4.8 Шляхи отримання звуку на персональному комп’ютері

1. Через вбудований динамік (PC Speaker):

• використовуючи в стандартному режимі підключений до нього канал 2 системного таймера, який може генерувати прямокутні коливання різної частоти; таким чином можна отримувати прості тональні звуки заданої частоти та тривалості, однак керування голосністю і тембром звуку в цьому способі неможливо;

• використовуючи нестандартні методи програмування канала 2 таймера: на генерацію імпульсів різної тривалості і скважності або серій імпульсів надзвукової частоти (метод частотної модуляції - ЧМ).

• використовуючи пряме керування динаміком через системний порт 61, подаючи на нього серію імпульсів змінної частоти і скважності (співвідношення тривалості “1” і “0”); так можна отримувати різні звукові ефекти: шум, модуляцію, зміну забарвлення тону;

2. Через простий ЦАП:

• підключений до паралельного порта (LPT) - запис даних відбувається через 8-розрядну шину даних порта;

• встановлений на платі розширення - запис даних відбувається через системну шину комп’ютера - ISA або PCI.

3. Через звукову карту:

• використовуючи ЦАП, який є практично на всіх картах - в цьому випадку карта програмується на вивід оцифрованого звуку напряму або через DMA, а підготовка оцифровки в пам’яті відбувається так само, як і при виводі на простий ЦАП;

• викорстовуючи синтезатор, який є практично на всіх картах; більшість карт оснащено 2- або 4-операторними FM-синтезаторами, крім того майже всі сучасні звукові карти містять WT-синтезатори; при наявності обох синтезаторів можна керувати ними обома, збільшуючи набір тембрів і число голосів, паралельно можна задіяти і ЦАП-карти, через які зручно виводити різні звукові ефекти.

4. За допомогою зовнішнього синтезатора, що керується від комп’ютера:

• використовуючи MIDI-порт, який є практично на всіх звукових картах; вихід MIDI Out з’єднується з входом MIDI In синтезатора, і через порт подаються MIDI-команди синтезатору; одночасно можна приймати MIDI-повідомлення від синтезатора, підключивши його MIDI Out до MIDI In звукової карти;

• використовуючи стандартний послідовний порт, якщо в BIOS Setup є можливість переключити його в режим MIDI-сумісності;

• використовуючи спеціальні карти-адаптери, наприклад Roland MPU-401.

4.9 Структура сучасних звукових карт

За призначенням звукові карти можна поділити на три групи:

• чисто звукові, містять тільки тракт цифрового запису/відтворення; ці карти дозволяють тільки записувати або відтворювати неперевний звуковий потік, як магнітофон; вся робота з запам’ятовування записаного та підготовки відтворюваного потоку покладається на програмне забезпечення; оцифрований звук при цьому в самій платі не зберігається; деякі звукові плати мають вбудовані сигнальні процесори для обробки звуку в процесі його запису та відтворення;

• чисто музичні, що містять тільки музичний синтезатор; такі карти орієнтовані перш за все на генерацію відносно коротких музичних звуків за командами від центрального процесора, самі звуки при цьому або створюються параметрично, або відтворюються оцифровки, завчасно поміщені в пам’ять синтезатора (ПЗП або ОЗП); музичні карти не мають

можливості записування звуку і, навіть при наявності ОЗП в синтезаторі, не розраховані на відтворення неперервного звукового потоку, хоча іноді цього можна добитись за допомогою спеціальних методів; деякі музичні карти містять ефект-процесор для обробки створюваного звуку;

• комбіновані, або звуко-музичні, з об’єднаним на одній платі цифровим трактом і музичним синтезатором; під словом “синтезатор” зазвичай розуміють WT; карти тільки з FM-

синтезатором, який сильно обмежений для музичного застосування, найчастіше відносять до категорії чисто звукових карт.

В комбінованих картах можна виділити 4 більш-менш незалежних блоки:

1. Блок цифрового запису/відтворення, що називається також цифровим каналом або трактом карти. Здійснює перетворення аналог→цифра і цифра→аналог в режимі програмної передачі або по DMA. Складається з вузла, що безпосередньо виконує аналого-цифрові перетворення АЦП/ЦАП (coder/decoder, codec) і вузла керування. АЦП/ЦАП або інтегрується в склад однієї з мікросхем карти, або застосовується окрема мікросхема (AD1848, CS4231, CT1703 та ін.). Від якості застосованого АЦП/ЦАП дуже сильно залежить якість оцифровки та відтворення звуку, не менше вона залежить і від вихідних підсилювачів.

Цифровий канал більшості розповсюджених карт (крім GUS) сумісний з Sound Blaster Pro (8 розрядів, 44 кГц - моно, 22 кГц - стерео).

Розрядність оцифровки, що передається по каналу DMA, не залежить від розрядності самого каналу і визначається тільки можливостями карти.

2. Блок синтезатора. Побудований або на базі мікросхеми FM-синтеза OPL2 (YM3812) або OPL3 (YM262), або на базі мікросхем WT-синтеза (GF1, WaveFront, EMU8000, Dream та ін.), або і того і іншого разом. Працює або під керуванням драйвера (FM, більшість WT) - програмна реалізація MIDI, або під керуванням власного процесора - апаратна реалізація. Майже всі FM-синтезаторы сумісні між собою, різні WT-синтезатори - ні. Більшість WT- синтезаторів містить вбудований ПЗП із стандартним набором інструментів General MIDI (128 мелодичних і 37 ударних інструментів), деякі навіть містять ОЗП для завантаження додаткових оцифрованих звуків, які будуть використовуватись при виконанні музики. Завантажувальні звуки звичайно оформлюються в набори (банки), що містять тематичні або універсальні набори звуків (інструментів). Для композиції або аранжування в основному застосовуються різні тематичні банки, більшість з яких часто використовуються одночасно, а для простого програвання MIDI-файлів - універсальні (GM, GS, MT-32 та ін.).

3. Блок MPU. Здійснює прийом/передачу даних по зовнішньому MIDI-інтерфейсу, виведеному на роз’єм MIDI/Joystick і роз’єм для дочерніх MIDI-плат. Як правило, більш- менш сумісний з інтерфейсом MPU-401, але найчастіше вимагається програмна підтримка.

4. Блок мікшера. Здійснює регулювання рівнів, комутацію і зведення використаних на карті аналогових сигналів. В склад мікшера входять попередні, проміжні та вихідні підсилювачі звукових сигналів.