Звукова система комп'ютера. звукова система комп'ютера звукова система пк. Звукова система ПК у компанії ТОВ «ТелКом

Із завоюванням ринку комп'ютерами домашні кінотетри почали витіснятися і сьогодні вже майже забуті. Не заслужено забуті...

Що ж було хорошого в домашньому кінотеатрі, крім можливості відтворювати диски ДВД? Адже найпростіший ДВД-плеєр може те саме. Який сенс платити за якісь п'ять колонок, подекуди не вигадливих і додатковий ящик, іменований незрозумілим словом сабвуфер?
Що ж... Почнемо як завжди - із задні... Пардон - з кінцевого боку, а саме з акустичних систем.
Насамперед необхідно пояснити що це таке САБВУФЕР. Не будемо винаходити слів'яний велосипед і звернемося до Вікіпедії, яка говорить:
Сабвуфер (англ. subwoofer) – акустична система, що відтворює звуки низьких частот (приблизно від 5 до 200 Гц).
Низькі звукові частоти погано локалізуються, тобто людині складніше визначити, звідки йде звук. Виходить, що в багатосмуговій аудіосистемі можна зробити одну велику низькочастотну колонку на всю систему, а в решті колонок тримати лише середньо-і високочастотні динаміки. Це робить акустичну систему компактнішою, зменшує вартість і дозволяє помістити громіздкий і вібруючий сабвуфер в місце, де він не заважатиме (наприклад, під стіл). Крім того, підбираючи потрібне місце для сабвуфера, можна спробувати погасити низькочастотні стоячі хвилі, що неминуче виникають у невеликому замкнутому приміщенні.
Сабвуфер зазвичай застосовується в системах, розрахованих на перегляд сучасних насичених спецефектами фільмів та прослуховування сучасної музики (особливо електронної) – у них важлива переконлива передача низьких частот.
Часта проблема сабвуферних систем - погана стикування амплітудно-частотних та фазо-частотних характеристик сателітів та сабвуферу. На стику АЧХ може бути як провал, і завищення рівня через невідповідності частотного діапазону чи інтерференції хвиль з різним фазовим зрушенням. Тому на деяких сабвуферах існує можливість підстроювання його верхньої граничної частоти та фази.
Тут необхідно невелике пояснення - сателітами називають акустичні системи (колонки), що використовуються для відтворення середніх і високих частот.
Зовні комплект акустичних систем 5.1 може виглядати по-різному. Це може бути п'ять повністю однакових сателітів та один сабвуфер:

А може і відрізнятися зовнішнім виглядом всіх трьох груп сателітів - передні будуть більш габаритними, оскільки основний упор звукової картини робиться все-таки на них, задні більш компактні, а центральна ас буде чимось проміжним між передніми і задніми.

У будь-якому випадку буде досить великий ящик з єдиним динаміком, який і називається сабвуфером.
Що ж дає таку велику кількість колонок? Насамперед слід зауважити, що не таке воно вже й велике. Вже є аудіокарти, що підтримують систему 7.1, тобто. що складається з восьми підсилювачів та акустичних систем. Але оскільки йдеться про системи 5.1, то саме ця система дозволяє отримати ефект стовідсоткової присутності, оскільки звук йде з усіх чотирьох сторін, а центральна акустична система дозволяє акцентувати, що все-таки ця звукова картина має перед.
В інтернеті іноді виникають суперечки, мовляв навіщо стільки колонок, мовляв, у людини всього два вуха і отже двох колонок буде хвилі достатньо. Більше неосвіченої заяви знайти досить важко. Є, і досить давно, наука, що називається психоакустикою, яка цілком докладно, практично на пальцях пояснює чому людина за наявності всього двох вух безпомилково визначає напрямок джерела звуку, незалежно від того, чи знаходиться джерело ззаду чи спереду.
Саме відштовхуючись від здібностей людини визначати напрямок звуку та були створені перші системи об'ємного звучання, які називаються КВАДРО. Далі формат переос в систему 5.1, причому на сьогодні він має два різновиди.
Перший варіант наголошує на використанні його в звуковому супроводі до фільмів і як правило позначається логотипом розробника формату "Dolby Digital"
Dolby Digital EX
EX – це приставка, що використовується для позначення систем звуку Dolby Digital c 5.1 каналами: двох фронтальних, центрального, низькочастотного, тилового об'ємного звучання та двох бічних об'ємного звучання.
Dolby Digital Surround-EX
Dolby Digital Surround-EX додає звуковий запис третій канал об'ємного звуку. Ідея належить звукорежисерам студії Skywalker Sound. Технологія розроблена спільно з Dolby Laboratories та Lucasfilm THX.
Dolby Digital Live
Dolby Digital Live (DDL) - технологія кодування багатоканального (5.1) аудіосигналу у форматі AC3 у реальному часі, запропонована компанією Dolby Technologies. Призначена для передачі багатоканального звуку з ігор та інших програм на ресивер за інтерфейсом S/PDIF (оптичний або коаксіальний).
Її використання дозволяє позбутися обмежень, через які за цифровими інтерфейсами могли передаватися тільки вже готові (тобто багатоканальні доріжки, що зберігаються закодованими у формат AC3 або DTS), а в іграх можливості цифрового виходу обмежувалися звичайним стереозвуком. (Для повноцінного 5.1 в іграх у таких випадках потрібне трипровідне аналогове підключення, якщо воно, звичайно, можливе.)
Принциповим і непереборним недоліком технології DDL є певна втрата якості звуку від стиснення його в AC3 формат (порівняно з переходом від CD-Audio до mp3 з високим бітрейтом) що, однак, абсолютно некритично для основного передбачуваного її застосування.
В даний час ця технологія зустрічається переважно в материнських платах, оснащених кодеками Realtek ALC882D, ALC888DD і ALC888H, а також деякими кодеками C-Media. Такі плати можна знайти за фразами AC3 Encode або власне Dolby Digital Live в описах товару.
Також ця технологія починає впроваджуватися в ноутбуки, де в умовах дефіциту місця для «зайвих» аналогових роз'ємів обіцяє найбільші переваги - один роз'єм дозволить отримати повноцінний звук 5.1 у всіх додатках за умови підключення ноутбука до ресивера або набору активних колонок з вбудованим декодером.
З окремих звукових карт із підтримкою цієї технології варто відзначити Terratec Aureon 7.1, а в популярних звукових картах сімейства Creative X-Fi підтримка DDL відсутня, але (за неофіційною інформацією) у майбутньому не виключено її запровадження заднім числом при виході нової версії драйверів.
На 2010 рік із сімейства Creative X-Fi можна виділити наступні моделі з підтримкою цієї технології: CREATIVE X-Fi Titanium 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Pro 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Champion 7.1
Dolby Digital Plus
Дітище компаній MIPS Technologies та Dolby Laboratories.
особливості:
Багатоканальний звук із незалежними каналами
Підтримується до 7.1 каналів та можливість наявності кількох аудіо програм в одному потоці
Виведення потоку Dolby Digital для сумісності зі старими пристроями
Максимальна швидкість потоку до 6 Mbps
Бітрейт від 3 Mbps на HD DVD та до 1.7 Mbps на Blu-ray Disc
Підтримується HDMI
В одному потоці може бути матеріал різними мовами
Нові можливості при кодуванні для аудіо професіоналів
Збереження високої якості на більш ефективних для радіомовлення швидкостях передачі (200 Kbps для 5.1 каналів)
Dolby Digital Plus підтримує понад 8 аудіо каналів. Стандарти HD DVD та Blu-ray Disc зараз обмежують це число до 8.
Dolby TrueHD
Dolby TrueHD є форматом звуку стисненого без втрат за алгоритмом Meridian Lossless Packing (MLP). Характеристики звуку, стиснутого за стандартом:
до 14 каналів із потоку, хоча найчастіше сьогодні використовуються у фільмах на Blu-ray дисках: 6 (5.1) каналів та максимум 8 (7.1), а підтримується відтворення з боку AV-ресиверів – 8 каналів (7.1);
розрядність до 24 біт та частота дискретизації 192 кГц (що і для носія Blu-ray - 18 Мбіт/с), хоча для фільмів на Blu-ray поширено до 8 каналів з 24 біт та 96 кГц при стисканні до потоку при стисненні 63 Мбіт/с або - 6 каналів з 24 біт і 192 кГц при стиснутого потоку до 18 Мбіт/с.

Другий варіант – Waveform Audio File Format (WAVE, WAV, від англ. waveform – «у формі хвилі») – формат файлу-контейнера для зберігання запису оцифрованого аудіопотоку, підвид RIFF. Цей контейнер зазвичай використовується для зберігання стисненого звуку в імпульсно-кодової модуляції. Однак контейнер не накладає жодних обмежень на алгоритм кодування, що використовується. Даний варіант дозволяє в одному файлі зберігати відразу кілька залежних звукових потоків з відсутністю проникнення одного потоку в інший. Цей формат широко використовується у комп'ютерній техніці.

Яку систему краще придбати?Тут уже все залежить від суми, яку Ви бажаєте витратити на цю витівку і передбачуваних умов експлуатації. Наприклад, Ви живете в панельному будинку з відмінною чутністю. Занадто велика гучність вашої акустики неминуче викличе скарги сусідів. В цьому випадку сенсу гнатися за потужними апаратами немає - цілком підійде і наведена на верхній фотографії система.
Якщо ж є можливість слухати мцзику голосніше, то тут вже потрібно виходити з цінової категорії акустичних систем.
Насамперед потрібно звернути увагу на корпус колонок. Якщо він пластмасовий, то хорошого звуку від них очікувати дуже наївно. Справа в тому, що динамічна головка конструктивно зроблена так, що і передня сторона дифузора і задня віддають в атмосферу абсолютно однаковий звуковий тиск. І чим голосніше грає діанмік, створюючи звукову хвилю, спрямовану на слухача, тим складніше втримати цю хвилю, але протилежну по фазі всередині корпусу акустичної системи. Якщо корпус пластмасовий і досить тонкий, він вже сам почне видавати звук, не справляючись зі звуковим тиском всередині колонки. Особливо це буде помітно на частотах близьких до резонансу пластмаси, з якої зроблена колонка.
Виявити цю проблему не складно – достатньо постукати кісточками пальців з боковини корпусу акустичної системи. Звук вийде дзвінкий та досить гучний. Акустичні системи, що дають тихий глухий звук при ударі по корпусу, вважаються хорошими і чим тихіше і глуше звук удару по колонці, тим у її корпусу краще звукопоглинання і її корпус не даватиме додаткових призвуків у звуковий сигнал.
Конструктивно акустичні системи 5.1 можуть бути активними, або пасивними. У першому випадку це означає, що корпус однієї з акустичних систем (зазвичай сабвуфера, оскільки він найбільший) захований підсилювач потужності. Відрізнити подібний сабвуфер від пасивного не важко - у нього на корпусі є ручки керування, часто індикація, а ззаду ціла група різних роз'ємів і затискачів:

Однак комплектом активної акустичної системи може називатися комплект пасивних колонок, доповнений окремим блоком, в якому власне і знаходиться підсилювач потужності:

Пасивні акустичні системи 5.1 призначені для роботи з сучасними ресиверами, що мають таку саму кількість виходів. Зазвичай такі системи значно потужніші і якісніші, ніж активні, оскільки мають на увазі вже середню і високу цінову категорію:

Оптимальне розташування акустичних систем наведено на малюнку нижче:

Сабвуфер на малюнку не показаний, оскільки його місцезнаходження не є принциповим. Головне – щоб він був.
Практично всі активні акустичні системи містять підсилювачі, виконані на мікросхемах і цілком підходять не досвідченому, середньо статистичному слухачеві. Однак і тут є різниця в звучанні, та й як сама конструкція як така. Наприклад, перші моделі активної акустики фірми "microlab" відрізнялися і якістю звучання і своєю витривалістю. Як тільки Російський ринок цією торговою маркою був освоєний почалися проблеми з якістю - мережні трансформатори, що постійно згоряють, помітне зниження якості звуку, відсутність звуко поглинаючих матеріалів всередині корпусів акустичних систем і т.д. і т.п. Звичайно ж менеджери стверджували, що у них стабільні ціни на тлі аналогів конкурентів, що дорожчають, але ось за рахунок чого вироблялася економія?
Більш менш стабільними за якістю своєї продукції поки що залишаються SVEN, що випускає як активну акустику, так і пасивну. Намагаються тримати марку та "Genius". Також слід звернути увагу на нові торгові марки - поки що йде освоєння ринку продукція зазвичай належної якості і саме тієї цінової категорії, яка позначена.

Так само не варто забувати про економ клас, але це стосується тільки тих, у кого руки ростуть із потрібного місця, оскільки йдеться про саморобні акустичні системи та підсилювачі.
Акустичні системи, що були у використанні, можна купити практично за копійки. Для невеликих приміщень цілком підійдуть S-30:

Для тих, хто любить трохи голосніше, є S-50.

Ну і звичайно ж не варто забувати про легенду Радянського звукобудування S-90:

Був ще один варіант популярної акустичної системи – S-70. Унікальність даної АС полягає в тому, що всередині кожної колонки стояв підсилювач потужності, причому досить хороший для свого часу.

Основний недолік цієї системи полягає в тому, що сьогодні практично неможливо знайти дані колонки з справним підсилювачем. Однак, пару абзаців тому було згадано, що цей текст для тих, у кого руки ростуть з потрібного місця, тому ні що не заважає демонтувати стару начинку даної колонки і використовуючи лише джерело живлення монтувати в АС новий підсилювач.
Так само не варто забувати про вироби Українського радіобудування КЛІВЕР, серед яких теж були цілком гідні екземпляри:

Звичайно ж використання цих комплектів вимагає не тільки місця для розміщення, але й грошей. Однак як би не здавалося це задоволення дорогим далеко не кожен має уявлення про істинно дорогі акустичні системи. Наприклад система B&W Nautilus коштують 2 600 000 рублів за дві штуки:

Але і це далеко не межа, оскільки Британська компанія Hart Audio довела, що немає межі досконалості, випустивши акустичну систему Hart Audio D&W Aural Pleasure для меломанів, яка дійсно викликає «вау» ефект. Вартість цього ЧУДУ становить 4700000 доларів США:

Як підсилювач найбільш вигідно використовувати ресивери, оскільки досить багато моделей сучасних ресиверів підтримують звук 5.1. Однак далеко не всі оснащені підсилювачем для сабвуфера та мають лише лінійний вихід під НЧ канал. Модельний ряд ресиверів озвучувати сенсу не має - більшість ресиверів середньої цінової категорії виготовлені в Китаї і як підсилювач потужності використовуються мікросхеми STK, на яких можна отримати цілком хороший звук (не аудіофільський, звичайно ж, але набагато кращий, ніж на КТ805).
Необхідно сказати кілька слів про джерела. Оскільки початок розмови був про комп'ютери, то закінчити його цілком логічно розмовою про аудіокарти. Практично всі материнські плати обладнані інтегрованими аудіокартами і переважна більшість користувачів цілком логічно запитує: "А на фіга щось інше?"
Можна звичайно розвести на цю тему велику полеміку, але найбільш наочним буде перефразувати питання: "Досить багато материнських плат обладнані інтегрованими відеокартами, проте навіщо в них встановлюють відеокарти чи не як сама материнська плата?"
Правильно. Інтегрована карта не здатна обробити інформацію з тією швидкістю, з якою робить це відюха, що встановлюється в слот. Відсутність потужної відеокарти обмежує можливості комп'ютера, найбільш помітне в інсталяції ігор. Те саме стосується і аудикарти. Найпопулярніша АС-97 розроблялася для того, щоб видавати звуки, але не музику. На жаль кривизна звуку не така наочна і не так ріже вухо, як кривизна зображення, проте прослухавши одну і ту ж композицію на різних типах аудіотракту можна скласти враження.
Для наочності наведу кілька коментарів, залишених в інтернет магазинах:

Creative "SoundBlaster 5.1 VX" PCI OEM, вартістю 1600-1700 руб
Звук при відтворенні музики, фільмів, чудовий. Використовую з ресивером yamaha та системою 5.1 через оптичний кабель. Усі функції обробки звуку працюють
Звук чудовий! Використовується в комплекті: передні колонки Microlab solo 6, задні SVEN... У кімнаті 4х6м можна влаштовувати дискотеку.

ASUS "Xonar DS" 7.1 PCI Retail, вартістю 1700-1850 руб
Відношення сигнал шум 107 Дб. У навушниках взагалі жодних сторонніх шумів при повній гучності.
Чистий звук у порівнянні з інтегрованими звуковими картами
Єдино що в ній порадувало це якість звуку, який відразу став відрізнятися навіть на не дорогій акустиці microlab solo.
Приголомшливий звук (причому з рідними драйверами та рідним операційником)! Зручні налаштування.
Перші відчуття після вбудованого звуку. Високі частоти краще стали прослуховуватися, вокал значно вище звучить. У піснях стали чути деякі дрібниці, які до цього були невловимі на слух.

