计算机组装与系统维护技术课件

叫清华大学出版社

计算机组装与系统维护技术

福建农院信息系

第七章多媒体设备

第七章

多媒体设备

第七章多媒体设备

本章重点内容

声卡的结构组成及主要技术指标

音箱和麦克风的分类及选购方法

数码相机和扫描仪的工作原理及主要技术指标

第七章多媒体设备

7.1声卡

7.1.1声卡简介

声卡(SoundCard)也叫音频卡，是多媒体技术中最基本的组

成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。

声卡历史

•1984年，英国的AdlibAudio公司推出了第一款魔奇声卡。

•1989年，新加坡创新CreaHve公司推出了一SoundBlaster声卡。

•1992年，创新推出SoundBlaster16,这是第一款拥有16位采样大小

和44.1kHz的采样频率的声卡，支持立体声模拟输出。

•1995年，创新推出AWE32系列，具有硬件波表合成能力。

•1996年，创新推出AWE64系列，具有64复音的波表合成能力。

•1998年，推出基于Emu10k1芯片的Live!系列声卡。

•2001年8月20日创新发布SoundBlasterAudigyo

•2002年9月23日，创新发布SoundBlasterAudigy2。

•2003年9月，仓U新发布了SoundBlasterAudigy2ZS系歹人

•1.数字音频采样

•2.声道

•3・波表合成

•4.数字信号处理

•5,数模转换器

•6.MIDI规格

•7.3D音效标准

•8,频率响应

•9.总谐波失真

1.数字音频采样

•把模拟的音频信号转换成数字信号，并存

放在存储器中的过程称为数字音频采样。

由于数字信号表示的声音是不连续的，把

模拟量转换成数字量时，每隔一个时间间

隔在模拟声音波形上取一个幅度值，称之

为“采样”。常见的采样频率有8kHz、

11.025kHz>22,05kHz、16kHz、37.8kHz、

44.1kHz,48kHz等。

2.声道

•声道技术的发展是声卡发展的一个重要标志。声

道是表示声卡能模拟的音源的具体个数。目前常

见的有双声道（立体声）、4.1声道和5.1声道声

卡。

•双声道（立体声）

•4.1声道

•5.1声道

•另外还有6.1声道、7.1声道的声卡，不过与5.1声

道声卡相比，在技术上并没有多大的突破，只是

增加了更多的小卫星音箱，这里不再叙述。

3.波表合成

•波表合成是指通过对乐器声音进行取样，

并将其保存下来，重播时靠声卡上的微处

理器或经过PC系统内的CPU处理来发声。

根据取样文件所放位置和由专用微处理器

或CPU处理的不同，波表合成又常被分为

软波表合成和硬波表合成。

4.数字信号处理

•数字信号处理又称DSP(DigitalSignal

Processing),它是指声卡中专门处理效果

的芯片，常常被称为效果器。由于价格比

较昂贵，通常只在高档的声卡中才有。如

果对声卡声音的产生及录制有专业要求的

用户，可以考虑使用带有DSP的声卡。

数模转换器

•一般的音响和电视都只适用于模拟信号，

而电脑中处理的通常是数字信号。所以声

卡读出数字式的信号后，通过DAC

(Digital-AnalogConvertor)转换成一般音

响放大器能接受的模拟信号，再由它来带

动音箱发出声音。相反的处理过程可以通

过模数转换器ADC(Analog-Digital

Convertor)来完成。

6.MIDI规格

•MIDI是指电子乐器数字化接口，MIDI规格

是一组由MIDI生产商协会(MIDI

ManufacturersAssociation)制定给所有

MIDI仪器制造商的音色及打击乐器排列表。

它包括128个标准音色和81个打击乐器排列。

7.3D音效标准

•3D音效是一种声音表现形式，它通过软件

模拟运算来表现3D音效，以增强声卡在声

音输出方面的定位感。

•8.频率响应

•频率响应是指音响设备重放时的频率范围

以及声波的幅度随频率的变化关系。一般

此项指标以1000Hz的频率幅度为参考，并

用对数以分贝(dB)为单位表示频率的幅

度。

总谐波失真

•如果要追求层次分明的感觉，总谐波失真

则是应该重点注意的参数，该值是越低越

好。

第七章多媒体设备

声卡基本工作原理

声卡作为计算机进行声音处理的适配器，有三个基本功能：

一是音乐合成发音功能；

二是混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功

幺匕.

