Интерфейсы коммутации звука
На задней панели расположены внешние разъемы входа-выхода. Внешний сигнал может поступать на входы Line In, Mic In, Aux In, MIDI. На самой звуковой карте расположен четырехконтактный разъем для подключения аудиовыхода CD-ROM (рисунок 4.2).
Разъем Line In (линейный вход) типа «мини-джек» предназначен для подключения внешних источников звука: тюнеров, DVD/CD-плееров и других устройств. Чувствительность линейного входа обычно составляет 0,1–0,3 В. Сигнал с линейного входа полностью проходит звуковой тракт. Отдельный разъем Mic In (микрофонный вход) типа «мини-джек» используют только для подключения микрофонов, он обладает чувствительностью 3–10 мВ. Сигнал, поступающий с микрофона, обрабатывается предусилителем, повышающим его уровень до нормального. Далее путь сигнала проходит через звуковой тракт.
Рисунок 4.2 — Коммутация разъемов аудиоадаптера
Разъем Aux In (микшерный вход), обычно типа «мини-джек», используют для подключения внешнего источника сигнала, который необходимо смешать с сигналом внутреннего источника. Для этого сигнал с разъема Aux In поступает на выходной микшер звуковой карты, минуя основной звуковой тракт.
К порту MIDI (Musical Instrument Device Interface) подключают джойстик или электронные музыкальные инструменты (клавиатуры MIDI, синтезаторы, электрогитары и пр.). Порт MIDI двунаправленный, разъем подключен к микросхеме UART MPU-401 по интерфейсу типа «токовая петля», с питанием от передатчика и гальванической развязкой цепей приемника.
Внутренний разъем Audio CD используют для подключения выхода аудиоканала CD-ROM. При этом сигнал, считанный с компакт-диска, минует усилитель CD-ROM и поступает в звуковой тракт карты напрямую.
Выходы звуковой карты обычно именуются Line Out, Speaker Out, Digital Out. Все они подключены через выходной микшер, занимающийся распределением и, при необходимости, смешением сигналов. К выходу Line Out (разъем типа «мини-джек») подключают внешние усилители, наушники и другие аудиоустройства. На выход Speaker Out (разъем типа «мини-джек») поступает усиленный стереофонический сигнал. На некоторых звуковых картах применяют два разъёма Speaker Out, один для подключения фронтальных колонок, другой для тыловых. На звуковых картах последнего поколения стало правилом хорошего тона устанавливать разъем SPDIF (Sony/Philips Digital Interface Format — формат цифрового интерфейса фирм Sony и Philips), который служит для передачи звуковых сигналов в цифровой форме на внешние компоненты.
Спецификация ac'97
В 1997 году корпорация Intel предложила спецификацию АС'97 (Audio Codec'97 Component Specification version 1.0), определяющую параметры реализации звуковых устройств на шинах PCI и USB. Спецификация сохраняла практически полную совместимость с Sound Blaster в режиме DOS (в том числе FM-синтез, интерфейс MPU 401 MIDI, джойстик) и в то же время расширяла стандарты для современной аппаратуры. В частности, предусматривался полный дуплекс (full duplex, возможность записи во время воспроизведения) с различными частотами дискретизации; наличие высококачественного звукового выхода (–90 дБ SNR); поддержка режима 3D stereo в аудиокодеке (Audio Codec); вводился единый микшер для всех устройств, поддерживающий запись и воспроизведение; повысились параметры микрофонного входа (до 70–80 дБ SNR); появился линейный выход для подключения бытовой Hi-Fi аппаратуры; введено декодирование звукового потока DVD-фильмов (АС-3); предусмотрена аппаратная поддержка DirectSound 3D.
Частота дискретизации звука возросла до 96 кГц в спецификации версии 2.0. Далее появилось множество мелких поправок, и наконец версия АС'97 2.2 официально включила поддержку аналоговых выходов формата 5.1 и цифровых SPDIF-интерфейсов.
Для разделения «шумной» цифровой шины PCI с высоким уровнем сигнала и чувствительных аналоговых звуковых цепей спецификация АС'97 предусматривает разделение звуковоспроизводящего устройства на две части: цифровой контроллер (Digital Controller) и кодек (Audio Codec). Они соединены синхронной шиной AC-link, работающей на частоте 48 кГц при разрядности 16 бит (с возможностью переключения в режим 96 кГц/20 бит).
Спецификация АС'97 позволяет реализовать различные варианты компоновки звуковых плат — как с одним стереовыходом, так и с двумя (на фронтальные и на тыловые колонки) или с шестью (для вывода декодированного потока и подачи на комплект акустики по аналоговым входам). Качество звучания во многом определяется кодеком, который занимается оцифровкой и воспроизведением звука. Микросхема кодека на звуковой карте (или на системной плате в случае интегрированного звука) обычно выполнена в корпусе типа BGA с планарно-расположенными выводами и должна быть обязательно промаркирована производителем.
Основными производителями АС'97 кодеков являются компании SigmaTel (наиболее распространены модели STAC 9704/9708/9721), Realtek/Crystal Semiconductors (CS4297/CS4294), Wolfson (серия XWM, например XWM9704), Analog Devices, Cmedia, VIA.