ASUS Xonar DX 7.1 PCI-Ex1, вартістю 2600-2700 руб.
Звук просто приголомшливий (слухаю в Sennheiser HD380Pro). X-FI нервово курить осторонь (про інтегровані взагалі мовчу).
Звук просто чудовий. Трохи повозився з налаштуванням звуку, щоб розкрилася картка на всі 100%. Тепер дуже задоволений, як звучить вся аудіо система. Використовую Solo 7c + пасивний саб SVEN на 70 Вт.
Чудовий звук як через колонки, так і через навушники!
Гарний цупкий звук. Глибокі баси, рівна докладна середина, високі в міру повітряні. Наявність ASIO. Не зручне ПЗ доводиться перемикати все вручну, але це компенсується якістю звуку!
Звук став набагато глибшим, чіткішим, об'ємнішим. Тепер навіть не знаю, як раніше жив на вбудованому звуку.
Навіть не дуже якісні колонки з цією звуківкою видають просто офігенський, неймовірний звук.
Як власник цієї аудіокарти повністю підтримую все сказане вище. Вочевидь були й негативні відгуки, але майже всі їх пов'язані з установкою драйверів. Я сам попався на вудку, коли після ввімкнення карта попросила драйвера і я їх дав з диска. Після встановлення звук не з'явився, не з'явився після перезавантаження. Виявляється я не дочитав, поклавшись на свою геніальність, що потрібно встановлювати ВЕСЬ пакет утиліт. Тільки після цього карта запрацювала і міняти її на щось я не збираюся протягом найближчих кількох років.

Більш дорогі аудикарти чіпати не будемо- це вже, так би мовити, домашнє завдання, якщо комусь цікаво. Загальне ж враження можна сформулювати дуже короткою пропозицією - після випробування аудикарт ні хто не повертатиметься до інтегрованих.
Залишилося трохи обговорити приміщення, де експлуатуватиметься аудіосистема. Звичайно ж робити капітальний ремонт у кімнаті, де встановлений аудіокмплекс ніхто не закликає. Однак дати кілька рекомендацій все ж таки треба.
Найбільш паршивим місцем для аудіосистем є серванти. Розставлені на скляних полицях чарки, фужери, вази, статуетки вже при потужностях більше п'яти ватів у сумі з усіх каналів починають потихеньку брязкотіти, побрякувати і підділювати. Тому слід докласти максимум зусиль, щоб позбавитися складу склотари в приміщенні, де прослуховуватиметься музика.
Також негативно позначаються на звуку голі стіни. Багаторазово перевідбиваючись виникає ймовірність виникнення стоячої хвилі, яка може зіпсувати звук навіть найкращої акустичної системи. Тому рекомендується не гидувати окрасою стіни у вигляді килимів. Килим має неоднорідну структуру і досить добре поглинає звук.
Ще однією неприємністю може бути сильноточні споживачі. Як правило, у китайських з'єднувальних кабелів досить погане екранування, тому кабель від аудіокарти до підсилювача (активної акустичної системи) повинен бути мінімальної довжини і поблизу не повинно бути розеток, в які включаються масляні обігрівачі, чайники та інші споживачі потужність яких перевищує 1000 Вт.
Стаття підготовлена ​​до сайту

Звукові пристрої стають невід'ємною частиною кожного комп'ютера. У процесі конкурентної боротьби було вироблено універсальний, широко підтримуваний стандарт звукового програмного та апаратного забезпечення. Звукові пристрої перетворилися з дорогих екзотичних доповнень на звичну частину системи практично будь-якої конфігурації.

У сучасних комп'ютерах апаратна підтримка звуку реалізується в одній із таких форм:

• аудіоадаптер, що міститься в роз'єм шини PCI або ISA;
• мікросхема на системній платі, що випускається компаніями Crystal, Analog Devices, Sigmatel, ESS та ін;
• звукові пристрої, інтегровані в базовий набір мікросхем системної плати, до яких належать найсучасніші набори мікросхем компаній Intel, SiS та VIA Technologies, створені для недорогих комп'ютерів.

Крім основного аудіопристрою, існує ще безліч додаткових аудіопристроїв: акустичні системи, мікрофон та ін У цьому розділі розглядаються функціональність та особливості роботи всіх компонентів аудіосистеми комп'ютера.

Перші звукові плати з'явилися наприкінці 1980-х. на базі розробок компаній AdLib, Roland та Creative Labs та використовувалися тільки для ігор. У 1989 р. компанія Creative Labs випустила стереозвукову плату Game Blaster; пізніше з'явилася плата Sound Blaster Pro.

Для стабільного функціонування плати були потрібні певні програмні (MS DOS, Windows) та апаратні ресурси (IRQ, DMA та адреси порту введення-виведення).

У зв'язку з проблемами, що виникають у процесі застосування звукових плат, не сумісних із системою Sound Blaster Pro, у грудні 1995 р. з'явилася нова розробка компанії Microsoft - DirectX, яка є серією програмованих інтерфейсів програми (Application Program Interfaces - API) для безпосередньої взаємодії із пристроями апаратного забезпечення.

Сьогодні практично кожен комп'ютер оснащений звуковим адаптером того чи іншого типу та пристроєм CD-ROM або

CD-ROM-сумісним дисководом. Після прийняття стандартів МРС-1-МРС-3, які визначають класифікацію комп'ютерів, системи, обладнані звуковою платою та CD-ROM-сумісним накопичувачем, отримали назву мультимедійних комп'ютерів (Multimedia PC). Перший стандарт МРС-1 було представлено 1990 р.; стандарт МРС-3, який змінив його у червні 1995 р., визначив такі мінімальні вимоги до апаратного та програмного забезпечення:

• процесор – Pentium, 75 МГц;
• оперативна пам'ять – 8 Мб;
• жорсткий диск – 540 Мб;
• дисковод CD-ROM - чотиришвидкісний (4х);
• роздільна здатність VGA - 640 х 480;
• глибина кольору - 65536 кольорів (16-бітовий колір);
• мінімальна операційна система – Windows 3.1.

Будь-які комп'ютери, створені після 1996 р., містять

звуковий адаптер і CD-ROM-сумісний дисковод повністю задовольняють вимогам стандарту МРС-3.

В даний час критерії приналежності комп'ютера до класу мультимедійних дещо змінилися у зв'язку з технічними досягненнями у цій галузі:

• процесор - Pentium III, Celeron, Athlon, Duron або інший процесор класу Pentium, 600 МГц;
• оперативна пам'ять – 64 Мб;
• жорсткий диск – 3,2 Гб;
• гнучкий диск - 1,44 Мб (3,5" диск із високою щільністю розміщення даних);
• дисковод CD-ROM - 24-швидкісний (24х);
• звукова частота дискретизації – 16-розрядна;
• роздільна здатність VGA - 1024 х 768;
• глибина кольору – 16,8 млн кольорів (24-бітовий колір);
• пристрої вводу-виводу – паралельний, послідовний, MIDI, ігровий порт;
• мінімальна операційна система – Windows 98 або Windows Me.

Незважаючи на те, що звукові колонки або навушники технічно не є частиною МРС специфікації або наведеного вище переліку, вони необхідні для відтворення звуку. Крім того, для введення голосової інформації, яка використовується для запису звуку або мовного керування комп'ютером, потрібен мікрофон. Системи, оснащені звуковим адаптером, зазвичай містять недорогі пасивні або активні колонки (можуть бути замінені навушниками, що забезпечують необхідну якість і частотні характеристики звуку, що відтворюється).

Мультимедійний комп'ютер, оснащений колонками та мікрофоном, має ряд можливостей та забезпечує:

• додавання стереозвуку до розважальних (ігрових) програм;
• підвищення ефективності освітніх програм (для дітей);
• додавання звукових ефектів до демонстраційних та навчальних програм;
• створення музики за допомогою апаратних та програмних засобів MIDI;
• додавання до файлів звукових коментарів;
• реалізацію звукових мережевих конференцій;
• додавання звукових ефектів до подій операційної системи;
• звукове відтворення тексту;
• програвання аудіокомпакт-дисків;
• програвання файлів формату.mp3;
• програвання відеокліпів;
• відтворення DVD-фільмів;
• підтримку керування голосом.

Компоненти аудіосистеми.Під час вибору аудіосистеми необхідно враховувати параметри її компонентів.

Рознімання звукових плат.Більшість звукових плат мають однакові мініатюрні (1/8") роз'єми, за допомогою яких сигнали подаються з плати на акустичні системи, навушники та входи стереосистеми; до аналогічних роз'ємів підключається мікрофон, програвач компакт-дисків і магнітофон. На рис. роз'ємів, які як мінімум повинні бути встановлені на звуковій платі.

Мал. 5.4.

Перерахуємо найпоширеніші роз'єми:

• лінійний вихід плати. Сигнал із цього роз'єму подається на зовнішні пристрої - акустичні системи, навушники або на вхід стереопідсилювача, за допомогою якого підсилюють сигнал до необхідного рівня;
• лінійний вхід плати. Використовується для мікшування або запису звукового сигналу, що надходить від зовнішньої аудіосистеми на жорсткий диск;
• роз'єм для акустичної системи та навушників. Є не у всіх платах. Сигнали на акустичні системи подаються з того ж роз'єму (лінійного виходу), що на вхід стереопідсилювача;
• мікрофонний вхід або вхід монофонічного сигналу. Використовується для підключення мікрофона. Запис із мікрофона є монофонічним. Рівень вхідного сигналу підтримується постійним і оптимальним для перетворення. Для запису краще використовувати електродинамічний або конденсаторний мікрофон, розрахований на опір навантаження від 600 Ом до 10 кОм. У деяких дешевих звукових платах мікрофон підключається до лінійного входу;
• роз'єм для джойстика (MIDI-порт). Є 15-контактним D-подібним роз'ємом. Два контакти можна використовувати для керування пристроєм MIDI, наприклад клавішним синтезатором. В цьому випадку необхідно придбати Y-подібний кабель;
• роз'єм MIDI. Включається в порт джойстика, має два круглі 5-контактні роз'єми DIN, що використовуються для підключення пристроїв MIDI, а також роз'єм для джойстика;
• внутрішній контактний роз'єм - спеціальний роз'єм для підключення до внутрішнього накопичувача CD-ROM. Дозволяє відтворювати звук із компакт-дисків через акустичні системи, підключені до звукової плати. Цей роз'єм відрізняється від роз'єму для підключення контролера CD-ROM до звукової плати, оскільки дані про нього не передаються на шину комп'ютера.

Додаткові роз'єми.Більшість сучасних звукових адаптерів підтримує можливості відтворення DVD, обробки звуку тощо, а отже, має кілька додаткових роз'ємів, особливості яких наведені нижче:

• вхід та вихід MIDI. Такий роз'єм, не суміщений з ігровим портом, дозволяє одночасно використовувати як джойстик, так і зовнішні MIDI пристрої;
• вхід та вихід SPDIF (Sony/Philips Digital Interface - SP/DIF). Роз'єм використовується для передачі цифрових аудіосигналів між пристроями без їхнього перетворення до аналогового вигляду. Інтерфейс SPDIF іноді називають Dolby Digital;
• CD SPDIF. Роз'єм призначений для підключення накопичувача CD-ROM до звукової плати за допомогою інтерфейсу SPDIF;
• вхід TAD. Роз'єм для підключення модемів за допомогою автовідповідача (Telephone Answering Device) до звукової плати;
• Цифровий вихід DIN. Роз'єм призначений для підключення багатоканальних цифрових акустичних систем;
• вхід Аїх. Забезпечує підключення до звукової картки інших джерел сигналу, наприклад, ТВ-тюнера;
• вхід I2S. Дозволяє підключати до звукової карти цифровий вихід зовнішніх джерел, наприклад DVD.

Додаткові роз'єми зазвичай розміщуються безпосередньо на звуковій платі або приєднуються до зовнішнього блоку або дочірньої плати. Наприклад, Sound Blaster Live! Platinum 5.1 являє собою пристрій, що складається із двох частин. Сам звуковий адаптер підключається за допомогою роз'єму PCI, а додаткові з'єднувачі - до зовнішнього комутаційного блоку LiveDrive IR, який встановлюється у відсік дисковода, що не використовується.

Управління гучністю. Удеяких звукових платах передбачено ручне регулювання гучності; на більш складних платах керування гучністю здійснюється програмно за допомогою комбінацій клавіш, безпосередньо в процесі гри в системі Windows або в будь-якій програмі.

Синтезатори.В даний час всі плати є стереофонічними, що підтримують стандарт MIDI.

Стереофонічні звукові плати одночасно відтворюють (і записують) кілька сигналів від двох джерел. Чим більше сигналів передбачено в адаптері, тим природніший звук. Кожна розташована на платі мікросхема синтезатора, найчастіше компанії Yamaha дозволяє отримати 11 (мікросхема YM3812 або OPL2) сигналів або більше. Для імітації понад 20 сигналів (мікросхема YMF262 чи OPL3) встановлюється одна чи дві мікросхеми частотних синтезаторів.

У таблично-хвильових звукових платах замість синтезованих звуків, що генеруються мікросхемою частотної модуляції, використовуються цифрові записи реальних інструментів та звукових ефектів. Наприклад, при відтворенні таким аудіоадаптер звуку труби чується безпосередньо звук труби, а не його імітація. Перші звукові плати, що підтримують цю функцію, містили до 1 Мб звукових фрагментів, що зберігаються в мікросхемах адаптера. Але в результаті появи високошвидкісної шини PCI і збільшення обсягу оперативної пам'яті комп'ютерів у більшості звукових плат нині використовується так званий програмований таблично-хвильовий метод, що дозволяє завантажувати в оперативну пам'ять комп'ютера 2-8 Мб коротких звукових фрагментів різних музичних інструментів.

У сучасних комп'ютерних іграх MIDI-звук практично не використовується, але, незважаючи на це, зміни, зроблені в звуковій платі DirectX 8 роблять його прийнятним варіантом для ігрових фонограм.

Стиснення даних. Убільшості плат якість звучання відповідає якості компакт-дисків із частотою дискретизації

44,1 кГц, коли на кожну хвилину звучання під час запису навіть звичайного голосу витрачається близько 11 Мб дискового простору. Щоб зменшити розміри звукових файлів, у багатьох платах використовується стиск даних. Наприклад, у платі Sound Blaster ASP 16 стискування звуку здійснюється в реальному часі (безпосередньо при записі) зі ступенем стиснення 2:1, 3: 1 або 4:1.

Оскільки для зберігання звукового сигналу необхідний великий об'єм дискового простору, його стискається методом адаптивної диференціальної імпульсно-кодової модуляції (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - ADPCM), що дозволяє зменшити розмір файлу приблизно на 50 %. Щоправда, при цьому погіршується якість звуку.

Багатофункціональні сигнальні процесори.Багато звукових платах використовуються процесори цифрової обробки сигналів (Digital Signal Processor - DSP). Завдяки їм плати стали більш «інтелектуальними» та звільнили центральний процесор комп'ютера від виконання таких трудомістких завдань, як очищення сигналів від шуму та стиснення даних у режимі реального часу.

Процесори встановлюються у багатьох універсальних звукових платах. Наприклад, програмований процесор цифрової обробки сигналів EMU10K1 плати Sound Blaster Live! стискає дані, перетворює текст на мовлення та синтезує так зване тривимірне звучання, створюючи ефект відображення звуку та хорового супроводу. За наявності такого процесора звукова плата перетворюється на багатофункціональний пристрій. Наприклад, у комунікаційній платі WindSurfer компанії IBM цифровий процесор виконує функції модему, факсу та цифрового автовідповідача.

Драйвери звукових платЗ більшістю плат поставляються універсальні драйвери для DOS-і Windows-програм. У операційних системах Windows 9х і Windows NT вже є драйвери для популярних звукових плат; драйвери для інших плат можна придбати окремо.

Програми DOS зазвичай не мають широкого вибору драйверів, але комп'ютерні ігри підтримують адаптери Sound Blaster Pro.

Останнім часом вимоги до звукових пристроїв значно зросли, що зумовило своє чергу підвищення потужності апаратних засобів. Сучасне уніфіковане мультимедійне апаратне забезпечення не може повною мірою вважатися досконалою мультимедійною системою, що характеризується такими особливостями:

• реалістичний об'ємний звук у комп'ютерних іграх;
• високоякісний звук у DVD-фільмах;
• розпізнавання мови та голосове управління;
• створення та запис звукових файлів форматів MIDI, MP3, WAV та CD-Audio.

Додаткові вимоги до апаратного та програмного забезпечення, необхідні для досягнення перерахованих вище характеристик, представлені в табл. 5.3.

Таблиця 5.3.Додаткові можливості та властивості звукових адаптерів

Мінімальні вимоги до звукових плат.

