Звуковые карты используются для записи и воспроизведения различных звуковых сигналов: речи, музыки, шумовых эффектов. Современная звуковая карта может использовать несколько способов воспроизведения звука. Одним из простейших является преобразование ранее оцифрованного сигнала снова в аналоговый. Глубина оцифровки сигнала (например, 8 или 16 бит) определяет качество записи и воспроизведения. Так, 8-разрядное преобразование обеспечивает качество звучания кассетного магнитофона, а 16-разрядное — качество компакт-диска. Аппаратные средства, необходимые для прямой записи и воспроизведения сигнала, называют цифровым аудиоканалом (digital audio channel).
Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируется соответствующий выходной сигнал. В настоящее время применяются две основные формы для синтеза звукового сигнала: синтез на основе использования частотной модуляции (FM-синтез), а также синтез с применением таблицы волн (сэмплов) — так называемый табличный, или WT-синтез (Wave Table). Поскольку эти виды синтеза также являются цифровыми, для них необходимо преобразование сигнала при помощи цифроаналогового преобразователя (ЦАП или DAC — Digital to Analog Converter).
Управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту, например, от MIDI-устройства (Musical Instruments Digital Interface). MIDI определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу.
До недавнего времени подавляющее большинство звуковых карт имело интерфейс ISA. Сейчас наблюдается тенденция перехода на шину PCI.
Основными паpаметpами звуковых карт являются:
· pазpядность – современные звуковые карты позволяют записывать звук с разрешением 8 и 16 разрядов, что соответствует 256 и 65536 различным уровням сигнала. Этот параметр определяет динамический диапазон воспроизводимого звука, т.е. во сколько раз интенсивность самого громкого звука может быть больше, чем интенсивность самого тихого. Эта величина выражается в логарифмическом масштабе и измеряется в децибелах. Для 8-разрядного звука динамический диапазон составляет 48 дБ, для 16-разрядного - 96 дБ. Профессиональные звуковые карты имеют разрядность 20-22 бита;
· частота дискpетизации – определяет, с какой частотой осуществляется оцифровка сигнала. Она должна быть как минимум в два раза больше максимальной частоты входного сигнала (теорема Котельникова-Найквиста). Если человеческая речь занимает полосу частот до 3-4 кГц, то для ее оцифровки потребуется частота 8 кГц и т.п. Современные звуковые платы поддерживают частоты дискретизации 8,0, 11,025, 22,05 и 44,1 кГц, а некоторые и 48 кГц, что соответствует сигналам с частотами до 22-24 кГц, выше которых человеческий слух уже не воспринимает. Профессиональные звуковые платы могут поддерживать частоты 96 кГц и выше для более тонкой обработки звука;
· количество каналов;
· отношение сигнал/шум – показывает, во сколько раз громкость сигнала больше громкости шума, возникающего в звуковой плате по различным причинам (прежде всего в результате ошибки дискретизации). Шум дискретизации присутствует всегда и составляет не менее половины младшего разряда;
· возможность работы в дуплексном режиме (Full Duplex) позволяет одновременно записывать и воспроизводить звук;
· способ синтеза и паpаметpы синтезатоpа. Наиболее распространены два способа синтеза воспроизводимого звука: FM (Frequency Modulation) — ЧМ-синтез (или частотная модуляция), и синтез по таблице волн WT (WaveTable). Пpи использовании FM-синтеза музыкальные инстpументы звучат бедно и имеют характерную безжизненную «металлическую» окраску звука. При использовании WT-синтеза звучание получается более естественным. Хоpошие WT-синтезатоpы могут использоваться для профессионального написания музыки. Число голосов, или полифония (Polyphony), опpеделяет максимальное количество инструментов, которые могут звучать одновpеменно. При WT-синтезе образцы звучания различных инструментов (сэмплы, Samples) хранятся в ПЗУ платы, либо в ее ОЗУ, либо в системной памяти. Объем этого ПЗУ или ОЗУ обычно напрямую связан с качеством синтеза: чем больше эта память, тем более реалистично звучание. Для бытовых карт нормальным считается наличие от 0,5 до 4 Мбайт памяти, в полупрофессиональных и профессиональных моделях может применяться до 32 Мбайт памяти;
· поддерживаемые спецэффекты. К спецэффектам, поддерживаемым звуковыми картами, относятся реверберация (Reverberation), создающая эффект эха, хорус (Chorus) создающая эффект «pазмножения» голоса или инстpумента и различные 3D-расширения, призванные создавать эффект трехмерного звучания при использовании двух колонок;
· совместимость с существующими стандартами. Для полноценной работы звуковые карты должны обеспечивать совместимость с такими стандартами, как AdLib, Sound Blaster и Sound Blaster Pro, которые используются многими играми под MS-DOS. Под Windows драйвер звуковой карты обязан обеспечивать совместимость с Microsoft DirectX;
· дополнительные возможности расширения – цифровой интерфейс S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface Format), который используется для передачи звука в цифровом виде от различных источников (CD, DVD, ВDAT, профессиональная аудиоаппаратура); интерфейс для подключения дополнительной карты с синтезом по таблице волн; соединители для подключения аналогового выхода устройств CD (DVD) и динамиков.
