒体信号解码器体信号解码器”）标准，）标准，19971997年开始执行。年开始执行。 AC97AC97标准主要要求在电路结构上把数字部分和模拟拟标准主要要求在电路结构上把数字部分和模拟拟部分相互分开，以降低电磁干扰和提高性能，适用于声卡部分相互分开，以降低电磁干扰和提高性能，适用于声卡和和ModemModem的设计。的设计。 9 8.1声卡 板载声卡板载声卡 板载声卡分为：板载软声卡和板载硬声卡。板载声卡分为：板载软声卡和板载硬声卡。 1 1软声卡：主板南桥芯片中加入了声卡控制功能，

10、通过软声卡：主板南桥芯片中加入了声卡控制功能，通过软件模拟声卡，完成一般声卡上软件模拟声卡，完成一般声卡上DSPDSP的功能，音频的输入的功能，音频的输入/ /输出（模数与数模转换）就交由一块符合输出（模数与数模转换）就交由一块符合AC97AC97标准的标准的CodecCodec芯片完成。在板载芯片完成。在板载AC97AC97软声卡的主板上，一般在软声卡的主板上，一般在PCIPCI插槽上端的电路板上能看到一块小小的方形插槽上端的电路板上能看到一块小小的方形CodecCodec芯片。芯片。 10 8.1声卡2 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：为解决软声卡的缺点，有的主板采

11、用了板载硬声卡的方式。硬声卡符合硬声卡的方式。硬声卡符合AC97AC97标准，有一块较大的标准，有一块较大的主流声卡主流声卡DSPDSP芯片，还有一块较小的芯片，还有一块较小的CodecCodec芯片。为降芯片。为降低成本，主板上目板载硬声卡往往不采用低成本，主板上目板载硬声卡往往不采用AC97AC97标准，标准，只焊接一块具有只焊接一块具有DSPDSP和和CodecCodec功能的声卡处理芯片功能的声卡处理芯片（CMI8738CMI8738等等4 4声道声卡芯片），而没有安装独立的声道声卡芯片），而没有安装独立的CodecCodec芯片。芯片。 11 8.1声卡声卡的主要参数声卡的主要参数

12、声卡的主要的作用之一是对声音信息进行录制与声卡的主要的作用之一是对声音信息进行录制与回放，在这个过程中采样的位数和频率决定了声音采回放，在这个过程中采样的位数和频率决定了声音采集的质量。集的质量。 1.1.采样位数与采样频率：计算机要对音频信号进行处理，采样位数与采样频率：计算机要对音频信号进行处理，首先必须进行模数转换。采样精度越高，数字声音越首先必须进行模数转换。采样精度越高，数字声音越逼真。采样频率是指每秒对音频信号的采样次数。单逼真。采样频率是指每秒对音频信号的采样次数。单位时间内采样次数越多，即采样频率越高，数字信号位时间内采样次数越多，即采样频率越高，数字信号就越接近原声。采样频率

13、只要达到信号最高频率的两就越接近原声。采样频率只要达到信号最高频率的两倍，就能精确地描述被采样的信号。倍，就能精确地描述被采样的信号。 2. 2. 动态范围：动态范围指当声音的增益发生瞬间突变时，动态范围：动态范围指当声音的增益发生瞬间突变时，也就是当音量骤然或突然改变时，设备所承受的最大也就是当音量骤然或突然改变时，设备所承受的最大变化范围。变化范围。 12 8.1声卡3.3.输出信噪比（输出信噪比（S/NS/N）：输出信噪比是衡量声卡音质的）：输出信噪比是衡量声卡音质的一个重要因素，是输出信号电压与同时输出的噪声一个重要因素，是输出信号电压与同时输出的噪声电压的比值，单位是电压的比值，单位

14、是dBdB（分贝）。（分贝）。 4.4.AC-3AC-3：AC-3AC-3是针对完全数字式的编码信号的，所以是针对完全数字式的编码信号的，所以其正式英文名为其正式英文名为Dolby DigitalDolby Digital，是由著名的美国杜，是由著名的美国杜比实验室（比实验室（Dolby LaboratoriesDolby Laboratories）提出的一个环绕）提出的一个环绕声标准。声标准。 5.5.声道数目：声道数目就是声卡处理声音的通道的数声道数目：声道数目就是声卡处理声音的通道的数目。目。 13 8.2音箱 随着多媒体技术的发展和家用微机的普及，音箱随着多媒体技术的发展和家用微机的普

15、及，音箱作为一种必不可少的电声转换发音设备，已经成为多作为一种必不可少的电声转换发音设备，已经成为多媒体微机的一个重要部分。通过多媒体音箱回放音乐媒体微机的一个重要部分。通过多媒体音箱回放音乐文件、欣赏文件、欣赏VCD/DVD影片、玩游戏，营造逼真的现场影片、玩游戏，营造逼真的现场演奏效果能够让聆听者置于身临其境的感觉之中。因演奏效果能够让聆听者置于身临其境的感觉之中。因为声卡在处理声音信号时，损失几乎微乎其微即便是为声卡在处理声音信号时，损失几乎微乎其微即便是板载声卡，基本都能满足需要，所以选择一款好的音板载声卡，基本都能满足需要，所以选择一款好的音箱是必不可少的，良好的音频回放效果在很大程