Заміна колишнього аудіоадаптера Sound Blaster Pro стандарту ISA звуковою платою PCI дозволила значно покращити робочі характеристики системи, проте доцільно використати всі можливості звукових плат, яких зокрема відносяться:

• підтримка тривимірного звуку, реалізована у наборі мікросхем. Вираз «тривимірний звук» означає, що звуки, що відповідають на екрані, лунають далі або ближче, за спиною або десь осторонь. Інтерфейс Microsoft DirectX 8.0 включає підтримку тривимірного звуку, проте для цього краще використовувати аудіоадаптер із апаратно вбудованою підтримкою тривимірного звуку;
• використання інтерфейсу DirectX 8.0 поряд з іншими інтерфейсами API тривимірного звуку, до яких відносяться, наприклад, ЕАХ компанії Creative, 3D Positional Audio компанії Sensaura і технологія A3D компанії Aureal, що нині не існує;
• ЗО-звукове прискорення. Звукові плати з наборами мікросхем, що підтримують цю можливість мають досить низький коефіцієнт завантаження процесора, що призводить до загального збільшення швидкості ігор. Для отримання найкращих результатів слід скористатися наборами мікросхем, які підтримують прискорення найбільшої кількості 3D-потоків; в іншому випадку обробка тривимірного звуку центральним процесором буде утруднена, що в кінцевому рахунку позначиться на швидкості гри;
• ігрові порти, що підтримують ігрові контролери з силовим зворотним зв'язком.

Сьогодні існує безліч звукових плат середнього рівня, що підтримують щонайменше дві з перерахованих функцій. При цьому роздрібна ціна аудіоадаптерів не перевищує 50-100 дол. Нові набори мікросхем тривимірного звуку, що поставляються різними виробниками, дозволяють любителям комп'ютерних 3D-ігор модернізувати систему відповідно до своїх побажань.

Фільми у форматі DVD на екрані комп'ютера.Для перегляду фільмів у форматі DVD на комп'ютері потрібні такі компоненти:

• програмне забезпечення для відтворення цифрових дисків, яке підтримує вихід Dolby Digital 5.1. Одним із найбільш прийнятних варіантів є програма PowerDVD;
• аудіоадаптер, що підтримує вхідний сигнал Dolby Digital дисководу DVD та виводить дані на Dolby Digital 5.1-сумісні звукові апаратні пристрої. У разі відсутності відповідного апаратного забезпечення вхід Dolby 5.1 налаштовується для роботи з чотирма колонками; крім того, можна додати вхід S/PDIF ACS (Dolby Surround), призначений для чотириколоночних акустичних систем;
• Dolby Digital 5.1-сумісні приймач та колонки. Більшість високоякісних звукових плат, що підтримують систему Dolby Digital 5.1, з'єднані зі спеціальним аналого-вхідним приймачем, але низка інших, наприклад звукові плати серії Creative Labs Sound Blaster Live! Platinum підтримують і акустичні системи з цифровим входом, додаючи до плати додатковий роз'єм Digital DIN.

Розпізнавання мови.Технологія розпізнавання мови поки що недосконала, але вже сьогодні існують програми, що дозволяють віддавати комп'ютеру команди голосом, викликати потрібні програми, відкривати файли та необхідні діалогові вікна і навіть диктувати йому тексти, які раніше довелося б набирати.

Для типового користувача програми цього типу марні. Так, компанія Compaq деякий час постачала комп'ютери з мікрофоном та додатком для голосового управління, причому коштував додаток дуже дешево. Спостерігати за безліччю користувачів в офісі, які розмовляють з комп'ютерами, було, звичайно, цікаво, але продуктивність фактично не збільшилася, зате багато часу було витрачено марно, оскільки користувачі були змушені експериментувати з програмним забезпеченням, а крім того, в офісі стало дуже галасливо.

Однак для користувачів з обмеженими можливостями здоров'я програмне забезпечення цього типу може представляти певний інтерес, тому технологія розпізнавання мовлення безперервно розвивається.

Як було зазначено вище, існує ще один тип програмного забезпечення розпізнавання мови, що дозволяє перетворювати мову на текст. Це надзвичайно важке завдання, насамперед через відмінності в мовних моделях різних людей, тому майже все програмне забезпечення, в тому числі деякі програми для подання команд голосом, передбачають етап «навчання» технології розпізнавання голосу конкретного користувача. У процесі такого навчання користувач читає текст (або слова), що біжить на екрані комп'ютера. Оскільки текст запрограмований, комп'ютер швидко адаптується до манері мови.

В результаті проведених експериментів виявилось, що якість розпізнавання залежить від індивідуальних особливостей мови. Крім того, деякі користувачі можуть диктувати цілі сторінки тексту без дотиків до клавіатури, в той час як інші від цього втомлюються.

Існує безліч параметрів, які впливають якість розпізнавання промови. Перерахуємо основні з них:

• програми розпізнавання дискретного та злитого мовлення. Злите (або зв'язне) мовлення, що дозволяє вести більш природний «діалог» з комп'ютером, в даний час є стандартним, але, з іншого боку, є низка нерозв'язних поки що проблем у досягненні прийнятної точності розпізнавання;
• навчальні та ненавчені програми. «Навчання» програми для коректного розпізнавання мовлення дає хороші результати навіть у додатках, які дозволяють пропустити цей етап;
• великі активні та загальні словники. Програми з більшим активним словником значно швидше реагують на усне мовлення, а програми, що мають більший загальний словник, дозволяють зберегти унікальний запас слів;
• продуктивність апаратного забезпечення комп'ютера Збільшення швидкодії процесорів та обсягу оперативної пам'яті призводить до відчутного підвищення швидкості та точності програм розпізнавання мовлення, а також дозволяє розробникам вводити додаткові можливості у нові версії програм;
• високоякісна звукова плата та мікрофон: навушники із вбудованим мікрофоном призначені не для запису музики чи звукових ефектів, а саме для розпізнавання мовлення.

Звукові файли.Для зберігання аудіозаписів на персональному комп'ютері є файли двох основних типів. У файлах першого типу, які називаються звичайними звуковими файлами, використовуються формати .wav, .voc, .au та .aiff. Звуковий файл містить дані про форму хвилі, тобто є запис аналогових аудіосигналів у цифровій формі, придатної для зберігання на комп'ютері. Визначено три рівні якості запису звуків, що застосовуються в операційних системах Windows 9х та Windows Me, а також рівень якості запису звуку з характеристиками 48 кГц, 16-розрядний стерео та 188 Кб/с. Цей рівень призначений для підтримки відтворення звуку з таких джерел, як DVD та Dolby АС-3.

Для досягнення компромісу між високою якістю звуку та малим розміром файлу можна перетворити файли формату.wav на формат.mp3.

Стиснення аудіоданих.Існує дві основні області, в яких застосовується стискування звуку:

• використання звукових фрагментів на веб-сайтах;
• Зменшення обсягу високоякісних музичних файлів.

Спеціальні програми редагування звукових файлів, зокрема RealProducer компанії Real або Microsoft Windows Media Encoder 7, дозволяють зменшувати обсяг звукових фрагментів при мінімальній втраті якості.

Найпопулярніший формат звукових файлів – .mp3. Якість цих файлів наближається до якості звучання компакт-диска, а за розміром вони набагато менші за звичайні файли.wav. Так, звуковий файл тривалістю звучання 5 хв формату.wav з якістю компакт-диска має розмір близько 50 Мб, тоді як той самий звуковий файл формату.mp3 - близько 4 Мб.

Єдиним недоліком файлів формату.mp3 є відсутність захисту від несанкціонованого використання, тобто будь-хто може вільно завантажити такий файл з Інтернету (благо веб-вузлів, що пропонують ці «піратські» записи, існує безліч). Формат файлів, що описується, незважаючи на недоліки, отримав досить широке поширення і зумовив масове виробництво трЗ-плеєрів.

Файли MIDI.Звуковий файл формату MIDI відрізняється від формату. wav так само, як векторний малюнок від растру. Файли MIDI мають розширення .mid або .rmi і є повністю цифровими, що містять не запис звуку, а команди, що використовуються аудіообладнанням для створення. Подібно до того, як за командами відеоадаптери створюють зображення тривимірних об'єктів, звукові плати MIDI працюють із файлами MIDI, щоб синтезувати музику.

MIDI - потужна мова програмування, яка набула поширення в 1980-х роках. та розроблений спеціально для електронних музичних інструментів. Стандарт MIDI став новим словом у галузі електронної музики. За допомогою MIDI можна створювати, записувати, редагувати та відтворювати музичні файли на персональному комп'ютері або на MIDI-сумісному електронному музичному інструменті, підключеному до комп'ютера.

Файли MIDI, на відміну від інших типів звукових файлів, вимагають відносно невеликого об'єму дискового простору. Для запису 1 години стереомузики, що зберігається у форматі MIDI, потрібно менше 500 Кбайт. У багатьох іграх використовується запис звуків у форматі MIDI, а чи не записи дискретизированного аналогового сигналу.

Файл MIDI - це цифрове відображення музичної партитури, складене з декількох виділених каналів, кожен з яких представляє різний музичний документ або тип звуку. У кожному каналі визначено частоти та тривалість звучання нот: в результаті файл MIDI, наприклад, для струнного квартету, містить чотири канали, які представляють дві скрипки, альт та віолончель.

Усі три специфікації МРС, і навіть РС9х передбачають підтримку формату MIDI переважають у всіх звукових платах. Стандарт General MIDI для більшості звукових плат передбачає до 16 каналів у єдиному файлі MIDI, але це не обов'язково обмежує звук 16 інструментами. Один канал здатний репрезентувати звук групи інструментів; тому можна синтезувати повний оркестр.

Оскільки файл MIDI складається із цифрових команд, редагувати його набагато легше, ніж звуковий файл типу .wav. Відповідне програмне забезпечення дозволяє вибирати будь-який канал MIDI, записувати ноти, а також додавати ефекти. Певні пакети програм призначені для запису музики у файлі MIDI, використовуючи стандартну музичну систему позначень. У результаті композитор пише музику безпосередньо на комп'ютері, редагує її за потреби, а потім роздруковує ноти для виконавців. Це дуже зручно для професійних музикантів, котрі змушені витрачати багато часу на переписування нот.

Відтворення файлів MIDI.Запуск MIDI-файлу на персональному комп'ютері не означає відтворення запису. Комп'ютер фактично створює музику за записаними командами: система читає файл MIDI, синтезатор генерує звуки для кожного каналу відповідно до команд у файлі, щоб надати потрібний тон і тривалість звучання нот. Для отримання звуку певного музичного інструменту синтезатор використовує зумовлений зразок, тобто набір команд, за допомогою яких створюється звук, подібний до відтворюваного конкретним інструментом.

Синтезатор на звуковій платі подібний до електронного клавішного синтезатора, але з обмеженими можливостями. Відповідно до специфікації МРС звукова плата повинна мати частотний синтезатор, який може одночасно програти принаймні шість мелодійних нот та дві ударні.

Частотний синтез.Більшість звукових плат генерують звуки за допомогою частотного синтезатора; ця технологія була розроблена ще в 1976 р. Використовуючи одну синусоїдальну хвилю для зміни іншої, частотний синтезатор створює штучний звук, що нагадує звучання певного інструменту. У стандарті MIDI визначено набір запрограмованих звуків, які можна програти за допомогою більшості інструментів.

У деяких частотних синтезаторах використовуються чотири хвилі, і звуки, що відтворюються, мають цілком нормальне, хоча і дещо штучне звучання. Наприклад, синтезований звук труби, безсумнівно, подібний до її звучання, але ніхто і ніколи не визнає його звуком справжньої труби.

Таблично-хвильовий синтез.Особливість частотного синтезу полягає в тому, що звук, що відтворюється, навіть у кращому випадку не повністю збігається з реальним звучанням музичного інструменту. Недорога технологія більш природного звучання була розроблена корпорацією Ensoniq у 1984 р. Вона передбачає запис звучання будь-якого інструменту (включаючи фортепіано, скрипку, гітару, флейту, трубу та барабан) та збереження оцифрованого звуку у спеціальній таблиці. Ця таблиця записується або в мікросхеми ROM або диск, а звукова плата може витягувати з таблиці оцифрований звук потрібного інструменту.

За допомогою таблично-хвильового синтезатора можна вибрати інструмент, змусити звучати єдино потрібну ноту і при необхідності змінити її частоту (тобто відтворити задану ноту з відповідної октави). У деяких адаптерах для покращення відтворення звуку використовується кілька зразків звучання того самого інструмента. Найвища нота на фортепіано відрізняється від найнижчою висотою тону, тому для природнішого звучання потрібно вибрати зразок, найбільш близький (по висоті тону) до ноти, що синтезується.

Таким чином, від розміру таблиці значною мірою залежить якість та різноманітність звуків, які здатний відтворювати синтезатор. Кращі якісні таблично-хвильові адаптери зазвичай мають на платі пам'ять обсягом кілька мегабайт для зберігання зразків. У деяких із них передбачена можливість підключення додаткових плат для встановлення додаткової пам'яті та запису зразків звуків до таблиці.

Підключення інших пристроїв до гнізда MIDI.Інтерфейс MIDI звукової плати також застосовується для підключення електронних інструментів, генераторів звуків, барабанів та інших пристроїв MIDI до комп'ютера. У результаті, файли MIDI відтворює високоякісний музичний синтезатор, а не синтезатор звукової плати, крім того, можна створювати власні файли MIDI, програваючи ноти на спеціальній клавіатурі. Правильно підібране програмне забезпечення дозволить написати симфонію на комп'ютері типу PC за допомогою запису нот кожного інструменту окремо у власний канал, а потім дозволити одночасне звучання всіх каналів. Багато професійних музикантів і композиторів використовують пристрої MIDI для створення музики прямо на комп'ютерах, тобто обходячись без традиційних інструментів.

Існують також плати MIDI з високою якістю звучання, які працюють у двонаправленому режимі, тобто відтворюють заздалегідь записані звукові доріжки під час запису нової доріжки в той же файл MIDI. Ще кілька років тому це можна було зробити лише у студії на професійному устаткуванні, яке коштувало сотні тисяч доларів.

Пристрої MIDI підключаються до двох круглих 5-контактних роз'ємів DIN звукового адаптера, які використовуються для вхідних (MIDI-IN) та вихідних (MIDI-OUT) сигналів. Багато пристроїв також мають порт MIDI-THRU, який передає сигнали, що надходять на вхід пристрою безпосередньо на його вихід, але звукові плати, як правило, такого порту не мають. Цікаво, що відповідно до стандарту MIDI дані передаються лише через контакти 1 та 3 роз'ємів. Контакт 2 екранований, а контакти 4 та 5 не використовуються.

Основна функція інтерфейсу MIDI звукової плати полягає в конвертуванні (перетворенні) потоку байтів (тобто паралельно надходять 8 біт) даних, що передаються системною шиною комп'ютера, у послідовний потік даних у форматі MIDI. Пристрої MIDI оснащені послідовними асинхронними портами, що працюють на швидкості 31,25 Кбод. При обміні даними відповідно до стандарту MIDI використовуються вісім інформаційних розрядів з одним стартовим та одним стоповим бітами, причому на послідовну передачу 1 байта витрачається 320 мс.

Відповідно до стандарту MIDI сигнали передаються по спеціальній неекранованій кручений парі, яка може мати максимальну довжину до 15 м (хоча більшість кабелів, що продаються, мають довжину 3 або 6 м). За допомогою шлейфу також можна підключити кілька пристроїв MIDI, щоб об'єднати їх можливості. Повна довжина ланцюжка MIDI пристроїв не обмежена, але довжина кожного окремого кабелю не повинна перевищувати 15 м.

У системах типу legacy-free немає роз'єму ігрового порту (MIDI-порту) – всі пристрої підключаються до шини типу USB.

Програмне забезпечення для MIDI пристроїв.З операційними системами Windows 9х, Windows Me та Windows 2000 постачається програма "Універсальний програвач" (Media Player), яка відтворює файли MIDI. Для того, щоб використовувати всі можливості MIDI, рекомендується придбати спеціалізоване програмне забезпечення для виконання різних операцій редагування файлів MIDI (завдання темпу відтворення, вирізання, а також вставки різної попередньо записаної музики).

Ряд звукових плат поставляється разом із програмами, в яких передбачені можливості редагування файлів MIDI. Крім того, багато безкоштовних та умовно-безкоштовних інструментальних засобів (програми) вільно поширюються через Інтернет, але дійсно потужне програмне забезпечення, яке дозволяє створювати та редагувати файли MIDI, доводиться купувати окремо.

Запис.Практично на всіх звукових платах встановлюється вхідний роз'єм, підключивши мікрофон до якого можна записати свій голос. За допомогою програми «Звукозапис» (Sound Recorder) у системі Windows відтворюють, редагують та записують звуковий файл у спеціальному форматі .wav.