月匕,

三是模拟声音信号的输入和输出功能。声卡处理的声音信息

在计算机中以文件的形式存储。

MIDI

键盘

话筒音

响设备

CD-ROM

接口

CD-ROM

驱动器

PHIUPS

外置式声卡

•集成声卡是在电脑主板上集成的处理音效的声音

芯片，按照有无音频处理芯片可分为集成软声卡

和集成硬声卡。

•集成软声卡是指在主板上集成了CODEC（数字模

拟信号转换）芯片，这种芯片没有音频处理芯片，

完全靠CPU对音频信号进行处理转换，这样会占

用CPU资源，如果CPU比较繁忙时就会使播放的

声音有停顿现象。集成的软声卡都是符合AC127

标准。常见的集成软声卡芯片有RealtekALC系列

的AC'127CODEC芯片等。

•集成硬声卡是指在主板上集成了包含音频处理芯

片和CODEC芯片功能的声卡，这样在处理音频信

号时，集成硬声卡将负责一切音频信号的转换，

不用依赖CPU,这样可以保证声音播放的质量，

同时也节约了成本。常见的集成硬声卡芯片有

CT5880、CMI127312AWIAEnvy24PT等，

CMI127312A芯片。

­另外有一种特殊的集成硬声卡，即在主板的南桥

芯片中集成音频处理芯片组，如NVIDIA的

nForce2o该音频处理单元具有硬件加速的功能，

可不依赖于CPU工作。

第七章多媒体设备

7.1.3声卡的组成结构

为了获得更好的音质，大多数中高端计算机都使用独立声卡,

独立声卡主要由声音处理芯片（组）、功率放大器芯片、总线接

口、输入输出接口、MIDI/游戏摇杆接口（共用一个）、CD音频

连接器等主要部件组成。

第七章多媒体设备

7.1.4声卡的主要技术指标

1.采样位数与采样频率

2.动态范围

3.信噪比

4.复音数

5.声道

声卡的安装

■;一,

声卡的外接插口

­声卡的安装分成两部分,一是硬件部分的安装，二是

驱动程序的安装

•(1).硬件安装

•步骤1关闭计算机电源，拔下供电电源和所有

•外接线插头。

•步骤2打开机箱外壳，选择一个空闲的16位扩

­展槽并将声卡插入扩展槽。

•步骤3连接来自CD-ROM驱动器的音频输出线到

・声卡的CDIN针形输入线上；

•步骤4盖上机箱外壳，并将电源插头插回。

•步骤5声卡与其它外设的连接，按下页图进行。

•(2).软件安装

•对不同的声卡，软件的安装方法不完全相

­同，需要按照说明书安装。

•1).安装驱动程序

­声卡的驱动程序是控制声卡工作的必要程

•序，不同的声卡驱动程序是不同的。

•2).安装应用程序

•安装声卡的应用程序，例如混音器、录音

•师和MIDI编辑软件等。

声卡的选购

•前面介绍了声卡的相关知识，下面将介绍

声卡的选购。声卡的选购应该根据不同用

户的需求来进行，一般声卡的购买人群可

分为普通需求用户、游戏爱好者和多媒体

Hi・Fi发烧友。这里将针对不同用户推荐适

用的声卡。

普通需求用户

•普通需求用户可以用主板上的集成声卡，

也可以选购一款低端声卡，在这类声卡之

中，Yamaha的YMF-724/744性价比较高，

配合Yamaha的软波表相当出色，深受大众

欢迎。其他的如创新在低端领域也有自己

的产品，现在比较常见的有V旧RA128,它