16、度上箱是必不可少的，良好的音频回放效果在很大程度上要归功于音箱的表现。要归功于音箱的表现。 14 8.2音箱音箱的分类音箱的分类常见分类方式如下。常见分类方式如下。按声道数量分为：按声道数量分为：2.02.0音箱和音箱和X.1X.1音箱。音箱。 按功率放大器的位置分为：有源音箱（内置功放，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）。最常见）和无源音箱（无功放或需外置功放）。按防磁性能分为：防磁音箱和不防磁音箱。按防磁性能分为：防磁音箱和不防磁音箱。按箱体材质分为：塑料音箱和木质音箱。按箱体材质分为：塑料音箱和木质音箱。按接口分为：模拟音频接口、数字接口

17、、按接口分为：模拟音频接口、数字接口、USBUSB和和IEEl394IEEl394接口音箱等。接口音箱等。15 8.2音箱音箱的结构音箱的结构 多媒体音箱由箱体、扬声器单元、电源部分和多媒体音箱由箱体、扬声器单元、电源部分和信号放大器等主要部分组成。信号放大器等主要部分组成。1. 1. 箱体：目前，比较流行的箱体设计形式有密闭式和箱体：目前，比较流行的箱体设计形式有密闭式和倒相式两种。倒相式两种。 2. 2. 扬声器单元：多媒体音箱上所用到的扬声器单元基扬声器单元：多媒体音箱上所用到的扬声器单元基本上都是圆圈类的。按照结构分，多媒体音箱的扬本上都是圆圈类的。按照结构分，多媒体音箱的扬声器可以分

18、为锥盆扬声器、球顶扬声器和平板扬声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。现力也越好，而高音则正好相反。 16 8.2音箱3. 3. 电源部分：音箱内的电路为低压电路，所以首先需电源部分：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），然后用主音箱的底部），然后用2 2个或个或4 4个二极管将交流电

19、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。的电压趋于平缓。4. 4. 信号放大器：声卡将数字音频信号转为模拟音频信信号放大器：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，一般只有几百毫号输出，此时音频信号电平较弱，一般只有几百毫伏还不能推动喇叭正常工作。这时就需要通过放大伏还不能推动喇叭正常工作。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器（功率放大器，简称功放）把信号放大使之足以推动喇叭正常发声，同时放大器还兼管音量大小和推动喇叭正常发声，同时放大器还兼管音量大小和高音、低音的

20、控制。高音、低音的控制。17 8.2音箱音箱的主要参数音箱的主要参数 音箱作为声音的还原设备就是将电信号转换成声音箱作为声音的还原设备就是将电信号转换成声音信号，然后将声音信号释放出来。还原录制的声音音信号，然后将声音信号释放出来。还原录制的声音的质量好坏就是评价音箱好坏的标准，这就是常说的的质量好坏就是评价音箱好坏的标准，这就是常说的保真性。保真性。1. 1. 功率：音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率功率：音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强。决定的是音箱所能发出的最大声强。 2. 2. 频率范围与频率响应：频率范围是指音箱系统的最低频率范围与频率响应

21、：频率范围是指音箱系统的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围。频率有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围。频率响应是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连响应是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而增大或衰减，接时，音箱产生的声压随频率的变化而增大或衰减，相位随频率变化而发生变化的现象，这种声压和相位相位随频率变化而发生变化的现象，这种声压和相位与频率相关联的变化关系称为频率响应，单位为分贝与频率相关联的变化关系称为频率响应，单位为分贝（dBdB）。）。 18 8.2音箱3. 3. 失真度：有谐波失真、互调失真和瞬态失真之分。失真度：有谐波失真、

22、互调失真和瞬态失真之分。 4. 4. 音箱的灵敏度：单位为音箱的灵敏度：单位为dBdB。 5. 5. 阻抗：是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。阻抗：是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。 6. 6. 信噪比：是指音箱回放的正常声音信号与噪声信号的比信噪比：是指音箱回放的正常声音信号与噪声信号的比值。值。 7. 7. 箱体的材质：木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染，箱体的材质：木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染，音质普遍好于塑料音箱。音质普遍好于塑料音箱。8. 8. 音效技术：应用的都是扩展立体声理论，即通过电路对音效技术：应用的都是扩展立体声理论，即通过电路对声音信号进行附加处理，使听者感

23、到声音方位扩展到了声音信号进行附加处理，使听者感到声音方位扩展到了两音箱的外侧，以此进行声音扩展，使听者有空间感和两音箱的外侧，以此进行声音扩展，使听者有空间感和立体感，产生更为宽阔的立体声效果。立体感，产生更为宽阔的立体声效果。 19 8.2音箱9. 5.19. 5.1声道：声道：5.15.1声道就是通常所说的数字环绕系统，它声道就是通常所说的数字环绕系统，它采用采用5 5个声道：左（个声道：左（L L）、中（）、中（C C）、右（）、右（R R）、左后）、左后（LSLS）和右后（）和右后（RSRS）进行放音，这）进行放音，这5 5个声道彼此是独立个声道彼此是独立的，这样就解决了杜比专家逻辑（的，这样就解决了杜比专家逻辑（Dolby Pro-LogicDolby Pro-Logic）系统存在的缺陷。而系统存在的缺陷。而5.15.1声道中的声道中的“左声道，则是一个左声道，则是一个为增强超低音效果专门设计的重低音声道，该声道可为增强超低音效果专门设计的重低音声道，该声道可以产生频响范围为以产生频响范围为20-120Hz20-120Hz的重低音。的重低音。 20 8.2音箱音箱的选购音箱的选购 对于普通用户来说，有源音箱的安全性、音质与对于普通用户来说，有源音箱的安全性、音质与使用的便捷性（功能）是比较重要的，所以要选用高使用的便捷性（功能