Нижче наведено основні способи використання файлів формату.wav:

• супровід тих чи інших подій у Windows. Для цього слід скористатися опцією "Звук" (Sounds) панелі керування Windows;
• додавання мовних коментарів за допомогою елементів керування Windows OLEта ActiveX до документів різного типу;
• введення супровідного тексту у презентації, що створюються за допомогою PowerPoint, Freelance Graphics, Corel Presentations або ін.

З метою зменшення обсягу та подальшого використання в Інтернеті файли.wav перетворять на файли формату.mp3 або.wma.

Аудіокомпакт-диски.За допомогою накопичувача CD-ROMможна прослуховувати аудіокомпакт-диски не лише через акустичні системи, а й через навушники, паралельно працюючи з іншими програмами. До ряду звукових плат додаються програми для відтворення компакт-дисків, а через Інтернет такі програми найчастіше завантажують безкоштовно. У цих програмах зазвичай є візуальний дисплей, що імітує передню панель програвача компакт-дисків для керування за допомогою клавіатури або миші.

Звуковий змішувач (мікшер).За наявності кількох джерел звуку та лише однієї акустичної системи необхідно скористатися звуковим змішувачем. Більшість звукових плат оснащені вбудованим змішувачем звуку (мікшером), що дозволяє змішувати звук від аудіо-, MIDI- та WAV-джерел, лінійного входу та CD-програвача, відтворюючи його на єдиному лінійному виході. Зазвичай інтерфейси програм для змішування звуку на екрані виглядають так само, як стандартна панель звукового змішувача. Це дозволяє легко керувати гучністю кожного джерела.

Звукові плати: основні поняття та терміни.Щоб зрозуміти, що таке звукові плати, спочатку необхідно розібратися в термінах. Звук - це коливання (хвилі), що розповсюджуються в повітрі або іншому середовищі від джерела коливань у всіх напрямках. Коли хвилі досягають вуха, розташовані у ньому чутливі елементи сприймають вібрацію і чується звук.

Кожен звук характеризується частотою та інтенсивністю (гучністю).

Частота -це кількість звукових коливань за секунду; вона вимірюється у герцах (Гц). Один цикл (період) – це один рух джерела коливання (туди і назад). Чим вища частота, тим вищий тон.

Людське вухо сприймає лише невеликий діапазон частот. Дуже мало хто чує звуки нижче 16 Гц і вище 20 кГц (1 кГц = 1000 Гц). Частота звуку найнижчої ноти роялю дорівнює 27 Гц, а найвищої - трохи більше 4 кГц. Найвища звукова частота, яку можуть передати радіомовні FM-станції, становить 15 кГц.

Гучністьзвуку визначається амплітудою коливань, що залежить насамперед потужності джерела звуку. Наприклад, струна фортепіано за слабкого удару по клавіші звучить тихо, оскільки діапазон її коливань невеликий. Якщо вдарити по сильнішій клавіші, то амплітуда коливань струни збільшиться. Гучність звуку вимірюється у децибелах (дБ). Шурхіт листя, наприклад, має гучність близько 20 дБ, звичайний вуличний шум - близько 70 дБ, а близький удар грому - 120 дБ.

Оцінка якості звукового адаптера.Для оцінки якості звукового адаптера використовуються три параметри:

• діапазон частот;
• коефіцієнт нелінійних спотворень;
• відношення сигнал/шум.

Частотна характеристика визначає той діапазон частот, в якому рівень амплітуд, що записуються і відтворюються, залишається постійним. Більшість звукових плат діапазон становить від 30 Гц до 20 кГц. Чим ширший цей діапазон, тим краща плата.

Коефіцієнт нелінійних спотворень характеризує нелінійність звукової плати, тобто відмінність реальної кривої частотної характеристики від ідеальної прямої, або, простіше кажучи, коефіцієнт характеризує чистоту відтворення звуку. Кожен нелінійний елемент є причиною спотворення. Чим менший цей коефіцієнт, тим вища якість звуку.

Високі значення відношення сигнал/шум (у децибелах) відповідають найкращій якості звуку.

Дискретизація.Якщо в комп'ютері встановлена ​​звукова плата, то можливий запис звуку в цифровій (називається також дискретної) формі, в цьому випадку комп'ютер використовується як записуючий пристрій. До складу звукової плати входить невелика мікросхема – аналого-цифровий перетворювач, або АЦП (Analog-to-Digital Converter – ADC), який при записі перетворює аналоговий сигнал на цифрову форму, зрозумілу комп'ютеру. Аналогічно під час відтворення цифроаналоговий перетворювач (Digital-to-Analog Converter - DAC) перетворює аудіозапис на звук, який здатні сприймати наші вуха.

Процес перетворення вихідного звукового сигналу на цифрову форму (рис. 5.5), в якій він і зберігається для подальшого відтворення, називається дискретизацією, або оцифровуванням. При цьому зберігаються миттєві значення звукового сигналу в певні моменти часу, звані вибір-

Мал. 5.5. Схема перетворення звукового сигналу на цифрову форму ками. Що частіше беруться вибірки, то точніше цифрова копія звуку відповідає оригіналу.

Першим стандартом МРС передбачався 8-розрядний звук. Розрядність звуку характеризує кількість біт, що використовуються цифрового подання кожної вибірки.

Вісім розрядів визначають 256 дискретних рівнів звукового сигналу, а якщо використовувати 16 біт, то їх кількість досягає 65536 (природно, якість звуку значно покращується). Для запису та відтворення мови достатньо 8-розрядного подання, а для музики потрібно 16 розрядів. Більшість старих плат підтримує лише 8-розрядне уявлення звуку, всі сучасні плати забезпечують 16 і більше розрядів.

Якість записуваного та відтворюваного звуку поряд з роздільною здатністю визначається частотою дискретизації (кількістю вибірок за секунду). Теоретично вона повинна бути в 2 рази вище максимальної частоти сигналу (тобто верхньої межі частот) плюс 10% запас. Поріг чутності людського вуха – 20 кГц. Запис з компакт-диска відповідає частота 44,1 кГц.

Звук, дискретизований на частоті 11 кГц (11 000 вибірок за секунду), виходить більш розмитим, ніж звук, дискретизований на частоті 22 кГц. Об'єм дискового простору, необхідний для запису 16-розрядного звуку з частотою дискретизації 44,1 кГц протягом 1 хв, становитиме 10,5 Мб. При 8-розрядному поданні, монофонічному звучанні та частоті дискретизації 11 кГц необхідний дисковий простір скорочується у 16 ​​разів. Ці дані можна перевірити за допомогою програми «Звукозапис»: запишіть звуковий фрагмент із різними частотами дискретизації та подивіться на обсяг отриманих файлів.

Тривимірний звук.Одним із найскладніших випробувань для звукових плат, що входять до складу ігрових систем, є виконання завдань, пов'язаних з обробкою тривимірного звуку. Існує кілька факторів, що ускладнюють вирішення таких задач:

• різні стандарти позиціонування звуку;
• апаратне та програмне забезпечення, що використовується для обробки тривимірного звуку;
• проблеми, пов'язані із підтримкою інтерфейсу DirectX.

Позиційний звук.Позиціонування звуку є загальною технологією для всіх зЬ-звукових плат і включає налаштування певних параметрів, таких, як реверберація або відображення звуку, вирівнювання (баланс) і вказівку на «розташування» джерела звуку. Всі ці компоненти створюють ілюзію звуків, що лунають попереду, праворуч, ліворуч від користувача або за його спиною. Найбільш важливим елементом позиційного звуку є функція перетворення HRTF (Head Related Transfer Function), що визначає зміну сприйняття звуку в залежності від форми вуха та кута повороту голови слухача. Параметри цієї функції описують умови, за яких «реалістичний» звук сприймається зовсім інакше, коли голова слухача повернута у той чи інший бік. Використання акустичних систем з декількома колонками, що «оточують» користувача з усіх боків, а також складні звукові алгоритми, що доповнюють звук реверберацією, що відтворюється, дозволяють зробити синтезований комп'ютером звук ще більш реалістичним.

Обробка тривимірного звуку.Важливим фактором якісного звучання є різні способи обробки тривимірного звуку в звукових платах, зокрема:

• централізована (для обробки тривимірного звуку використовується центральний процесор, що призводить до зниження загальної швидкодії системи);
• обробка звукової плати (3D-прискорення) за допомогою потужного цифрового оброблювача сигналів (DSP), що виконує обробку безпосередньо в звуковій платі.

Звукові плати, здійснюють централізовану обробку тривимірного звуку, можуть стати основною причиною зниження частоти зміни кадрів (числа анімаційних кадрів, що виводяться на екран за кожну секунду) при використанні функції тривимірного звуку. У звукових платах із вбудованим аудіопроцесором частота зміни кадрів при включенні або вимкненні тривимірного звуку майже не змінюється.

Як показує практика, середня частота зміни кадрів реалістичної комп'ютерної гри має бути не менше 30 кадрів/с (кадрів на секунду). За наявності швидкодіючого процесора, наприклад Pentium III 800 МГц, і будь-якої сучасної ЗЕ-звукової плати така частота досягається досить легко. При використанні повільнішого процесора, скажімо, Celeron 300А з робочою частотою 300 МГц, і плати з централізованою обробкою тривимірного звуку частота зміни кадрів стане набагато нижчою за 30 кадр./с. Щоб побачити, як впливає обробка тривимірного звуку на швидкість комп'ютерних ігор, передбачена функція відстеження частоти кадрів, вбудована більшість ігор. Частота зміни кадрів пов'язана безпосередньо з коефіцієнтом використання процесора; підвищення ресурсних вимог до процесора призведе до зменшення частоти зміни кадрів.

Технології тривимірного звуку та тривимірного відеозображення становлять найбільший інтерес насамперед для розробників комп'ютерних ігор, проте їх використання у комерційному середовищі також не за горами.

Підключення стереосистеми до звукової плати.Процес підключення стереосистеми до звукової плати полягає у їх приєднанні за допомогою кабелю. Якщо в звуковій платі є вихід для акустичної системи або навушників та лінійний стереовиход, то для підключення стереосистеми краще скористатися останнім. У цьому випадку виходить якісніший звук, оскільки на лінійний вихід сигнал надходить, минаючи ланцюга посилення, і тому практично не піддається спотворенням, а посилювати сигнал буде тільки стереосистема.

З'єднайте цей вихід із додатковим входом вашої стереосистеми. Якщо стереосистема не має допоміжних входів, скористайтеся іншими, наприклад, входом для програвача компакт-дисків. Стереопідсилювач і комп'ютер зовсім не обов'язково розташовувати поруч, тому довжина кабеля може скласти кілька метрів.

У ряді стереомагнітол та радіоприймачів на задній панелі передбачений роз'єм для підключення тюнера, магнітофона та програвача компакт-дисків. Використовуючи цей роз'єм, а також лінійні вхід та вихід звукової плати, можна прослуховувати звук, що надходить від комп'ютера, а також радіопередачі за допомогою акустичної стереосистеми.

Аудіосистема ПК- Комплекс пристроїв, що забезпечують відтворення, запис та обробку звуку за допомогою ПК. Включає в себе аудіодаптер (звукова плата), акустичну систему (динаміки з підсилювачем НЧ, навушники), мікрофон.

Аудіоадаптер – дочірня плата, що забезпечує перетворення цифрових даних на аналогові та назад для виведення/введення звуку за допомогою ПК.

Завжди має вихід передачі звукового сигналу на підсилювач і вхід для введення звукового сигналу із зовнішнього джерела в ПК для подальшої обробки. Дорогі аудіоадаптери мають кілька входів та виходів.

Аудіоадаптери відрізняються:

1) розрядністю введення/виведення цифрового звуку

2) способами синтезу звуку

3) наявність/відсутність мікросхем створення додаткових звукових ефектів (перетворення звуку, об'ємний 3D-звук і т.д.)

За допомогою аудіосистеми ПК можна відтворювати звичайні аудіо-CD, але для зберігання звукових даних у ПК розроблені спеціальні ефективніші формати. Найбільш популярними є – MP3 та WMA. Вони дозволяє на одному компакт-диску зберігати в 10-15 разів більший обсяг звукових даних, ніж звичайному аудіо-диску.

Досягти гарного звучання можна тільки при використанні високоякісної комп'ютерної аудіосистеми, але краще передавати звук через цифровий вихід на якісний побутовий підсилювач і колонки.

Стандарти аудіорішень: AC"97і HD AudioЯк інтегроване аудіорішення в системних платах Intel® для настільних ПК використовується або AC"97, або звукова підсистема Intel® High Definition Audio.

AC"97 AC"97 (скорочено від Audio Codec "97) – це стандарт для аудіокодеків, розроблений у лабораторіях Intel (Intel Architecture Labs) у 1997 р. Цей стандарт використовується в основному в системних платах, модемах, звукових картах та корпусах з аудіо рішенням передньої панелі . AC"97 підтримує частоту дискретизації 96 кГц при використанні 20-розрядного стерео роздільної здатності та 48кГц при використанні 20-розрядного стерео для багатоканального запису та відтворення. У 2004 р. AC"97 був замінений технологією Intel® High Definition Audio (HD).

HD AudioЗвукова підсистема Intel® High Definition Audio заснована на специфікації, випущеній корпорацією Intel у 2004 р., що забезпечує відтворення більшої кількості каналів з більш високою якістю звуку, ніж забезпечувалося при використанні інтегрованих аудіо кодеків, як AC97. Апаратні засоби, засновані на HD Audio , підтримують 192 кГц/32-розрядну якість звучання у двоканальному та 96 кГц/32-розрядну в багатоканальному режимах (до 8 каналів).

Microsoft* Windows Vista підтримує лише акустичні периферійні пристрої High Definition (як, наприклад, аудіо-рішення передньої панелі).

Відсутнє виведення звуку в колонках або навушникахВідсутність виведення звуку може бути з кількома проблемами. Проблему відсутності звукового виходу можна вирішити одним із таких способів.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти ПМР

ГОУ «Тираспольський Технікум Інформатики та Права»

Дипломна робота

Тема: Дослідження звукової системи ПК за допомогою діодної пластини

м. Тираспіль

Вступ

Розділ 1. Теоретична частина. Дослідження звукової системи ПК за допомогою діодної пластини

1.1 Аналітичний огляд на тему

1.2 Практична частина

1.2.1 Структурна схема приймально-передавального пристрою для бездротової передачі сигналу

1.2.2 Вибір елементної бази для побудови пристрою дослідження звукової системи ПК

1.2.3 Принцип роботи пристрою дослідження звукової системи ПК

1.2.4 Застосування пристрою

Глава 2. Охорона праці. Заходи безпеки при технічному обслуговуванні засобів обчислювальної техніки

2.1 Виробнича санітарія та гігієна праці

2.2 Вимоги до організації та обладнання робочого місця

2.3 Вимоги пожежної безпеки

Висновок

Список використаної літератури

Вступ

Традиційним способом передачі звуку від звукової карти ПК на підсилювач колонок здійснюється за допомогою кабелів. У дипломному проекті розглянуто бездротову передачу звуку лазерним променем на відстань до декількох метрів.

Ця робота є актуальною, оскільки звукова система значно розширює можливості ПК як технічного засобу інформатизації. Звукова система ПК конструктивно є звуковими картами, або встановлюються в слот материнської плати, або інтегровані на материнську плату або карту розширення іншої підсистеми ПК.

Метою даної дипломної є дослідження схемотехнічних рішень пристроїв для досліджень роботи звукової системи ПК, розробка структурної та принципової схеми, виготовлення макета.

Для реалізації поставленої мети необхідно вирішити такі задачи:

розглянути літературні дані по темі диплома, провести дослідження з даної тематики (розробити схеми, спроектувати пристрій, проаналізувати робочі характеристики пристрою), навести інженерні розрахунки даного пристрою.

Метою охорони праці є науковий аналіз умов праці, технологічних процесів, апаратури та обладнання з погляду можливості виникнення небезпечних факторів, виділення шкідливих виробничих речовин. На основі такого аналізу визначаються небезпечні ділянки виробництва, можливі аварійні ситуації та розробляються заходи щодо їх усунення чи обмеження наслідків.

Вивчення та вирішення проблем, пов'язаних із забезпеченням здорових та безпечних умов, у яких протікає праця людини – одне з найбільш важливих завдань у розробці нових технологій та систем виробництва.

Вивчення та виявлення можливих причин виробничих нещасних випадків, професійних захворювань, аварій, вибухів, пожеж та розробка заходів та вимог, спрямованих на усунення цих причин дозволяють створити безпечні та сприятливі умови для праці людини. Комфортні та безпечні умови праці – один з основних факторів, що впливають на продуктивність та безпеку праці, здоров'я людини.

Розділ 1. Теоретична частина. Дослідження звукової системи ПК за допомогою діодної пластини

1.1 Аналітичний огляд на тему

Звукова система ПК як звуковий карти виникла 1989 р., значно розширивши можливості ПК як технічного засобу інформатизації.