的价格仅一百多元，而且音质也相当不错。

另外台湾骅讯电子的CMI-8738在低端市场

的销量也不错。并且选购此类声卡只需二

声道的即可。

2游戏爱好者

•如果您是一位电脑游戏的爱好者，而且喜好各种

3D游戏，那多声道声卡会是一个比较好的选择，

只要您的电脑游戏能够支持由多声道音箱输出定

位的音效，配合多声道声卡，这样游戏音效会非

常棒。如创新的经典声卡SBLive!5.1就是一款

比较好的多声道声卡，这款声卡采用功能强劲的

EMU10K1数字信号处理器，支持Creative的EAX

环境音效技术和多音箱环绕技术（CMSS）。它

的MIDI合成单兀米用T独特的SoundFont2.0技

术，EMU10K1支持最大32MBsoundFont,可以

自由编辑、改变和更换音色库，还可以使用特殊

的音色。

3多媒体Hi-Fi发烧友

・多媒体Hi-Fi发烧友选购声卡应该从市场上的高端

声卡中进行。创新的AudigyLS采用创新

EMU10K2芯片，MWSoundBlaster24bit

ADVANCEDHD,100dB超高信噪比，能实现

24bit/126kHz的高音频品质，提供录音室质量的

多种EAXADVANCEDHD音乐控制功能和逼真的

EAX3.0ADVANCEDHD环境音效。这块声卡是

多媒体Hi・Fi发烧友的不二选择，再配合一个多声

道顶级音箱，可以尽情享受完美音乐带来的快乐。

第七章多媒体设备

7.2音箱

7.2.1音箱的常见类型

2.0音箱2.1音箱5.1音箱7.1音箱

质音箱塑料材质音箱金属材质音箱

音箱的类型

•1.按有源无源分

•2.按放音频率分

•3.按箱体结构分

•按有源无源分

•根据音箱内是否带有功率放大器可把音箱分

为有源善藉和无源音箱。

•有源音箱通常是指带有功率放大器的音箱，

如多媒体电脑音箱、有源超低音箱以及一些新型

的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内置了功

放电路，使用者不必考虑与放大器匹配的问题，

同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。图

所示为有源音箱。

•无源音箱是我们通常采用的，内部不带功放电

路的普通音箱，如图

按放音频率分

•音箱从放音频率角度可分为全频带音箱、低音

音箱和超低音音箱。所谓全频带音箱是指能覆盖

低频、中频和高频范围放音的音响。全频带音箱

的下限频率一般为30~60Hz,上限频率为

15-20kHZo在一般中小型的音响系统中只用一

对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。

•低音音箱和超低音音箱一般是用来补充全频带

音箱的低频和超低频放音的专用音箱。这类音箱

一般用在大、中型音响系统中，用以加强低频放

音的力度。

按箱体结构分

•音箱按箱体结构可分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式

音箱、声波管式音箱和多腔谐振式音箱等。

•密闭式音箱也叫“气垫”式音箱，它是中低档音箱中最

常见的结构之一（通常使用在2.0声道的音箱上），其主

