Äänikortti

Tyyppi	Laajennuskortti , ääniliitäntä ( sisään )

Käyttää

Käyttää	Laitteistokiihdytys

Äänikortti on laajennuskortti käytetään lisäämään äänentoisto-ominaisuudet on tietokone . Päätehtävä tämä kortti on tuottaa ääniä käyttäen ohjelmoitavaa äänigeneraattori tai digitaali-analogia-muuntimen , lähettää sen eri lähtöjen ( RCA , jack , TOSLINK ). Voimme sitten liittää kuulokkeet , kaiuttimet tai minkä tahansa muun ääniketjun osan. Äänikortissa on yleensä yksi tai useampia tuloja lähteen, kuten mikrofonin tai linjatulon , liittämistä varten .

Isäntäkoneesta riippuen äänikortti voi muodostaa yhteyden eri porttien kautta. Esimerkiksi IBM-PC- yhteensopivissa tietokoneissa se käytti ISA-väylää sitten PCI- ja PCMCIA- väyliä ja voi nyt käyttää PCI Express -väylää . Saatavana on myös ulkoisia USB- tai Firewire- äänikortteja .

Historiallinen

Kaksi henkilökohtaista tietokonetta, jotka ovat hyötyneet eniten äänilaajennuskortin lisäämisestä, ovat Apple II ja " IBM PC -yhteensopiva ". Näillä alustoilla oli oletusarvoisesti vain sisäinen kaiutin, joka sallii vain tuottaa neliömäisiä signaaleja alkeellisten äänien alkuperästä. Näitä kaiuttimia kutsuttiin joskus "piipereiksi". Aiemmin äänikortteja oli jo myyty tietokoneille, joissa oli S-100-väylä .

Äänikortit Apple II: lle

Ensimmäinen kortti, joka julkaistiin Apple II: lle, oli ALF-yhtiön Apple Music Synthetizer , jo vuonna 1978. Tämä kortti tuotti ääniä kolmella kanavalla additiivisen synteesin perusteella , mutta siinä käytettiin neliösignaaleja tavallisten sinimuotoisten signaalien sijaan. Kahta tai kolmea korttia voidaan käyttää samanaikaisesti kuuden tai yhdeksän kaistan tuottamiseen. ALF esitteli myöhemmin Apple Music II: n , kehittyneemmän mallin, joka pystyy tuottamaan suoraan yhdeksän kappaletta. Mutta eniten käytetty kortti, jolla oli paras ohjelmistotuki, oli Sweet Micro Systemin Mockingboard . Se julkaistiin vuonna 1983, ja sen perustana oli kaksi AY-3-8910, joista kukin tarjosi kolme reittiä. Kortti voidaan myös varustaa valinnaisella sirulla, joka tarjoaa äänisynteesiä. Toinen kortti voitiin lisätä, mikä tarjosi yhteensä 12 kaistaa Apple II: lle .

Näitä kortteja myytiin pääasiassa Yhdysvalloissa, eikä niitä käytetty laajalti Ranskassa.

Äänikortit PC-yhteensopiville

Jos PCjr ja Tandy 1000 tarjosivat tuolloin kunnioitettavia perusäänenominaisuuksia, tämä ei päde valtaosaan tietokoneista, joissa oli vain sisäinen kaiutin.

Useita kortteja julkaistiin 1980-luvulla, jotkut, kuten Covox Speech Thing, tuottivat puheen synteesi ; kun taas muut, kuten IBM Music Feature Card, Creative Music System ja Adlib Personnal Music System, keskittyivät musiikin tuotantoon.

Tuella näiden korttien videopeleissä oli voimassa kustantaja Sierra näyttää tien kesällä 1988 sitoutumalla tukea äänikortteja IBM, Adlib ja MT32 on Roland plus Tandy ja PCjr tukevat jo pelinsä. Ja vuotta myöhemmin monet PC-pelien kustantajat tukivat ainakin yhtä äänikorttia.

Koska peleillä oli oltava erityinen koodi jokaiselle äänikortille, julkaisijoiden oli kallista tukea niitä kaikkia. Siksi vain muutama kortti erottui toisistaan ja pystyi hyötymään kestävästä yhteensopivuudesta useimpien pelien kanssa. Adlib-kortti oli suosituin. Joka perustuu Yamaha YM3812 , se tarjosi yhdeksän täysin ohjelmoitava monofoninen kanavia on FM-synteesissä . Paljon laadullinen Roland MT32 oli ulkoinen MIDI laajentimen . Ääninäytteillä ja subtraktiivisella synteesillä tuotetut sävyt ovat pysyneet vertaansa vailla monien vuosien ajan.