Звукова система ПК - комплекс програмно-апаратних засобів, що виконують такі функції:

запис звукових сигналів, що надходять від зовнішніх джерел, наприклад, мікрофона або магнітофона, шляхом перетворення вхідних аналогових звукових сигналів у цифрові та подальшого збереження на жорсткому диску;

відтворення записаних звукових даних за допомогою зовнішньої акустичної системи або головних телефонів (навушників);

відтворення звукових компакт-дисків;

мікшування (змішування) під час запису або відтворення сигналів від кількох джерел;

одночасний запис та відтворення звукових сигналів (режим Full Duplex);

обробка звукових сигналів: редагування, поєднання або поділ фрагментів сигналу, фільтрація, зміна його рівня;

обробка звукового сигналу відповідно до алгоритмів об'ємного (тривимірного - 3D-Sound) звучання;

генерування за допомогою синтезатора звучання музичних інструментів, а також людської мови та інших звуків;

керування роботою зовнішніх електронних музичних інструментів через спеціальний інтерфейс MIDI.

Звукова система ПК конструктивно являє собою звукові карти, що встановлюються в слот материнської плати, або інтегровані на материнську плату або карту розширення іншої підсистеми ПК, а також пристрої запису та відтворення аудіоінформації (акустичну систему). Окремі функціональні модулі звукової системи можуть виконуватися у вигляді дочірніх плат, які встановлюються у відповідні роз'єми звукової карти.

Класична звукова система, як показано на рис. 1, містить:

модуль запису та відтворення звуку;

модуль синтезатора;

модуль інтерфейсів;

модуль мікшера;

акустичну систему.

Мал. 1 - Структура звукової системи ПК

Перші чотири модулі, як правило, встановлюються на звуковій карті. Існують звукові карти без модуля синтезатора або модуля запису/відтворення цифрового звуку. Кожен із модулів може бути виконаний або у вигляді окремої мікросхеми, або входити до складу багатофункціональної мікросхеми. Таким чином, Chipset звукова система може містити як кілька, так і одну мікросхему.

Конструктивні виконання звукової системи ПК зазнають суттєвих змін; зустрічаються материнські плати із встановленим на них Chipset для обробки звуку.

Однак призначення та функції модулів сучасної звукової системи (незалежно від її конструктивного виконання) не змінюються. При розгляді функціональних модулів звукової карти прийнято скористатися термінами «звукова система ПК» або «звукова карта».

МОДУЛЬ ЗАПИСУ ТА ВІДТВОРЕННЯ

Модуль запису та відтворення звукової системи здійснює аналого-цифрове та цифроаналогове перетворення в режимі програмної передачі звукових даних або передачі їх по каналах DMA (Direct Memory Access - канал прямого доступу до пам'яті).

Звук, як відомо, є поздовжніми хвилями, що вільно поширюються в повітрі або іншому середовищі, тому звуковий сигнал безперервно змінюється в часі і в просторі.

Запис звуку - це збереження інформації про коливання звукового тиску під час запису. В даний час для запису та передачі інформації про звук використовуються аналогові та цифрові сигнали. Іншими словами, звуковий сигнал може бути представлений в аналоговій чи цифровій формі.

Якщо при записі звуку користуються мікрофоном, який перетворює безперервний у часі звуковий сигнал безперервний у часі електричний сигнал, отримують звуковий сигнал в аналоговій формі. Оскільки амплітуда звукової хвилі визначає гучність звуку, а її частота - висоту звукового тону, остільки для збереження достовірної інформації про звук напруга електричного сигналу має бути пропорційно до звукового тиску, а його частота повинна відповідати частоті коливань звукового тиску.

На вхід звукової карти ПК здебільшого звуковий сигнал подається в аналоговій формі. У зв'язку з тим, що ПК оперує лише цифровими сигналами, аналоговий сигнал має бути перетворений на цифровий. Разом з тим, акустична система, встановлена ​​на виході звукової карти ПК, сприймає тільки аналогові електричні сигнали, тому після обробки сигналу за допомогою ПК необхідно зворотне перетворення цифрового сигналу в аналоговий.

Аналого-цифрове перетворення є перетворення аналогового сигналу в цифровий і складається з наступних основних етапів: дискретизації, квантування і кодування. Схема аналого-цифрового перетворення звукового сигналу представлена ​​рис. 2.

Мал. 2 - Схема аналого-цифрового перетворення звукового сигналу

Попередньо аналоговий звуковий сигнал надходить на аналоговий фільтр, який обмежує смугу частот сигналу.

Дискретизація сигналу полягає у вибірці відліків аналогового сигналу із заданою періодичністю та визначається частотою дискретизації. Причому частота дискретизації повинна бути не меншою за подвійну частоту найвищої гармоніки (частотної складової) вихідного звукового сигналу. Оскільки людина здатна чути звуки в частотному діапазоні від 20 Гц до 20 кГц, максимальна частота дискретизації вихідного звукового сигналу повинна становити щонайменше 40 кГц, т. е. відліки потрібно проводити 40 000 разів на секунду. У зв'язку з цим у більшості сучасних звукових систем ПК максимальна частота дискретизації звукового сигналу становить 44,1 чи 48 кГц.

Мал. 3 - Дискретизація за часом та квантування за рівнем аналогового сигналу

Квантування по амплітуді є вимірювання миттєвих значень амплітуди дискретного за часом сигналу і перетворення його в дискретний за часом і амплітуди. На рис. 3 показаний процес квантування за рівнем аналогового сигналу, причому миттєві значення амплітуди кодуються 3-розрядними числами.

Кодування полягає в перетворенні на цифровий код квантованого сигналу. У цьому точність виміру при квантуванні залежить від кількості розрядів кодового слова. Якщо значення амплітуди записати за допомогою двійкових чисел і задати довжину кодового слова N розрядів, число можливих значень кодових слів дорівнює 2N. Стільки ж можливо і рівнів квантування амплітуди відліку. Наприклад, якщо значення амплітуди відліку представляється 16-розрядним кодовим словом, максимальна кількість градацій амплітуди (рівнем квантування) складе 216 = 65536. Для 8-розрядного подання відповідно отримаємо 28 = 256 градацій амплітуди.

Аналого-цифрове перетворення здійснюється спеціальним електронним пристроєм - аналого-цифровим перетворювачем (АЦП), у якому дискретні відліки сигналу перетворюються на послідовність чисел. Отриманий потік цифрових даних, тобто. сигнал, що включає як корисні, так і небажані високочастотні перешкоди, для фільтрації яких отримані цифрові дані пропускаються через цифровий фільтр.

Цифроаналогове перетворення у випадку відбувається у два етапи, як показано на рис. 4. На першому етапі потоку цифрових даних за допомогою цифроаналогового перетворювача (ЦАП) виділяють відліки сигналу, що йдуть з частотою дискретизації. На другому етапі дискретних відліків шляхом згладжування (інтерполяції) формується безперервний аналоговий сигнал за допомогою фільтра низької частоти, який пригнічує періодичні складові спектра дискретного сигналу.

Мал. 4 - Схема цифроаналогового перетворення

Для запису та зберігання звукового сигналу у цифровій формі потрібен великий об'єм дискового простору. Наприклад, звуковий стереофонічний сигнал тривалістю 60 с, оцифрований з частотою дискретизації 44,1 кГц при 16-розрядному квантуванні для зберігання вимагає на вінчестері близько 10 Мбайт.

Для зменшення обсягу цифрових даних, необхідних для подання звукового сигналу із заданою якістю, використовують компресію (стиснення), що полягає у зменшенні кількості відліків та рівнів квантування або числа біт, що припадають на один відлік.

Подібні методи кодування звукових даних з використанням спеціальних пристроїв, що кодують, дозволяють скоротити обсяг потоку інформації майже до 20% початкового. Вибір методу кодування під час запису аудіоінформації залежить від набору програм стиснення-кодеків (кодування-декодування), що поставляються разом із програмним забезпеченням звукової карти або входять до складу операційної системи.

Виконуючи функції аналого-цифрового та цифроаналогового перетворень сигналу, модуль запису та відтворення цифрового звуку містить АЦП, ЦАП та блок управління, які зазвичай інтегровані в одну мікросхему, також звану кодеком. Основними характеристиками цього модуля є: частота дискретизації; тип та розрядність АЦП та ЦАП; спосіб кодування аудіоданих; можливість роботи у режимі Full Duplex.

Частота дискретизації визначає максимальну частоту сигналу, що записується або відтворюється. Для запису та відтворення людської мови достатньо 6 - 8 кГц; музики з невисокою якістю – 20 – 25 кГц; для забезпечення високоякісного звучання (аудіокомпакт-диска) частота дискретизації повинна бути не менше ніж 44 кГц. Практично всі звукові карти підтримують запис і відтворення звукового стереофонічного сигналу з частотою дискретизації 44,1 або 48 кГц.

Розрядність АЦП і ЦАП визначає розрядність уявлення цифрового сигналу (8, 16 чи 18 біт). Переважна більшість звукових карток оснащено 16-розрядними АЦП і ЦАП. Такі звукові карти теоретично можна віднести до класу Hi-Fi, які мають забезпечувати якість студійної звучання. Деякі звукові карти оснащуються 20 і навіть 24-розрядними АЦП і ЦАП, що істотно підвищує якість запису/відтворення звуку.

Full Duplex (повний дуплекс) - режим передачі даних каналом, відповідно до якого звукова система може одночасно приймати (записувати) і передавати (відтворювати) аудіодані. Однак, не всі звукові карти підтримують цей режим у повному обсязі, оскільки не забезпечують високу якість звуку при інтенсивному обміні даними. Такі карти можна використовувати для голосових даних в Internet, наприклад, при проведенні телеконференцій, коли висока якість звуку не потрібна.

МОДУЛЬ СИНТЕЗАТОРУ

Електромузичний цифровий синтезатор звукової системи дозволяє генерувати практично будь-які звуки, у тому числі звучання реальних музичних інструментів. Принцип дії синтезатора ілюструє рис. 5.

Мал. 5 – Принцип дії сучасного синтезатора: а – фази звукового сигналу; б - схема синтезатора

Синтезування є процес відтворення структури музичного тону (ноти). Звуковий сигнал будь-якого музичного інструменту має кілька часових фаз. На рис. 5а показані фази звукового сигналу, що виникає при натисканні рояльної клавіші. Для кожного музичного інструменту вигляд сигналу буде своєрідним, але в ньому можна виділити три фази: атаку, підтримку та згасання. Сукупність цих фаз називається амплітудною огинаючою, форма якої залежить від типу музичного інструменту. Тривалість атаки для різних музичних інструментів змінюється від одиниць до кількох десятків або навіть сотень мілісекунд. У фазі, яка називається підтримкою, амплітуда сигналу майже не змінюється, а висота музичного тону формується під час підтримки. Остання фаза, загасання, відповідає ділянка досить швидкого зменшення амплітуди сигналу.

У сучасних синтезаторах звук створюється в такий спосіб. Цифровий пристрій, що використовує один із методів синтезу, генерує так званий сигнал збудження із заданою висотою звуку (ноту), який повинен мати спектральні характеристики, максимально близькі до характеристик музичного інструменту, що імітується у фазі підтримки, як показано на рис. 5 б. Далі сигнал збудження подається на фільтр, що імітує амплітудно-частотну характеристику реального музичного інструменту. На інший вхід фільтра подається сигнал амплітудної огинаючої того ж інструменту. Далі сукупність сигналів обробляється для одержання спеціальних звукових ефектів, наприклад, луна (реверберація), хорового виконання (хо-рус). Далі проводяться цифроаналогове перетворення та фільтрація сигналу за допомогою фільтра низьких частот (ФНЧ). Основні характеристики модуля синтезатора:

метод синтезу звуку;

обсяг пам'яті;

можливість апаратної обробки сигналу для створення звукових ефектів;

поліфонія - максимальна кількість одночасно відтворюваних елементів звуків.

Метод синтезу звуку, що використовується в звуковій системі ПК, визначає як якість звуку, а й склад системи. На практиці на звукових картах встановлюються синтезатори, що генерують звук із використанням наступних методів.

Метод синтезу на основі частотної модуляції (Frequency Modulation Synthesis – FM-синтез) передбачає використання для генерації голосу музичного інструменту як мінімум двох генераторів сигналів складної форми. Генератор несучої частоти формує сигнал основного тону, частотно-модульований сигналом додаткових гармонік, обертонів, що визначають тембр звучання конкретного інструменту. Генератор огинаючої керує амплітудою результуючого сигналу. FM-генератор забезпечує прийнятну якість звуку, відрізняється невисокою вартістю, але не реалізує звукових ефектів. У зв'язку з цим звукові карти, які використовують цей метод, не рекомендуються відповідно до стандарту PC99.

Синтез звуку на основі таблиці хвиль (Wave Table Synthesis - WT-синтез) виробляється шляхом використання попередньо оцифрованих зразків звучання реальних музичних інструментів та інших звуків, що зберігаються у спеціальній ROM, виконаній у вигляді мікросхеми пам'яті або інтегрованої в мікросхему WT-генератора. WT-синтезатор забезпечує генерацію звуку із високою якістю. Цей метод синтезу реалізовано у сучасних звукових картах.

Об'єм пам'яті на звукових картах із WT-синтезатором може збільшуватися за рахунок встановлення додаткових елементів пам'яті (ROM) для зберігання банків з інструментами.

Звукові ефекти формуються за допомогою спеціального ефект-процесора, який може бути самостійним елементом (мікросхемою), або інтегруватися до складу WT-синтезатора. Для переважної більшості карток з WT-син-тезом ефекти реверберації та хорусу стали стандартними.

Синтез звуку на основі фізичного моделювання передбачає використання математичних моделей звукоутворення реальних музичних інструментів для генерації в цифровому вигляді та подальшого перетворення в звуковий сигнал за допомогою ЦАП. Звукові карти, що використовують метод фізичного моделювання, поки не набули широкого поширення, оскільки для їх роботи потрібен потужний ПК.

МОДУЛЬ ІНТЕРФЕЙСІВ

Модуль інтерфейсів забезпечує обмін даними між звуковою системою та іншими зовнішніми та внутрішніми пристроями.

Інтерфейс ISA 1998 р. був витіснений у звукових картах інтерфейсом PCI.

Інтерфейс PCI забезпечує широку смугу пропускання (наприклад, версія 2.1 – понад 260 Мбіт/с), що дозволяє передавати потоки звукових даних паралельно. Використання шини PCI дозволяє підвищити якість звуку, забезпечивши відношення сигнал/шум понад 90 дБ. Крім того, шина PCI забезпечує можливість кооперативної обробки звукових даних, коли завдання обробки та передачі даних розподіляються між звуковою системою та CPU.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровий інтерфейс музичних інструментів) регламентується спеціальним стандартом, що містить специфікації на апаратний інтерфейс: типи каналів, кабелі, порти, за допомогою яких MIDI-пристрої підключаються один до одного, а також порядок обміну даними - протоколу обміну інформацією між MIDI-пристроями. Зокрема, за допомогою MIDI-команд можна керувати світлотехнічною апаратурою, відеообладнанням у процесі виступу музичного гурту на сцені. Пристрої з MIDI-інтерфейсом з'єднуються послідовно, утворюючи своєрідну MIDI-мережу, яка включає контролер - керуючий пристрій, як якого може бути використаний як ПК, так і музичний клавішний синтезатор, а також ведені пристрої (приймачі), що передають інформацію в контролер за його запит. Сумарна довжина MIDI-ланцюжка не обмежена, але максимальна довжина кабелю між двома MIDI-пристроями не повинна перевищувати 15 метрів.

Підключення ПК до MIDI-мережі здійснюється за допомогою спеціального MIDI-адаптера, який має три MIDI-порти: введення, виведення та наскрізної передачі даних, а також два роз'єми для підключення джойстиків.

До складу звукової карти входить інтерфейс підключення приводів CD-ROM.

МОДУЛЬ МІКШЕРА

Модуль мікшера звукової карти виконує:

комутацію (підключення/відключення) джерел та приймачів звукових сигналів, а також регулювання їх рівня;

мікшування (змішування) кількох звукових сигналів та регулювання рівня результуючого сигналу.

До основних характеристик модуля мікшера ставляться:

число сигналів, що мікшуються на каналі відтворення;

регулювання рівня сигналу в кожному каналі, що мікшується;

регулювання рівня сумарного сигналу;

вихідна потужність підсилювача;

наявність роз'ємів для підключення зовнішніх та внутрішніх
приймачів/джерел звукових сигналів.

Джерела та приймачі звукового сигналу з'єднуються з модулем мікшера через зовнішні або внутрішні роз'єми. Зовнішні роз'єми звукової системи зазвичай знаходяться на задній панелі корпусу системного блоку: Joystick/MIDI – для підключення джойстика або MIDI-адаптера; Mic In – для підключення мікрофона; Line In – лінійний вхід для підключення будь-яких джерел звукових сигналів; Line Out – лінійний вихід для підключення будь-яких приймачів звукових сигналів; Speaker – для підключення головних телефонів (навушників) або пасивної акустичної системи.