要特点是在封闭的箱体内装上扬声器，将箱体内部与外部

的声波完全隔绝起来。密闭式音箱的主要优点是反应迅速、

低频清晰，听古典音乐或室内音乐效果不错，但声音下潜

深度有限，低频量不足。

­倒相式音箱又称低频放射式音箱，也是目前多媒体音箱

中最常用的箱体设计。它和密闭式音箱不同之处在于，音

箱的前面设计了筒形的倒相孔，以使箱体内外空气流通，

它比密闭箱更高的功率承受能力和更低的失真，既适用于

一般家庭，也可用于专业场所

第七章多媒体设备

7.2.2音箱的组成结构

1.扬声器

2.箱体

3.分频器

第七章多媒体设备

7.2.3音箱的主要性能指标

1.功率

2.频率范围

3.频率响应

4.灵敏度

5.失真度

6.信噪比

7.阻抗

•功率:功率分为标称功率和最大承受功率。

标称功率就是我们常说的额定功率，指能

够长时间正常工作的功率值；最大承受功

率是指扬声器瞬间所能承受的最大功率，

也称“峰值功率”。

•频响范围:频响范围指最低有效回放频率与

最高有效回放频率之间的范围。较好的放

大器的频响范围一般在18Hz~20kHz之间。

•信噪比：音箱信噪比即放大器的输出信号

的电压与同时输出的噪声电压的比。一般

来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪

声越小,声音回放的质量越高,否则相反。

音箱灵敏度是衡量音箱效率的指标，它

与音箱的音质、音色无关。普通音箱的灵

敏度一般在85~90dB（分贝）之间，高档

音箱则在100dB以上。

音箱的选购

•(1)喇叭的材质

•挑选音箱应考虑到喇叭的材质，高音单元

以球顶为主，有钛膜球顶和软球顶，前者

有更高的频率上限，高音音色明亮，在模

拟音源的系统中明显优于后者；后者广泛

用于中高档音箱中，与数字音源相配合能

减少高频信号的生硬感，给人以温柔、光

滑、细腻的感觉。

(2)防磁功能

・挑选音箱应考虑到喇叭的材质，高音单

元以球顶为主，有钛膜球顶和软球顶，前

者有更高的频率上限，高音音色明亮，在

模拟音源的系统中明显优于后者；后者广

泛用于中高档音箱中，与数字音源相配合

能减少高频信号的生硬感，给人以温柔、

光滑、细腻的感觉。

看

•先检查一下包装箱，观察是否有拆过的痕迹，注意上

下两面都要看。然后开箱验货，检查音箱及其相关附

属配件是否齐全，如音箱连接线、插头、音频连接线

与说明书、保修卡等。虽然买的是音箱，但是配件一

样也不能少。

•然后检查音箱外观。假冒产品做工粗糙，假冒的木质

音箱，大多是用胶合板甚至纸板加工而成。检查箱体

表面有无气泡、突起、脱落、划伤和边缘贴皮粗糙不

整等缺陷，有无明显板缝接痕，箱体结合是否紧密整

齐，后面板是否固定牢靠；喇叭、倒相孔、接线孔是

否做过密封处理。掂一掂重量，重量越重越好，也说

明音箱没有偷工减料。

听

•现场试听:在选购音箱时，最好能现场感觉一下音

乐、人声等音频文件，以获悉播放的直接效果。

•听，在检查完外观后就要来试听一下了。

•首先听一下静噪，俗称电流声。检查的时候拔下

音频输入线，音量调至最大，听“兹兹”的电流

声，声音越小越好，一般20厘米外听不到“吱吱”

