一文了解音頻卡工作原理及主要特點

音頻卡是什么

音頻卡是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現聲波/數字信號相互轉換的一種硬件。音頻卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通過音樂設備數字接口（MIDI）使樂器發出美妙的聲音。

音頻卡的主要特點

（1）強大的音頻處理引擎

（2）環境音效增加現有音頻的內容

（3）Sound Blaster PCI標準

（4）多音箱輸出，支持2到4個模擬音箱，可獲得環繞立體聲效果

（5）256復音音樂合成器

（6）環境音效功能擴展集/廣泛的軟件支持

音頻卡的工作原理

（1）聲音的合成與處理

這是音頻卡的核心部分，它由數字聲音處理器、調頻（FM）音樂合成器及樂音數字接口（MIDI）控制器組成。這部分的主要任務是完成聲波信號的模／數（A／D）和數／模（D／A）轉換，利用調頻技術控制聲音的音調、音色和幅度等。

（2）混合信號處理器

混合信號處理器內置數字／模擬混音器，混音器的聲源可以是MIDI信號、CD音頻、線路輸入、麥克風等?？梢赃x擇一個聲源或幾個不同的聲源進行混合錄音。

（3）功率放大器

由于混合信號處理器輸出的信號功率還不夠大，不能推動揚聲器或音箱，所以一般都要有一個功率放大器作為功率放大，使得輸出的音頻信號有足夠的功率。

（4）總線接口和控制器

總線接口有多種，早期的音頻卡為ISA總線接口，現在的音頻卡一般是PCI總線接口?？偩€接口和控制器由數據總線雙向驅動器、總線接口控制邏輯、總線中斷邏輯及直接存儲器訪問（DMA）控制邏輯組成。

音頻卡的分類

音頻卡的分類主要是根據數據采樣量化的位數來分，通常分為：8位，16位，32位。位數越高，量化精度越高，音質就越好。

音頻卡的作用

（1）它可錄制數字聲音文件。通過聲卡及相應的驅動程序的控制，采集來自話筒、收錄機等音源的信號，壓縮后被存放在計算機系統的內存或硬盤中

（2）將硬盤或激光盤壓縮的數字化聲音文件還原成高質量的聲音信號，放大后通過揚聲器放出

（3）對數字化的聲音文件進行加工，以達到某一特定的音頻效果

（4）控制音源的音量，對各種音源進行組合，實現混響器的功能

（5）利用語言合成技術，通過聲卡朗讀文本信息。如讀英語單詞和句子，奏音樂等

（6）具有初步的音頻識別功能，讓操作者用口令指揮計算機工作

（7）提供MIDI功能，使計算機可以控制多臺具有MIDI接口的電子樂器。另外，在驅動程序的作用下，聲卡可以將MIDI格式存放的文件輸出到相應的電子樂器中，發出相應的聲音。使電子樂器受聲卡的指揮。

音頻卡常用的驅動

1、MME（MultiMedia Extensions多媒體擴展）

級別較低的驅動，于Windows 3.1時代初次推出。由于等待時間長，Cubase VST、Logic Audo等音序軟件應避免使用，除非找不到替換者。然而它在Cakewalk Sonar中使用似乎有著優良的性能，一些獨立的軟件合成器使用時MME也具有相當好的性能。

2、DirectSound

一般提供遠低于MME的等待時間，適用于許多軟件合成器（如果缺少專用的驅動），它另外的優點是能被多個程序同時使用。DirectSound與Windows的基層掛鉤，能夠使用主板的各種加速特點，但是必須有相應的驅動。否則Windows雖然表面也選擇了DirectSound，實際使用了模仿模式，性能方面甚至可以比MME更差。DirectSound的主要限制是僅對回放起作用，如果你的工作包括錄音，應該選擇其他驅動。

3、ASIO（Audio Stream Input Output音頻流輸入輸出）

通過Steinberg流行的的MIDI加音頻軟件Cubase VST走向世界，是一個真正提供了小于10毫秒低等待時間的驅動。ASIO2.0同時支持多口（通過ADAT傳送）采樣精度的尋址和零等待的監聽。如果你的音序器和聲卡二者都支持ASIO，考慮優先使用它。

4、EASI（Enhanced Audio Streaming Interface增強的音頻流接口）

僅為少數聲卡使用的驅動，性能比ASIO有所改善，運行在4.0版以后的Emagic Logic Audio時對CPU的占用比ASIO顯著減少。所以對于Logic Audio的用戶，EASI總是優選。雖然Logic Audio使用ASIO一般也不錯。

5、GSIF（GigaSampler Interface Giga采樣器接口）

僅工作于Tascam/Nemesys Gigasampler和GigaStudio系列軟件采樣器，與高品質的音色庫，固定的低等待時間（6至9毫秒）密切相關。如果你使用這些軟件，GSIF的支持大概是必不可少的。雖然在有限的場合DirectSound驅動也可以工作，但它的等待時間長得多，而且不支持多輸出口。如果聲卡方面沒有問題，Giga產品總要用GSIF驅動。

6、WDM（Win32 Driver Model 32位Win驅動模塊）

Microsoft的較新類型驅動，較先作為Windows 98 SE的選項（當時有一些問題，少數廠家因此推出自己的驅動），它們能夠成功地運行于Windows ME，當然意義更為重大的是對于Windows 2000和XP的用戶。它們提供比MME或DirectSound驅動低得多的等待（某些情況下可以達到驚人的1.5毫秒）。它們往往比操作系統遲一些推出，以后有些好轉。如果在Windows 2000和XP下運行Sonar，WDM是必須的。