Програмне керування мікшером здійснюється або засобами Windows, або за допомогою програми-мікшера, що постачається в комплекті із програмним забезпеченням звукової карти.

Сумісність звукової системи з одним із стандартів звукових карт означає, що звукова система забезпечуватиме якісне відтворення звукових сигналів. Проблеми сумісності є особливо важливими для DOS-додатків. Кожне містить перелік звукових карт, працювати з якими DOS-додаток орієнтовано.

Стандарт Sound Blaster підтримує програми у вигляді ігор для DOS, в яких звуковий супровід запрограмований з орієнтацією на звукові карти сімейства Sound Blaster.

Стандарт Windows Sound System (WSS) фірми Microsoft включає звукову карту та пакет програм, орієнтований в основному на бізнес-додатки.

АКУСТИЧНА СИСТЕМА

Акустична система (АС) безпосередньо перетворює звуковий електричний сигнал в акустичні коливання і є останньою ланкою звуковідтворювального тракту.

До складу АС, як правило, входять кілька звукових стовпчиків, кожна з яких може мати один або кілька динаміків. Кількість колонок в АС залежить від числа компонентів, що становлять звуковий сигнал та утворюють окремі звукові канали.

Наприклад, стереофонічний сигнал містить два компоненти - сигнали лівого та правого стереоканалів, що вимагає не менше двох колонок у складі стереофонічної акустичної системи. Звуковий сигнал у форматі Dolby Digital містить інформацію для шести звукових каналів: два фронтальних стереоканали, центральний канал (канал діалогів), два тилові канали та канал наднизьких частот. Отже, для відтворення сигналу Dolby Digital акустична система має мати шість звукових колонок.

Як правило, принцип дії та внутрішній пристрій звукових колонок побутового призначення та використовуваних у технічних засобах інформатизації у складі акустичної системи PC практично не різняться.

В основному АС для ПК складається із двох звукових колонок, які забезпечують відтворення стереофонічного сигналу. Зазвичай, кожна колонка в АС для ПК має один динамік, однак у дорогих моделях використовуються два: для високих і низьких частот. При цьому сучасні моделі акустичних систем дозволяють відтворювати звук практично у всьому частотному діапазоні, що чується, завдяки застосуванню спеціальної конструкції корпусу колонок або гучномовців.

Для відтворення низьких і наднизьких частот з високою якістю в АС, крім двох колонок, використовується третій звуковий агрегат - сабвуфер (Subwoofer), що встановлюється під робочим столом. Така трикомпонентна АС для ПК складається з двох так званих сателітних колонок, що відтворюють середні та високі частоти (приблизно від 150 Гц до 20 кГц), та сабвуфера, що відтворює частоти нижче 150 Гц.

Відмінна риса АС для ПК - можливість наявності власного вбудованого підсилювача потужності. АС із вбудованим підсилювачем називається активною. Пасивна АС підсилювача немає.

Головна перевага активної АС полягає у можливості підключення до лінійного виходу звукової карти. Живлення активної АС здійснюється або від батарей (акумуляторів) або від електричної мережі через спеціальний адаптер, виконаний у вигляді окремого зовнішнього блоку або модуля живлення, що встановлюється в корпус однієї з колонок.

Вихідна потужність акустичних систем для ПК може змінюватися в широкому діапазоні та залежить від технічних характеристик підсилювача та динаміків. Якщо система призначена для озвучування комп'ютерних ігор, достатньо потужності 15-20 Вт на колонку для приміщення середніх розмірів. При необхідності забезпечення гарної чутності під час лекції або презентації у великій аудиторії можна використовувати одну АС, що має потужність до 30 Вт на канал. Зі збільшенням потужності АС збільшуються її габаритні розміри та підвищується вартість.

Сучасні моделі акустичних систем мають гніздо для головних телефонів, при підключенні яких відтворення звуку через стовпчики автоматично припиняється.

Основні характеристики АС:

смуга відтворюваних частот,

чутливість,

коефіцієнт гармонік,

потужність.

Смуга відтворюваних частот (FrequencyResponse) - це амплітудно-частотна залежність звукового тиску, або залежність звукового тиску (сили звуку) від частоти змінної напруги, що підводиться до котушки динаміка. Смуга частот, сприйманих вухом людини, перебуває у діапазоні від 20 до 20 000 Гц. Колонки, зазвичай, мають діапазон, обмежений області низьких частот 40 - 60 Гц. Вирішити проблему відтворення низьких частот дозволяє використання сабвуфера.

Чутливість звукової колонки (Sensitivity) характеризується звуковим тиском, який вона створює з відривом 1 м під час подачі її вхід електричного сигналу потужністю 1 Вт. Відповідно до вимог стандартів чутливість визначається як середній звуковий тиск у певній смузі частот.

Що значення цієї характеристики, то краще АС передає динамічний діапазон музичної програми. Різниця між "тихими" і "найгучнішими" звуками сучасних фонограм 90 - 95 дБ і більше. АС з високою чутливістю досить добре відтворюють як тихі, і гучні звуки.

Коефіцієнт гармонік (Total Harmonic Distortion – THD) оцінює нелінійні спотворення, пов'язані з появою у вихідному сигналі нових спектральних складових. Коефіцієнт гармонік нормується у кількох діапазонах частот. Наприклад, для високоякісних АС класу Hi-Fi цей коефіцієнт не повинен перевищувати: 1,5% у діапазоні частот 250 – 1000 Гц; 1,5 % у діапазоні частот 1000 – 2000 Гц та 1,0 % у діапазоні частот 2000 – 6300 Гц. Чим менше значення коефіцієнта гармонік, тим якісніше АС.

Електрична потужність (Power Handling), яку витримує АС є однією з основних характеристик. Однак немає прямого взаємозв'язку між потужністю та якістю відтворення звуку. Максимальний звуковий тиск залежить швидше від чутливості, а потужність АС в основному визначає її надійність.

Часто на упаковці АС для ПК вказують значення пікової потужності акустичної системи, яка завжди відображає реальну потужність системи, оскільки може перевищувати номінальну вдесятеро. Внаслідок суттєвої різниці фізичних процесів, що відбуваються при випробуваннях АС, значення електричних потужностей можуть відрізнятися у кілька разів. Для порівняння потужності різних АС необхідно знати, яку саме потужність вказує виробник продукції та якими методами випробувань вона визначена.

Серед виробників високоякісних та дорогих АС – фірми Creative, Yamaha, Sony, Aiwa. AC нижчого класу випускають фірми Genius, Altec, JAZZ Hipster.

Деякі моделі колонок компанії Microsoft підключаються не до звукової карти, а до USB-порту. В цьому випадку звук надходить на колонки в цифровому вигляді, а його декодування робить невеликий Chipset, встановлений у колонках.

МЕТОДИ СТИСКУВАННЯ ЗВУКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ

Найпростіший спосіб цифрового представлення сигналів називається імпульсно-кодовою модуляцією (ІКМ) або РСМ (Pulse-Code Modulation). Потік даних РСМ є послідовністю миттєвих значень або вибірок (samples) в двійковому коді. Якщо перетворювачі, що застосовуються, мають лінійну характеристику (миттєве значення напруги сигналу пропорційно коду), то дана модуляція називається лінійною (Linear PCM). У разі ІКМ кодер і декодер не виконують перетворення інформації, а лише займаються упаковкою/розпакуванням біт у байти та слова даних. Інтенсивність потоку (bit rate) визначається як добуток частоти дискретизації (sample rate) на розрядність і число каналів. Аудіо-CD дає потік 44100х16х2 = 1411200 біт / с (стерео).

Для реальних звукових сигналів кодування з лінійною ІКМ є неекономічним. Потік даних можна скоротити, якщо використовувати нескладний алгоритм стиснення, що застосовується в системі дельта-ІКМ (ДИКМ), вона DPCM (Differential Pulse-Code Modulation). Спрощено цей алгоритм виглядає так: у цифровому потоці передаються не самі миттєві відліки, а масштабована різниця реального відліку та його значення, сконструйованого кодеком за раніше згенерованим ним потоком даних. Різниця передається з меншою кількістю розрядів, ніж самі відліки. У АДИКМ (адаптивна | ДИКМ, чи ADPCM - Adaptive Differential Pulse-Code Modulation) масштаб різниці визначається за передісторією - якщо різниця монотонно зростає, масштаб збільшується, і навпаки.

Звичайно, відновлений сигнал при такому поданні більше відрізнятиметься від вихідного, ніж при звичайній ІКМ, але можна домогтися істотного скорочення потоку цифрових даних. ADPCM стала широко застосовуватися при цифровому зберіганні та передачі аудіоінформації (наприклад, голосових модемах). Алгоритм ADPCM з погляду процесора PC може бути реалізований як програмно, і апаратно засобами звукової карти (модему).

Більш складні алгоритми та високий ступінь стиснення застосовуються в аудіо-кодеках MPEG. В кодері MPEG-1 вхідним потоком є ​​16-бітові вибірки з частотою 48 кГц (професійна аудіотехніка), 44,1 кГц (побутова техніка) або 32 кГц (застосовується у телекомунікаціях).

Стандарт визначає три шари (layer) стиснення - Layer I, Layer 2 і Layer 3, що працюють один поверх іншого.

Початкова компресія складає основі психофізичних властивостей звукосприйняття. Тут обігрується властивість маскування звуків: якщо в сигналі є два тони з близькими частотами, що істотно розрізняються за рівнем, то потужніший сигнал замаскує слабкий (він не буде почутий). Пороги маскування залежить від віддаленості частот.

У MPEG весь діапазон звукових частот розбивається на 32 піддіапазони (sub-band), у кожному піддіапазоні визначаються найбільш потужні спектральні складові і для них обчислюються пороги частот маскування. Ефекти маскування від кількох потужних складових підсумовуються. Дія маскування поширюється як на сигнали, присутні одночасно з потужним, а й попередні його за 2-5 мс (premasking) і наступні протягом 100 мс (postmasking). Сигнали маскованих областей обробляються з меншою роздільною здатністю, оскільки для них знижуються вимоги щодо сигнал/шум. За рахунок цього "загрублення" і відбувається стиск. Компресію на психофізичній основі виконує шар Layer 1.

Наступний етап (Layer 2) підвищує точність подання та ефективніше упаковує інформацію. Тут у кодера в роботі знаходиться вікно тривалістю 23 мс (1152 вибірки).

На останньому етапі (Layer 3) застосовуються складні набори фільтрів та нелінійне квантування. Найбільший ступінь стиснення забезпечує шар Layer 3, для якого за високої достовірності декодування досягається коефіцієнт стиснення 11:1.

МЕТОДИ ОБРОБКИ ЗВУКОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ

При цифровому зберіганні легко реалізується багато ефектів, які раніше вимагали громіздких електромеханічних або електроакустичних пристроїв або складної аналогової електроніки.

Відомо, що у закритому приміщенні (наприклад, залі) від джерела до слухача доходить не тільки прямий звук, а й відбитий (багаторазово) від різних поверхонь (стін, колон тощо). Відбиті сигнали приходять щодо прямого з різними затримками та згасанням. Це називається реверберацією. Цим явищем при цифровій обробці сигналу можна керувати. При цифровому зберіганні легко реалізується багато ефектів, які раніше вимагали громіздких електромеханічних або електроакустичних пристроїв або складної аналогової електроніки.

Насамперед, це штучна реверберація та луна.

Відомо, що у закритому приміщенні (наприклад, залі) від джерела до слухача доходить не тільки прямий звук, а й відбитий (багаторазово) від різних поверхонь (стін, колон тощо). Відбиті сигнали приходять щодо прямого з різними затримками та згасанням. Це називається реверберацією. Цим явищем при цифровій обробці сигналу можна керувати.

На основі усунення вибірок можна робити і складніші ефекти. У цифровій формі подання легко імітується ефект Доплера - зміна частоти при швидкому наближенні джерела звуку до слухача або видалення джерела від слухача. З цим ефектом стикалися всі - однотонний свисток поїзда, що наближається, звучить вище, а віддаляється - нижче реального тону. У цифровому вигляді при відтворенні накопичення відставання вибірок призведе до зниження тону, а скорочення відставання - підвищення.

Окрім фокусів із затримками можливе використання цифрової фільтрації – від реалізації найпростіших темброблоків та еквалайзерів до «вирізування» голосу з пісні (ефект «караоке»). Все визначається програмним забезпеченням та обчислювальними ресурсами процесора.

НАПРЯМКИ ВДОСКОНАЛЕННЯ ЗВУКОВОЇ СИСТЕМИ

В даний час фірми Intel, Compaq та Microsoft запропонували нову архітектуру звукової системи ПК. Відповідно до цієї архітектури модулі обробки звукових сигналів виносяться за межі корпусу ПК, в якому на них діють електричні перешкоди, і розміщуються, наприклад, колонках акустичної системи. У цьому випадку звукові сигнали передаються в цифровій формі, що значно підвищує їхню перешкоду і якість відтворення звуку. Для передачі цифрових даних у цифровій формі передбачається використання високошвидкісних шин USB та IEEE 1394.

Ще одним напрямком удосконалення звукової системи є створення об'ємного (просторового) звуку, що називається тривимірним, або 3D-Sound (Three Dimentional Sound). Для отримання об'ємного звучання проводиться спеціальна обробка фази сигналу: фази вихідних сигналів лівого та правого каналів зсуваються щодо вихідного. При цьому використовується властивість мозку людини визначати положення джерела звуку шляхом аналізу співвідношення амплітуд та фаз звукового сигналу, що сприймається кожним вухом. Користувач звукової системи, обладнаної спеціальним модулем обробки 3D-звуку, відчуває ефект "переміщення" джерела звуку.

Новим напрямом застосування мультимедійних технологій є створення домашнього театру з урахуванням ПК (PC-Theater), тобто. варіанти мультимедійного ПК, призначеного одночасно декільком користувачам для спостереження за грою, перегляду освітньої програми або фільму у стандарті DVD. PC-Theater у своєму складі має спеціальну багатоканальну акустичну систему, що формує об'ємний звук (Surround Sound). Системи Surround Sound створюють у приміщенні різні звукові ефекти, причому користувач відчуває, що він знаходиться в центрі звукового поля, а джерела звуку навколо нього. Багатоканальні звукові системи Surround Sound використовуються в кінотеатрах і починають з'являтися у вигляді пристроїв побутового призначення.

У багатоканальних системах побутового призначення звук записується на двох доріжках лазерних відеодисків або відеокасет за технологією Dolby Surround, розробленою фірмою Dolby Laboratories. До найвідоміших розробок у цьому напрямку відносяться:

Dolby (Surround) Pro Logic - чотириканальна звукова система, що містить лівий та правий стереоканали, центральний канал для діалогів та тиловий канал для ефектів.

Dolby Surround Digital - звукова система, що складається з 5+1 каналів: лівого, правого, центрального, лівого та правого каналів тилових ефектів та каналу наднизьких частот. Запис сигналів для системи виконується у вигляді оптичної цифрової фонограми на кіноплівці.

В окремих моделях акустичних колонок крім стандартних регуляторів високих/низьких частот, гучності та балансу є кнопки для включення спеціальних ефектів, наприклад, 3D-звуку, Dolby Surround та ін.

1.2 Практична частина

1.2.1 Структурна схема приймально-передавального пристрою для бездротової передачі сигналу

Зі зростанням популярності бездротових технологій розширюється і сфера їх застосування. У дипломній роботі розглянуто рішення, побудоване на принципі передачі медіаданих бездротовими каналами та призначені для об'єднання ПК та компонентів побутової аудіотехніки в єдиний мультимедійний комплекс.

Іноді користувачі персональних комп'ютерів мають потребу підключити цей пристрій до стаціонарної аудіоапаратури, наприклад до музичного центру. Звичайно, найбільш простим варіантом у цьому випадку є підключення за допомогою кабелю. Однак у переважної більшості стаціонарних аудіокомпонентів роз'єми для підключення джерел сигналу розташовуються на задній панелі, дістатися якої зазвичай не так просто. Друга, серйозніша проблема - відсутність у багатьох недорогих магнітол і музичних центрів входів для підключення зовнішніх джерел сигналу.

Одним із найуніверсальніших способів вирішення подібних проблем є використання малопотужних радіопередавачів, що транслюють звуковий сигнал в УКХ-діапазоні (можливість прийому програм на цих частотах реалізована практично у всіх сучасних моделях магнітол та музичних центрів). Варто також відзначити, що сигнал, що транслюється подібним чином, можна приймати відразу кількома розташованими неподалік радіоприймачами.

У разі взаємодії цифрового плеєра з аналоговою апаратурою (магнітолами, музичними центрами тощо) передача звуку в аналоговому вигляді є можливим варіантом. Якщо ж розглядати взаємодію двох цифрових пристроїв (наприклад, комп'ютера та медіацентру), то в даному випадку краще використовувати передачу звукових даних бездротовим каналом в цифровому вигляді.