的电流声就行。好一点的音箱可做到人耳离开喇

叭10厘米听不到任何噪音。

•音箱的安装

•音箱的安装主要是进行音频线的连接，以常见的

2.1音箱（图所示）为例，一般音频线有3根，一

根用于连接主机的声卡输出到音箱，另外两根分

别连接音箱的低音炮和卫星音箱。主音箱背面音

频线接口如图

将音频信号线连接到机箱后部的声音输出接口，

如图所示。再将低音炮和卫星音箱的音频线连接

好,就完成了音箱的安装。

aaaa

声卡和音箱的维护

・1.避免阳光直接照射音箱。

・2.音箱不要太靠近易受磁化的设备。

・3.音箱在电源开启时音量应调到最小，稳

定后再调大。

・4.音量不要长时间过大使用。

第七章多媒体设备

7.3麦克风

麦克风，学名为传声器，也称话筒。麦克风名字由Microphone翻

译而来，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。

1第七章多媒体设备

7.3.1麦克风的工作原理

1.晶体式麦克风

晶体式又称压电式，它是利用晶体的压电效应制成的，化工材料酒

石酸钾钠和钛酸领晶体都有较强的压电效应。当晶体的两面受到压力时，

在两面间出现正负电荷，产生某一方向的电动势：当受到相反方向的应

力时，晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。当晶体受到交变

声波的作用时，便产生音频电动势。

2.电容式麦克风

电容式麦克风有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜（多

数为聚全氟乙丙烯）并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上,

栅极与源极之间接有一个二极管。当驻极体膜片本身带有电荷，表面电

荷地电量为Q,板极间地电容量为C,则在极头上产生地电压U=Q/C,

当受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两极板间的距离改变，即

电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，

反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这

就是驻极体传声器地工作原理。

第七章多媒体设备

7.3.2电容式麦克风

1.设计方法科学

2.音质效果好

3.频率响应宽广

4.灵敏度高

5.快速的瞬时响应

6.触摸杂音较低

7.耐摔与耐冲击

8.体积小、重量轻

9.适合装配无线麦克风

第七章多媒体设备

7.4数码相机

数码相机（Dig让alCamera,DC）,又名数字式相机，是

一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机。

第七章多媒体设备

7.4.1数码相机的常见种类

1.单反相机

单反相机机身

2.卡片相机

3.长焦相机

1第七章多媒体设备

7.4.2数码相机的工作原理

与普通照相机在胶卷上靠淡化银的化学变化来记录图

像的原理不同，光线通过镜头或者镜头组进入数码相机时,

通过感光元件转化为数字信号，数字信号通过影像运算芯

片（MPU）把图像转换成相机内部存储格，并储存在存储

设备中。在图像传输到计算机以前，通常会先储存在数码

存储设备中。

内置存储器

第七章多媒体设备

7.4.3数码相机的主要技术指标

1.CCD

2.CMOS

3.最大像素

4.有效像素

5.最高分辨率7.数字变焦

6.光学变焦8.显示屏尺寸

•1.像素数

•数码相机的像素数（也就是我们常说的

分辨率）是用户非常关心的指标。相机分辨

率的高低决定了所拍摄影像表现细节的能

力，像素值越多，分辨率也就越高，产生

的影像也就越锐利清晰，影像层次越丰富,

但同时，价格也相应的越高。

第七章多媒体设备

7.4.3数码相机的选购

1.镜头

2.光圈和快门

3.电池及耗电量

4.白平衡

5.曝光补偿

6.附加功能

7.4.4数码相机的使用

•外观

•数码相机的外观设计并不仅仅是好看

与否的问题，它直接关系到产品风格、取

景的方便程度。先简单地从颜色上看，黑

色和金属色是数码相机多采用的设计，黑

色大方，而金属色质感好，体现潮流。另

外，LCD屏幕的位置很重要，如果采用可

折叠和旋转的LCD屏幕，会给拍摄者更大

的取景自由度

•如何正确使用相机

•数码相机属于“高顶尖”的电子产品。虽

然它是朝着“高超的设计，傻瓜的使用”