Sound Blaster on otettu käyttöön Creative Labs vuonna 1989. Adlib yhteensopiva, se mahdollistaa myös toistavan digitoitu 8 bitin 23 kHz , jolloin lisätä pelata Äänitehosteet paljon realistisempi kuin mikä oli mahdollista FM synteesiä. Lisäksi se tarjoaa joystick- portin, joka voi toimia myös MIDI- liitännänä ja mahdollistaa digitoinnin analogisen tulon kautta 8 bitillä 12 kHz: n taajuudella . Se vakiintuu nopeasti uudeksi "standardiksi" Adlibin kustannuksella: useimmat pelit tukevat sitä ja monet myöhemmät kortit tarjoavat "Sound Blaster -yhteensopivuuden". Creative Labs, nyt markkinajohtaja, kehittää Sound Blaster -sarjaansa asteittain. Sound Blaster Pro (1991) kaksinkertaistaa FM kanavia, tuo stereo, ja näytteitysnopeus digitaalisten äänien nousee 44,1 kHz . Sound Blaster 16: n (1992) avulla voit toistaa tai toistaa 16 bittiä 44,1 kHz: n taajuudella saavuttaen "CD-laadun". Sound Blaster AWE32 (1994) lisää EMU8000: n, joka mahdollistaa näytteisiin perustuvan musiikkisynteesin, tekniikan, jota joskus kutsutaan " aaltoilevaksi synteesiksi " ( näytetaulukko ).

Kaksi Adlib- ja Sound Blaster -korttia julkaistiin virallisesti Ranskassa melkein samanaikaisesti kesällä 1990.

Yksi merkittävä äänikortti on Gravis UltraSound . Julkaistu vuonna 1992, se tarjosi jo 32 " wavetable " kappaletta ja oli erittäin suosittu demo kohtaus , vaikka ei yhteensopiva Adlib ja Sound Blaster.

PC-äänikorttimarkkinoiden lasku alkoi 1990-luvun lopulla, kun emolevyt alkoivat tarjota kunnollisia ääniominaisuuksia, kuten AC97 -äänikoodekin tarjoamia . Musiikkisynteesiä hallitaan nyt ohjelmistolla, mutta sen käyttöä on rajoitettu tallennuskapasiteetin kasvun myötä, jolloin näytteistettyä musiikkia voidaan toistaa suoraan.

Muiden alustojen tarjoamat mahdollisuudet

Vertailun vuoksi tässä on ei-tyhjentävä luettelo 1980-luvun mikrotietokoneista ja ääniominaisuuksista, jotka ne integroivat emolevyyn.

Commodore C64 (1982) on MOS-6581, tai SID, erittäin kehittynyt aikaa ja joka tarjoaa kolme ohjelmoitavaa kanavaa. Oskillaattorit voivat tuottaa neliö-, kolmio-, sahahammas- tai kohinasignaaleja, jotka ovat amplitudimoduloitavia .
Atari ST (1985) on YM2149 joka tuottaa ääniä kolmella kanavalla. Tietokoneessa on myös MIDI-liitäntä ulkoisten laitteiden ohjaamiseen.
Amiga (1985) on varustettu MOS 8364, nimeltään "PAULA". Musiikkia tuotetaan 8-bittisistä näytteistä samalla tavalla kuin " wavetable ", kahdella kaistalla vasemmalla ja kahdella kaistalla oikealla.

Arkkitehtuuri

Äänikortti se tyypillisesti luottaa DSP ( Digital Signal Processor ) käsittelemiseksi audiosignaalit, joka on yhteydessä keskeinen prosessori (CPU) kautta tietokoneen laajennus väylän ( PCI tai PCI-E ). Se on varustettu analogia-digitaalimuuntimilla ulkoisten signaalien (mikrofoni jne.) Digitoimiseksi ja digitaalinen-analogimuuntimilla äänisignaalien toistamiseksi kaiuttimiin tai kuulokkeisiin. Useimmilla on myös MIDI- liitäntä viestintään syntetisaattoreiden kanssa , jota käytetään myös ohjaussauvan kytkemiseen .

Äänikorttien DSP: t, jotka ovat erikoistuneet äänisignaalien käsittelyyn, kutsutaan usein "APU: ksi" ( Audio Processing Unit ). Tehokkuussyistä APU: t pääsevät keskusmuistiin ( RAM ) DMA- väylän kautta, jotta niiden ei tarvitse ylikuormittaa keskusprosessoria.

Joissakin huippuluokan korteissa on useita DSP-prosessoreita, lisämuisti, digitaalinen I / O tai jopa ulkoinen liitäntärasia (joka sisältää muuntimet). Muut, matalat, integroidaan suoraan emolevyyn.

Äänikortti toimii suurimman osan ajasta digitaalisessa tilassa, mikä tarkoittaa, että luettava signaali on useimmiten digitaalisessa muodossa. Äänikortin perusyksikkö on siis näyte.

Äänikortit luokitellaan yleensä kahden pääkriteerin mukaan: resoluutio ja näytteenotto . Resoluutio on näytteen yksityiskohtaisuus, mitä korkeampi tarkkuus, sitä tarkempi ja hieno ääni on. Tällä hetkellä kuluttajien äänikortit toimivat 16 tai 24 bittiä, mikä tarkoittaa, että digitalisoinnin aikana analoginen signaali voidaan koodata 16 tai 24 bitille, mikä tarkoittaa vastaavasti koodattu 65 536 arvoon tai hieman enemmän 16 miljoonaan varastoon.