Традиційним способом передачі звуку від звукової карти вашого ПК на підсилювач колонок здійснюється за допомогою кабелів. У дипломному проекті розглянуто бездротову передачу звуку лазерним променем, на відстань до декількох метрів.

На рис. 6 зображена структурна схема приймача аудіо-сигналу:

Мал. 6 - Структурна схема приймача аудіо-сигналу

На рис. 7 зображена структурна схема передавача аудіо-сигналу:

Мал. 7 - Структурна схема передавача аудіо-сигналу

Первинну обмотку потрібно безпосередньо підключити до виходу аудіо сигналу. Мінус акумулятора підключаємо до одного з кінців вторинної обмотки плюс акумулятора підключаємо безпосередньо до плюсу лазерного діода.

Другий кінець вторинної обмотки через резистор 15-47 Ом підключаємо до мінусу лазерного діода.

1.2.2 Вибір елементної бази для побудови пристрою дослідження звукової системи ПК

Для збору пристрою для бездротової передачі сигналу необхідно наступне обладнання: джерело аудіо сигналу (персональний комп'ютер, музичний центр або мобільний телефон), мережевий трансформатор потужністю 10-15 Вт, резистор від 5 до 20 Ом та акумулятор.

Трансформатор можна використовувати будь-який мережевий, потужність не більше 20 Вт, що містить вторинну обмотку на 6 або 12 В. або намотати самому (первинна обмотка - 15 витків дроту 0.8 мм., вторинна обмотка - 10 витків дроту 0.8 мм.).

Для приймального пристрою звукового сигналу знадобиться фотодіод та підсилювач низької частоти.

Світлодіод використовується звичайний. Його можна замінити на лазер (значно збільшить відстань передачі), який потрібно буде підключити через резистор 5 Ом., 0.5 Вт. Також джерело світлового променя можна доповнити оптикою від приводу DVD, тим самим сконцентрувати пучок світла і збільшити відстань передачі. Акумулятор використовується Li-Ion (літій-іонний) від мобільного телефону. Замість нього можна використовувати стабілізований блок живлення на 3.5 - 4 В., з силою струму не більше 1 А. Параметри сонячного модуля: максимальна напруга 14 В., при максимальному струмі 100 мА. Модуль можна замінити будь-яким іншим фотоприймачем.

1.2.3 Принцип роботи пристрою дослідження звукової системи ПК

З малопотужного джерела звуку (персональний комп'ютер, мобільний телефон) подається звуковий сигнал на первинну обмотку трансформатора, виходить із вторинної обмотки, посилюється за допомогою акумулятора та надходить на світлодіод/лазерний діод. Фотодіод, який є приймачем аудіо сигналу, безпосередньо підключаємо до входу підсилювача потужності. Далі вмикаємо музику і направляємо промінь на фотоприймач. Промінь світла приймає сонячний модуль, який підключений до підсилювача, а підсилювач потужності посилює слабкий сигнал і в результаті виходить якісний звук. Замість лазера можна застосувати звичайний світлодіод, але в такому випадку дальність передачі звукового сигналу буде не більше 30 сантиметрів, бажано застосувати білі або ультрафіолетові світлодіоди від запальничок. При використанні лазерної указки можна передати звуковий сигнал на дистанцію до 15 метрів, і помітте якість звуку досить хорошу. Звук, що передається, досить потужний на дистанції 7 метрів, підсилювач при повній гучності в навантаження видавав 80 відсотків своєї потужності.

Якість сигналу, що передається, досить хороша, спотворення звуку не спостерігається.

1.2.4 Застосування пристрою

Такий пристрій знайшов дуже широке застосування в науці та техніці, на основі саме такого передавача та приймача засновані лазерні мікрофони для шпигунства.

Такий прилад чудовий аксесуар для комп'ютера, наприклад, на комп'ютері грає музика, а підсилювач потужності не підключений кабелем до комп'ютера, таким чином також можна передавати розмову, потрібно просто подати на вхід пристрою сигнал від мікрофона (з попереднім підсилювачем) і в результаті виходить бездротовий телефон або рація, чи відмінний жучок для малих дистанцій.

Глава 2. Охорона праці. Заходи безпеки при технічному обслуговуванні засобів обчислювальної техніки

2.1 Виробнича санітарія та гігієна праці

запис мікшер сигнал передача

Відповідно до ГОСТ 12.0.002 ССБТ «Терміни та визначення» виробнича санітарія - система організаційних, санітарно-гігієнічних заходів, технічних засобів та методів, що запобігають чи зменшують вплив на працюючих шкідливих виробничих факторів до значень, що не перевищують допустимі.

До комплексу питань, що вирішуються в рамках виробничої санітарії та гігієни праці, входять:

Забезпечення санітарно-гігієнічних вимог щодо повітря робочої зони;

Забезпечення параметрів мікроклімату на робочих місцях;

Забезпечення нормативної природної та штучної освітленості;

Захист від шуму та вібрації на робочих місцях;

Захист від іонізуючих випромінювань та електромагнітних полів;

Забезпечення спецхарчуванням, захисними пастами та мазями, спецодягом та спец. взуттям, засобами індивідуального захисту (протигази, респіратори тощо);

Забезпечення згідно з нормами санітарно-побутовими приміщеннями та ін.

Гігієна праці або професійна гігієна - розділ гігієни, що вивчає вплив трудового процесу та навколишнього виробничого середовища на організм працюючих з метою розробки санітарно-гігієнічних та лікувально-профілактичних нормативів та заходів, спрямованих на створення більш сприятливих умов праці, забезпечення здоров'я та високого рівня працездатності людини.

В умовах промислового виробництва на людину нерідко впливають низька та висока температура повітря, сильне теплове випромінювання, пил, шкідливі хімічні речовини, шум, вібрація, електромагнітні хвилі, а також найрізноманітніші поєднання цих факторів, які можуть призвести до тих чи інших порушень у стані здоров'я до зниження працездатності. Для запобігання усунення цих несприятливих впливів та їх наслідків проводиться вивчення особливостей виробничих процесів, обладнання та оброблюваних матеріалів (сировина, допоміжні, проміжні, побічні продукти, відходи виробництва) з точки зору їх впливу на організм працюючих; санітарних умов праці (метеорологічні фактори, забруднення повітря пилом та газами, шум, вібрація, ультразвук та ін.); характеру та організації трудових процесів, змін фізіологічних функцій у процесі роботи.

Виробнича санітарія - система організаційних, профілактичних та санітарно-гігієнічних заходів та засобів, спрямованих на запобігання впливу на робочих шкідливих виробничих факторів.

Трудова діяльність може виконуватися на відкритому повітрі та у приміщеннях.

Виробничі приміщення - замкнуті простори в будь-яких будівлях та спорудах, де протягом робочого часу постійно або періодично здійснюється трудова діяльність людей у ​​різних видах виробництва. Людина може здійснювати роботу в різних приміщеннях однієї або кількох будівель та споруд. За таких умов праці необхідно говорити про робоче місце або робочу зону.

Виробниче середовище робочого приміщення визначається комплексом факторів. Наявність цих факторів (шкідливостей) у робочому середовищі може вплинути не тільки на стан організму, а й на продуктивність, якість, безпеку праці, призвести до зниження працездатності, викликати функціональні зміни в організмі та професійні захворювання.

У сучасних умовах автоматизації праці на організм діє комплекс слабо виражених факторів, вивчення афекту взаємодії вкрай утруднено, тому промсанітарія та гігієна праці вирішують такі завдання:

облік впливу факторів трудового середовища на здоров'я та працездатність;

вдосконалення методів оцінки працездатності та стану здоров'я;

розробка організаційно-технологічних, інженерних, соціально-економічних заходів щодо раціоналізації виробничого середовища;

розробка профілактичних та оздоровчих заходів;

удосконалювати методику навчання.

Температура та вологість повітря у приміщенні є найважливішими параметрами, що визначають стан комфорту всередині приміщення.

Рекомендовані значення температури повітря в приміщенні за різними стандартами знаходяться в межах 20-22С і 22-26С. Ще один фізичний параметр внутрішньої атмосфери, що безпосередньо впливає на теплообмін організму людини – це вологість повітря, що характеризує його насиченість водяними парами. Так недолік вологості, менше 20% відносної вологості, призводить до пересихання слизових оболонок, що викликає кашель. А перевищення рівня вологості, понад 65%, призводить до погіршення тепловіддачі при випаровуванні поту, виникає почуття ядухи. Тому температура має співвідноситися з рівнем вологості.

Швидкість повітря визначається робочої зоні приміщення, тобто. там, де перебувають люди, саме у просторі від 0,15м. від підлоги до 1,8 м за висотою та на відстані не менше 0,15 м від стін. Швидкість повітря у робочій зоні рекомендується в межах 0,13-0,25 м/с. При меншій швидкості - душно або навіть спекотно, при більшій - просто протяг, допускати який має сенс тільки при підвищенні температури нормативних значень.

Аналіз умов праці

Оцінка умов праці проводиться за спеціальною методикою, на основі аналізу рівнів шкідливих та небезпечних факторів на даному робочому місці.

Для проведення атестації робочого місця також необхідно комплексно оцінити умови праці.

Визначення класу умов праці робочих місцях проводиться з метою:

встановлення пріоритетності оздоровчих заходів;

створення банку даних щодо існуючих умов праці;

визначення виплат та компенсацій за шкідливі умови праці.

Шкідливий виробничий фактор - фактор середовища та трудового процесу, який може спричинити зниження працездатності, патологію (професійне захворювання), призвести до порушення здоров'я потомства.

Шкідливими можуть бути:

фізичні фактори: температура, вологість та рухливість повітря, неіонізуючі та іонізуючі випромінювання, шум, вібрація, недостатня освітленість;

хімічні фактори: загазованість та запиленість повітря;

біологічні фактори: хвороботворні мікроорганізми;

фактори тяжкості праці: фізичне статичне та динамічне навантаження; велика кількість стереотипних робочих рухів, велика кількість нахилів корпусу, незручна робоча поза;

фактори напруженості праці: інтелектуальні, сенсорні, емоційні навантаження, монотонність та тривалість роботи.

Небезпечний виробничий фактор - фактор середовища та трудового процесу, який може спричинити різке погіршення здоров'я, травму, смерть.

Це: електричний струм, вогонь, нагріта поверхня, частини устаткування, що рухаються, надлишковий тиск, гострі кромки предметів, висота і.т.п.).

Подібні документи

Вибір методів проектування пристрою обробки та передачі інформації. Розробка алгоритму операцій обробки інформації, структурної схеми устройства. Тимчасова діаграма сигналів, що управляють. Елементна основа розробки принципової схеми.

курсова робота , доданий 16.08.2012


Пристрої запису та відтворення інформації - невід'ємна частина ЕОМ. Процес відновлення інформації щодо змін характеристики носія. Коефіцієнт детонації. Вимоги до точності виготовлення деталей механізму транспортування.

реферат, доданий 13.11.2010


Концепція звукової експлікації. Особливості використовуваної технології запису. Схеми розташування знімального обладнання на знімальних майданчиках. Обґрунтування вибору обладнання. Структурна схема з'єднання обладнання з урахуванням вибраної синхронізації.

курсова робота , доданий 27.12.2011


Принципи побудови радіосистеми "Стрілець". Модуль бездротової передачі даних за технологією ZigBee, переваги та недоліки його застосування, принцип дії та оцінка можливостей. Опис структурної та принципової електричної схеми пристрою.

дипломна робота , доданий 24.04.2015


Розвиток носіїв інформації. Звукозапис та процес запису звукової інформації з метою її збереження та подальшого відтворення. Музичні механічні інструменти. Перший дводорожній магнітофон. Звук та основні стандарти його запису.

реферат, доданий 25.05.2015


Методи створення передавального пристрою для приймально-передаючого модуля радіовисотоміра. Техніко-економічне обґрунтування роботи. Забезпечення безпеки персоналу над проектом. Класифікація виробництва з пожежонебезпечності та вибухонебезпечності.

дипломна робота , доданий 15.07.2010


Основні технічні характеристики автоматизованого приймально-передаючого центру. Загальні відомості та принцип роботи приладу. Автоматичне стовідсоткове резервування радіозасобів. Способи виведення приймачів у випромінювання, контроль пристрою.

звіт з практики, доданий 12.02.2016


Алгоритми цифрового оброблення даних. Схема пристрою світломузичної установки з прикладу мікроконтролера ATmega8. Подача, прийом та обробка звукового сигналу. Розробка гальванічної розв'язки. Копія сигналу, що подається на високовольтну частину.

курсова робота , доданий 02.12.2014


Структурна схема пристрою передачі даних та команд. Принцип дії датчика температури. Перетворення сигналів, що надходять із чотирьох каналів. Модель пристрою передачі даних. Побудова коду із подвоєнням. Формування кодових комбінацій.

курсова робота , доданий 28.01.2015


Схема кодування звукової інформації Аналогова та дискретна форми подання інформації. Виділення кількості рівнів гучності у процесі кодування звукової інформації. Якість двійкового кодування звуку. Розрахунок інформаційного обсягу.

для IBM PC

ВСТУП

Взаємодія людини з ЕОМ має бути насамперед взаємною (на те вона і спілкування). Взаємність, своєю чергою, передбачає можливість спілкування як людини з ЕОМ, і ЕОМ з людиною. Незаперечний факт, що візуальна інформація, доповнена звуковою, набагато ефективніша за простий зоровий вплив. Спробуйте, заткнувши вуха, поспілкуватися з кимось хоча б хвилину, сумніваюся, що ви отримаєте велике задоволення, як і ваш співрозмовник. Однак поки багато ортодоксально налаштованих програмістів/проектувальників досі не хочуть визнавати, що звуковий вплив може грати роль не тільки сигналізатора, але інформаційного каналу, і відповідно від невміння та/або небажання не використовують у своїх проектах можливість невізуального спілкування людини з ЕОМ, але навіть вони ніколи не дивляться телевізор без звуку. В даний час будь-який великий проект, не оснащений засобами multimedia (надалі під словом "засоби multimedia" ми насамперед розумітимемо сукупність апаратно/програмних засобів, що доповнюють традиційно візуальні способи взаємодії людини з ЕОМ) приречений на провал.

ОСНОВНІ МЕТОДИ ОЗУЧУВАННЯ

Є багато способів змусити комп'ютер заговорити чи заграти.

1. Цифроаналогове перетворення (Digital to Analogue (D/A) conversion). Будь-який звук (музика або мова) міститься в пам'яті комп'ютера в цифровому вигляді (у вигляді самплів) і за допомогою DAC трансформуються в аналоговий сигнал, який подається на апаратуру, що підсилює, а потім на навушники, колонки, etc.

2. Синтез. Комп'ютер посилає в звукову карту нотну інформацію, а карта перетворює її на аналоговий сигнал (музику). Існує два способи синтезу:

а) Frequency Modulation (FM) synthesis , у якому звук відтворює спеціальний синтезатор, який оперує математичним уявленням звукової хвилі (частота, амплітуда, etc) і з сукупності таких штучних звуків створюється практично будь-яке необхідне звучання.

Більшість систем, оснащених FM-синтезом, показують дуже непогані результати на програванні "комп'ютерної" музики, але спроба симулювати звучання живих інструментів не дуже добре вдається. Ущербність FM-синтезу у тому, що з його допомогою дуже складно (практично неможливо) створити справді реалістичну інструментальну музику, з великою наявністю високих тонів (флейта, гітара, etc.). Першою звуковою картою, яка стала використовувати цю технологію, був легендарний Adlib, який для цього використовував чіп із синтезу YamahaYM3812FM. Більшість Adlib-сумісних карт (SoundBlaster, Pro Audio Spectrum) також використовують цю технологію, тільки на інших більш сучасних типах мікросхем, таких як Yamaha YMF262 (OPL-3) FM.

б) синтез за таблицею хвиль (Wavetable synthesis), у своїй методі синтезу заданий звук " набирається " з синусів математичних хвиль, та якщо з набору реально озвучених інструментів - самплів. Сампли зберігаються в RAM або ROM звукової карти. Спеціальний звуковий процесор виконує операції над самлами (за допомогою різноманітних математичних перетворень змінюється висота звуку, тембр, звук доповнюється спецефектами).

Так як сампли - оцифрування реальних інструментів, вони роблять звук вкрай реалістичним. До недавнього часу подібна техніка використовувалася тільки в hi-end інструментах, але вона стає все більш популярною тепер. Приклад популярної карти, яка використовує WSGravis Ultra Sound (GUS).