这一方向发展，但我们在使用过程中应严

格按照数码相机的使用要求进行操作，这

样不仅可以保证相机的使用寿命，而且可

以拍到漂亮的照片。任何一款的数码相机

在使用中，都应该遵循以下几点：

•1）不宜使用或存放的地方

•（非常潮湿、肮脏或灰尘飞扬的地方。

•（直接的阳光照射，或温度急剧升高的地方，如夏

季封闭的汽车里。

•（极寒冷的地方。

•（会受到强烈震动的地方。

•（受烟雾或蒸汽影响的地方。

■（受强磁场影响的地方。

•（长期接触化学品（如杀虫剂，或靠近橡胶或聚乙

始产品）的地方。

•2）不要使数码相机接触沙子

■数码相机很容易受到沙子的不良影响。在沙滩或沙漠

这样的多沙地点，或有风沙的地方，请确保相机不会受到

沙子的侵蚀，因为这样很可能造成无法修复的故障。

•3）长期不使用

•如果我们长时间不打算使用相机，请将电池和存储卡

取出，然后再将相机存放起来。

•4）旅行

•旅行时，请不要将相机存放在托运行李中。行李在搬

运过程中很可能受到猛烈的碰撞，使相机即使看不到外伤,

其内部也可能受到损坏。

数码相机的清洁

•数码相机是一件非常精密的仪器，在日常使用中,

应注意对它的保养，这样不仅可以延长相机的使

用寿命，也可以拍出更精彩的照片。

•(1)使用气刷去除镜头、LCD显示屏和取景

器表面的灰尘。然后使用柔软的干布轻轻擦拭。

如果还有污点，可以在相机镜头清洁纸上加入少

量镜头清洁剂，然后轻轻擦拭。

­(2)不要用硬物划镜头、LCD显示屏或取景

器，因为这样很容易损坏它们的表面。

•(3)使用柔软的干布清洁机身。不要使用挥

发性的材料(如汽油或杀虫剂)，因为这些材

料可能与机身起反应，造成机身的变形或

涂层的脱落。

•(4)相机在使用过程中，如遇到相机本

身的问题，请找售后服务点维修，不要试

图自己拆开相机。

第七章多媒体设备

7.5扫描仪

扫描仪是一种计算机外部仪器设备，其通过捕获图像并将

之转换成计算机可以显示、编辑、储厚和输出的数字化输入设

备。

第七章多媒体设备

7.5.1扫描仪的类型

扫描仪可分为三大类型：滚筒式扫描仪、平面扫描仪以

及笔式扫描仪。

笔式扫描仪

第七章多媒体设备

7.5.2扫描仪的基本原理及组成

平面扫描仪获取图像的方式是先将光线照射扫描的材料

上，光线反射回来后由CCD光敏元件接收并实现光电转换。

1.CCD阵列

2.灯

第七章多媒体设备

3.扫描头

扫描头由反射镜、透镜、滤色镜和CCD阵列构成。扫描头在

一条连接到步进电机上的传动带的带动下，慢慢扫过文档。

第七章多媒体设备

7.5.3扫描仪的主要技术指标

1.分辨率

2.扫描方式

3.灰度级

4.色彩数

5.接口类型

6.扫描速度

7.扫描幅面

8.软件配置及其他

1第七章多媒体设备

7.5.4扫描仪的使用和维护

(1)一旦扫描仪通电后，千万不要热插拔SCSI、EPP接口的电缆，这

样会损坏扫描仪或计算机，当然USB接口除外，因为它本身就支持热插拔。

(2)扫描仪在工作时请不要中途切断电源，一般要等到扫描仪的镜组完

全归位后，再切断电源，这对扫描仪电路芯片的正常工作是非常有意义的。

(3)由于一些CCD的扫描仪可以扫小型立体物品，所仪在扫描时应当注

意：放置锋利物品时不要随便移动以免划伤玻璃，包括反射稿上的钉书针；

放下上盖时不要用力过猛，以免打碎玻璃。

(4)一些扫描仪在设计上并没有完全切断电源的开关，当用户不用时，

扫描仪的灯管依然是亮着的，由于扫描仪灯管也是消耗品(可以类比于日

光灯，但是持续使用时间要长很多)，所以建议用户在不用时切断电源。

(5)扫描仪应该摆放在远离窗户的地方，应为窗户附近的灰尘比较多，

而且会受到阳光的直射，会减少塑料部件的使用寿命。

(6)由于扫描仪在工作中会产生静电，从而吸附大量灰尘进入机体影响

镜组的工作。因此，不要用容易掉渣儿的织物来覆盖(绒制品，棉织品

等)，可以用丝绸或蜡染布等进行覆盖，房间适当的湿度可以避免灰尘对

扫描仪的影响。

7.6摄像头

•随着网络的发展，传统的交流方式已经不

能满足人们的需求。从E-mail到各种聊天室

再到各种聊天工具，如qq、popo等。而随

着宽带网络的发展，人们的交流不再只是

局限于几行文字，可以利用视频和素未谋

面的朋友彼此相见，而不用千里迢迢地从

一个城市到另一个城市。如今一台可以上

网的电脑还可以配备一个“眼睛”一一摄

像头，通过它就可以和网上朋友进行面对

面的交流了。

第七章多媒体设备

7.6.1摄像头简介

第七章多媒体设备

762摄像头的分类

按工作原理分类，摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大

类。

根据摄像头的形态，可以分为桌面底座式、高杆式及液晶挂

式三大类型。

根据摄像头的功能，