Toinen valintaperuste on näytteenotto, tälle kriteerille vastaa taajuus ilmaistuna hertseinä tai kilohertseinä. Tämä taajuus vastaa näytteiden määrää sekunnissa näytteenoton aikana. Nykyisten äänikorttien näytteenottotaajuus on välillä 44 100 Hz - 192 kHz . Mitä suurempi näytteenotto, sitä yksityiskohtaisempi ääni.

Elementit

Tässä on luettelo äänikortin pääelementeistä.

Sähköinen

Erikoisprosessori: APU (se on äänelle erikoistunut DSP ), joka vastaa kaikesta digitaalisesta äänenkäsittelystä (kaiku, kaiku, vibrato, kuoro, tremolo, 3D-tehosteet jne. ).
Digitaalinen-analoginen muunnin, nimeltään “DAC” ( digitaalinen-analoginen muunnin ), joka muuntaa äänitiedot tietokoneesta analogiseksi signaaliksi äänentoistojärjestelmäksi (kaiuttimet, vahvistin jne. ).
Analogia-digitaalimuunnin, nimeltään “ADC” ( analogia-digitaalimuunnin ), joka muuntaa tulojen analogisen signaalin digitaaliseksi äänidataksi, jota tietokone voi käsitellä.
Operatiiviset vahvistimet ( OP-AMP ) antavat äänenvoimakkuutta äänikortin tulolle ja lähdölle.

Ulkoiset I / O-liittimet

Äänikortin liittimet on värikoodattu PC-taulukon mukaisesti . Ne liitetään myös symboleihin, joissa on nuolia, ympyröitä ja ääniaaltoja, jotka vastaavat liittimeen liittyvää toimintoa.

Jack- pistorasiat

	Toiminto	Liitin	Symboli
vaaleanpunainen	Vahvistettu analoginen äänitulo mikrofonille (mikrofoni).	Tunkki 3,5 mm	Mikrofoni
sininen	Analoginen stereoäänitulo lisälaitteille (Line-In).		Nuoli ympyrään
vihreä	Analoginen stereoäänilähtö kaiuttimille tai kuulokkeille (Line-Out tai Front).		Nuoli, joka tulee ympyrästä kohti ääniaalloa
Harmaa	Analoginen stereoäänilähtö panoraamakaiuttimille (panorointi tai sivu).
musta	Analoginen stereoäänilähtö takakaiuttimille (Surround tai Taka).
oranssi	Analoginen stereoäänilähtö etukaiuttimelle ja subwooferille (keski- / subwoofer )

Muut pistorasiat

SPDIF- digitaalilähtö (Sony / Philips Digital Interface, myös S / PDIF tai S-PDIF tai IEC 958 tai IEC 60958 vuodesta 1998). Tämä on lähtö äänidatan lähettämiseksi digitaalisessa muodossa digitaalivahvistimeen käyttämällä RCA- liittimillä päätettyä koaksiaalikaapelia .
MIDI -liitäntä , yleensä kultaa (okra) yhdistämiseksi soittimia ja jotka voivat toimia peli portti (in Englanti : peliporttiin ) liittämistä varten ohjain ( joystick tai peliohjain ), jolla on D- liittimeen sub 15 .

Sisäiset I / O-liittimet

Liitin CD-ROM / DVD-ROM , mustalla liittimellä äänikortin liittämiseksi CD-levyn analogiseen audiolähtöön kaapeli -CD-levyillä .
Aputulo (Aux-In), jossa on valkoinen liitin, jonka avulla voit liittää sisäisiä äänilähteitä, kuten TV-viritinkortin.
Puhelinvastaajalaitteiden (TAD) liitin vihreällä liittimellä.

Ulkoiset äänikortit

Usein tietokoneissa käytetyillä äänikorteilla on joko liian suuri viive tai niiden tulojen määrä ei ole riittävä. Siksi monet valmistajat tarjoavat ulkoisia äänikortteja (yleensä USB- liitännän kautta tietokoneeseen), mikä voi lisätä huomattavasti tulojen määrää ja saada helpomman pääsyn laitteen suoriin asetuksiin.

Yleensä on pari MIDI- lähtöä , pari jack- lähtöä ja suuri määrä yhdistettyjä tuloja ( XLR / jack ).

On olemassa kuluttajien äänikortteja (UR- ja UR-C-sarjat Steinbergissä ), joissa on mahdolliset virtalähteet USB: ssä, USB-C: ssä ja verkkovirrassa, sekä äänityskeskuksille tarkoitettuja äänikortteja (mallit AXR4T ja AXR4U Steinbergissä), joissa on paljon suurempi tulojen ja lähtöjen lukumäärä.

Viitteet

Tietokonepelimaailman numero 49 ,Heinäkuu 1988( lue verkossa ).
Tietokonepelimaailman numero 63 ,Syyskuu 1989( lue verkossa ).
Fabien Sanglard , Game Engine Black Book Wolfenstein 3D ,22. toukokuuta 2019( lue verkossa ).