3. MIDI. Комп'ютер посилає на MIDI-інтерфейс спеціальні коди, кожен із яких позначає дію, яке має зробити MIDI-пристрій (зазвичай це синтезатор) (General) MIDI- це основний стандарт більшості звукових плат. Звукова плата, самостійно інтерпретує, коди, що посилаються, і приводить їм у відповідність звукові самли (або патчі), що зберігаються в пам'яті карти. Кількість цих патчів у стандарті GM дорівнює 128. На PC - сумісних комп'ютерах історично склалися два MIDI-інтерфейси: UART MIDI та MPU-401. Перший реалізований в SoundBlaster's картах, другий використовувався в ранніх моделях Roland.

ЗВУКОВІ МОЖЛИВОСТІ СІМЕЙСТВА IBM PC

Вже на перших моделях IBM PC був вбудований динамік, який однак був призначений для точного відтворення звуку: він не забезпечував відтворення всіх частот чутного діапазону і мав засобів управління гучністю звучання. І хоча PC speaker зберігся на всіх клонах IBM до цього дня - це швидше данина традиції, ніж життєва необхідність, бо динамік ніколи не грав серйозної ролі в спілкуванні людини з ЕОМ.

Проте, вже у моделі PCjr з'явився спеціальний звуковий генератор TI SN76496A, який можна вважати провісником сучасних звукових процесорів. Вихід цього звукового генератора міг бути підключений до стерео-підсилювача, а сам він мав 4 голоси (не зовсім коректне висловлювання - насправді мікросхема TI мала чотири незалежні звукові генератори, але з точки зору програміста це була одна мікросхема, що мала чотири незалежні канали. ). Усі чотири голоси мали незалежне керування гучністю та частотою звучання. Однак через маркетингові помилки модель PCjr так і не набула широкого поширення, була оголошена неперспективною, знята з виробництва і підтримка її була припинена. З цього моменту фірма IBM більше не оснащувала свої комп'ютери звуковими засобами власної розробки. І з цього моменту місце на ринку міцно зайняли звукові плати.

ОГЛЯД ЗВУКОВИХ КАРТ

Своєрідний "позашлюбний син" PC і бажання людини почути пристойний звук із мінімумом фінансових витрат. Covox недарма називають "SoundBlaster для бідних" бо вартість його на порядок нижче за найдешевшу звукову карту. Суть Covox"a вкрай проста - на будь-якій стандартній IBM-сумісній машині обов'язково присутній паралельний порт (зазвичай він використовується під принтер). На цей порт можна посилати 8-мі бітові коди, які після простого змішування на виході дадуть цілком задовільне mono звучання.

На жаль через те, що основні виробники програмного забезпечення ігнорували цей простий і дотепний пристрій (змова з виробниками звукових карт), то жодної програмної підтримки covox так і не отримав. Однак, не важко самостійно написати драйвер для covox"a і замінити їм драйвер будь-якої 8-ми бітової звукової карти, яка використовується в DAC-режимі, або трохи змінити код програми, перенаправивши 8-ми бітове оцифрування, скажімо в 61-й порт ППІ .

The SoundBlaster Pro (SB-pro) The Creative Labs" SoundBlaster (SB) була першою Adlib-сумісною звуковою картою, яка могла записувати та грати 8-ми бітові сампли, підтримувала FM-синтез за допомогою мікросхеми Yamaha YM3812. Оригінальна mono-модель SB була оснащена однією такою мікросхемою, а нова стерео-модель - двома. програвання реального звуку з частотою до 44.1 Hz (частота CD-програвачів) у стерео режимі. Також з допомогою зовнішніх драйверів ця карта підтримує General MIDI інтерфейс.

External line in.

SB compatible MIDI,

SB CD-ROM interface.

SB-pro була повністю сумісна з Adlib-картою, що забезпечила їй приголомшливою успіх на ринку недорогих домашніх звукових систем (насамперед це стосувалося ігор). І хоча професіонали були незадоволені неприродним "металевим" звуком, та й симуляція MIDI залишала бажати кращого, але ця карта сподобалася численним шанувальникам комп'ютерних ігор, які стимулювали розробників вставляти в свої ігри підтримку SundBlaster-карт, ніж остаточно закріпили лідер . І тепер будь-яка програма, яка претендує на те, щоб видавати звук на чомусь відмінним від PC-speaker просто зобов'язана підтримувати, які стали de-facto стандартом SB. В іншому випадку вона ризикує бути просто не поміченою.

SoundBlaster 16 (SB 16) це покращена версія SB-pro, яка здатна записувати та відтворювати 16-и бітовий стерео-звук. І звичайно SB16 повністю сумісна з Adkib&SB. SB-16 здатна програвати 8 і 16 бітові стерео сампли на частоті до 44.1 KHz з динамічною фільтрацією звуку (ця карта дозволяє в процесі програвання придушити небажаний діапазон частот). SB16 також може бути оснащений спеціальною мікросхемою ASP (Advanced (Digital) Signal Processor), який може здійснювати компресію/декомпресію звуку "на льоту", тим самим розвантажуючи CPU для виконання інших завдань. Подібно до SB-pro SB-16 здійснює FM-синтез за допомогою мікросхеми Yamaha YMF262 (OPL-3). Також можливо додатково встановити спеціальну плату розширення WaveBlaster, яка забезпечує якісніше звучання в режимі General MIDI.

Pro Audio Spectrum Plus та Pro Audio Spectrum 16 The Media Vision"s

Pro Audio Spectrum Plus та -16 (PAS+ and PAS-16), це одна з багатьох спроб поповнити сімейство SB-подібних карт. Обидві карти майже ідентичні, крім того, що PAS-16 підтримує 16-бітовий самплінг. Обидві карти здатні доводити частоту відтворення до 44.1 KHz, динамічно фільтрувати звуковий потік. Подібно до SB-pro та SB-16, PAS здійснює FM-синтез через мікросхему Yamaha YMF262 (OPL-3)

Підтримувані вхідні пристрої:

External line in.

PC speaker (wow!).

Вихідні пристрої, що підтримуються:

Audio line out (headphones, amplifier),

SCSI (не тільки для CD-ROM, але для tape-streamers,

optical drives, etc),

General MIDI (відповідні варіанти MIDI Mate),

Незважаючи на те, що Media Vision стверджує, що її вироби повністю сумісні зі стандартом SB, проте це не зовсім так і багато людей отримували неприємні несподіванки від цієї картки, коли намагалися використовувати її як SB. Однак це деяким чином компенсується чудовим стерео-звучанням і дуже низьким рівнем шумів.

The Gravis UltraSound

The Advanced Gravis"

Gravis UltraSound (GUS) це безперечний лідер у галузі WS-синтезу. Стандартний GUS має "на борту" 256 або 512 кілобайт пам'яті для зберігання самплів (званих також патчами), за допомогою програвання яких GUS і генерує всі звукові ефекти та музику. GUS може працювати на частоті самплювання до 44.1 KHz і може здійснювати 16-бітове стерео-звучання. Із записом трохи складніше - спочатку стандартні моделі GUS здійснювали тільки 8-бітовий запис звуку, але нові моделі (GUS MAX) здатні здійснювати і 16-бітовий запис. В цілому звук, відтворений GUS"єм є більш реалістичним (через використання WS-синтезу, замість FM), ну і зрозуміло GUS забезпечує чудову підтримку General MIDI через те, що йому немає необхідності "конструювати" всю різноманітність звуків з набору синусоподібних хвиль - у його розпорядженні знаходиться спеціальна бібліотека розміром близько 6M, інструменти з якої він може завантажувати в процесі відтворення.

Підтримувані вхідні пристрої:

Audio Line In.

Вихідні пристрої, що підтримуються:

Audio Line Out,

Amplified Audio Out,

Speed ​​compensating joystick (up to 50 Mhz),

General MIDI (потрібні MIDI адаптери),

SCSI CD-ROM.

GUS не є SB-сумісною карткою і не підтримує стандарт SB або Adlib. Деяка сумісність, проте може бути досягнута шляхом програмної емуляції за допомогою спеціальних драйверів SBOS ​​(Sound Board Operating System), що поставляються разом з GUS"ем. Однак на практиці, задовільна робота SBOS ​​явище швидше випадкове, ніж закономірне. Крім того SBOS ​​значно уповільнює роботу процесора , Що робить практично непридатним GUS для роботи multimedia програми, написаних виключно для SB. І хоча підтримка стандарту GUS ще не стала такою ж звичайною справою, як і підтримка стандарту SB, але не викликає жодного сумніву, що другою за значимістю після SB є карта GUS.

Проблеми просування GUS на сучасний ігровий ринок утруднено тим, що в даний час 45% ігор пишеться на Miles Design AIL 2.0 – 3.15, 50% на HMI SOS 3.0 – 4.0, решта 5% на самопальних звукових бібліотеках. Як слід підтримувати GUS навчилася тільки AIL 3.15 і тільки майже. До цього (AIL 3.0-, HMI 4.0-) перед завантаженням гри запускалася LOADPATS.EXE або щось подібне (MEGAEM...), яка вантажить усі (!!!) тембри, які використовує дана гра (а всього в стандартній 512 -і кілобайтної пам'яті GUS'я поміщається 30-50 тембрів), в AIL 3.15 трохи гуманніше - тембри вантажаться при необхідності (майже) але не вивантажуються (!!), таким чином ситуація зводиться до попередньої. Я вже мовчу, що оригінальні тембри використовують рідкі одиниці фірм виробників і дуже добре розумію інших - заради одного GUS"а купувати тембри і "перетягувати" музику немає сенсу. Не кажучи вже про проблеми виробників зі створенням музики під стандартні тембри та вигадування, як би їх запхати в 512/256K.

The Roland LAPC-1 та SCC-1

The Roland LAPC-1 це напівпрофесійна звукова карта, що базується на Roland MT-32Module. LAPC тотожний MIDI-інтерфейсу на PC-картах. Він містить 128 інструментів. LAPC-1 використовує комбінований спосіб побудови звучання ноти: кожна нота складається з 4 "partials", кожен з яких може бути сампломом або простою звуковою хвилею. Загальна кількість partials"ів обмежена 32"я, отже одночасно може грати всього 8 інструментів,також присутній 9-ий канал для перкусії. Крім 128 інструментів LAOC-1 містить 30 перкусійних звуків і 33 звукових ефекту. The SCC-1 це розвиток LAPC-1. Подібно до LAPC-1 він містить MPU-MIDI інтерфейс, але в свою чергу є повноцінним WS-синтез картою. Він містить 317 самплів (патчів), зашитих у внутрішню пам'ять ROM. Патч може складатися з 24 partials"ів, але більшість патчів складаються з одного partials"a. Одночасно може бути програно 15 інструментів та одна перкусія. Хоча можливість зміни внутрішніх самплів відсутня, це певною мірою компенсується наявністю двох звукових ефектів: hall і echo. Одним із найсерйозніших недоліків карток сімейства Roland є те, що жодна з них не оснащена DAC/ADC, і не містить контролера CD-ROM, що унеможливлює її застосування в системах multimedia, що задовольняють стандарту MPC.

Якість звучання LAPC-1 дуже висока. Деякі патчі (подібно до піаніно або сопілки) перевершують за якістю аналогічні інструменти GUS"я. Якість відтворюваних звукових ефектів також дуже висока. Якість звуку SCC-1 можна визнати просто видатним. Що змушує визнати карти Roland одними з кращих для створення професійної інструментальної музики, проте Вони повністю непридатні для експлуатації їх в системах multimedia.

Інші карти

Adlib та SB сумісна карта з SCSI та MIDI-інтерфейсом.

Базується на мікросхемі Yamaha OPL-3 FM. 20 каналів.

Покращена якість звуку в порівнянні з оригінальним Adlib.

12-бітовий самплінг і гра на частоті до 44.1 KHz.

Подібно Adlib Gold 1000, але здійснює 16-бітовий самплінг.

Базується на мікросхемі Yamaha YMF3812 FM. 11 каналів.

8-ми бітове монозвучання на частоті до 22 KHz. Сумісна зі стандартом SB. Містить MIDI-інтерфейс.

Adlib та SB сумісна карта, що базується на мікросхемі Yamaha YM3812FM. 11 каналів. 8-ми бітове стерео звучання на частоті до 44.1 KHz. Містить MIDI-інтерфейс.

Turtle Beach MultiSound

Базується на мікросхемі Motorola 56001 DSP. Містить 384 16-ти бітових самплів. 15 каналів. Спецефекти. Стерео звучання на частоті до 44.1 KHz. Не сумісна з жодним іншим стандартом.

AudioBahn 16 від Genoa Systems

Базується на мікросхемі Arial from Sierra semiconductor.

Adlib та SB сумісна карта c SCSI та MIDI-інтерфейсом. Зміст жив 1M самплів в ROM. 32 канали. 16-ти бітове стерео звучання на частоті до 44.1 KHz.

ТХХ ЗВУКОВИХ ПЛАТ: ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ

Перед тим як перейти до наступного розділу, який стосується практичних питань придбання звукової плати, необхідно обумовити ряд термінів:

Частотна характеристика (FrequencyResponse)

Показує, наскільки добре звукова система відтворює звук у всьому частотному діапазоні. Ідеальний пристрій повинен однаково передавати всі частоти від 20 Гц до 20000 Гц. І хоча на практиці на частотах вище 18000 і нижче 100 може спостерігатися зниження характеристики на величину -2дБ через наявність фільтра високих/низьких частот, проте вважається, що відхилення нижче -3дБ неприпустимо.

Відношення сигнал/шум (S/N Ratio)

Являє собою відношення значень (в дБ) неспотвореного максимального сигналу плати до рівня шумів електроніки, що виникають ви власних електричних схемах плати. Так як людина сприймає шум на різних частотах по-різному, була розроблена стандартна сітка А-зважування, яка враховує дратівливий рівень шуму. Це число зазвичай і мається на увазі, коли говорять про S/N Ratio. Чим це співвідношення вище, тим звукова система якісніша. Зниження цього параметра до 75 дБ є неприпустимим.

Шумиквантування

Залишкові шуми, характерні для цифрових пристроїв, які виникають через неідеальне перетворення сигналу з аналогової в цифрову форму. Цей шум може бути виміряний тільки в присутності сигналу і показується як рівень (дБ) щодо максимально допустимого вихідного сигналу. Чим менший цей рівень, тим якість звуку вища.

Сумарні нелінійні спотворення (total harmonic distortion + noise) Відбиває вплив спотворень, що вносяться апаратурою посилення звуку і шумів, що генеруються платою. Він вимірюється у відсотках рівня неспотвореного вихідного сигналу. Пристрій із рівнем перешкод понад 0.1% не може вважатися якісним.

Поділ каналів

Просто число, яке показує, наскільки лівий і правий канали залишаються взаємно незалежними. В ідеалі поділ каналів має бути повним (абсолютний стереоефект), проте на практиці спостерігається проникнення сигналів з одного каналу до іншого. На якісному stereo-device поділ каналів не повинен бути меншим за 50 дБ.

Динамічний діапазон

Виражена в дБ різниця між max та min сигналом, яка плата може пропустити. Зазвичай динамічний діапазон вимірюється частотою 1Khz. В ідеальній цифровій аудіосистемі динамічний діапазон має бути близьким до 98дБ.

Інтермодуляційні спотворення

Потенційне посилення

Максимальний коефіцієнт посилення, що забезпечується підсилювачем звукової плати. Бажано мати високе потенційне посилення при низькій вхідній напрузі. Низьким вважається напруга 0.2В, яке відповідає типовому вихідному сигналу побутового магнітофона.

ЯКУ ПЛАТУ ВИБРАТИ?

Як можна було побачити вище в даний момент на ринок викинуто просто безліч звукових систем для персональних комп'ютерів. Отже вибір звукової плати ставати справою нелегкою, адже кожна з них має свої переваги та недоліки, і не існує абсолютних фаворитів, як і абсолютних аутсайдерів. І все ж таки візьмемо на себе сміливість, на закінчення, дати кілька порад тим, хто зібрався оснастити свій комп'ютер сучасною звуковою системою.

1. У будь-якому випадку слід зупинити свій вибір на 16-й бітовій звуковій платі, яка підтримує частоту дискретизації не менше 44Khz. Це дасть вам потенційну можливість слухати звук із якістю CD-диска.

2. Якщо ви збираєтеся оснастити свій комп'ютер накопичувачем CD-ROM, то бажано щоб обрана вами звукова карта вже несла на собі контролер CD-ROM, обраної вами конструкції.

3. Ну і нарешті слід визначитися для яких цілей вам необхідна звукова система, наскільки високі вимоги випред'являєте до звукової карті і якою сумою грошей ви можете пожертвувати. Все це змушує розбити все безліч звукових плат на кілька класів. Усередині кожного класу звукові системи мають приблизно однаковою якістю, що значно полегшує вибір.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. P.Norton "Programmer"s guide to the IBM PC"- Microsoft Press 1985

2. Тлумачний словник по обчислювальним системам / за редакцією В. Іллінгуорта та ін - М, Машинобудування, 1989

3. PC Magazine/Russian edition, 07.95 - SK Press, Moscow

4. Sound Card review by Jerry van Waardenberg-comp.sys.ibm.pc.soundcard