Что такое звуковая карта и для чего она нужна?

Вероятно, каждый владелец компьютера, хотя бы раз использовал его для прослушивания музыки, просмотра фильмов, возможно для разговоров с близкими или даже производил запись своего пения. Эта возможность настолько стала частью жизни компьютерного пользователя, что он даже не задумывается как это всё происходит. О том, что такое звуковая карта, без которой невозможна полноценная работа компьютера, будет рассказано в данной статье.

Как это работает?

Большинство звуковых карт используют ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) для преобразования цифровых аудиосигналов в аналоговые. Сигнал выводится на привычные наушники и другие акустические устройства. Более продвинутые карты, могут включать более одного звукового чипа для поддержки высоких скоростей данных и выполнения нескольких одновременно выполняемых функций.

Характеристики

Когда наступает пора выбирать интерфейс, есть риск запутаться в характеристиках. Среди них есть основные качества, на которые нужно сначала обратить внимание во время покупки. С этими характеристиками вам нужно сопоставить свои задачи.

Количество разъемов (I/O) и виды соединения с другими устройствами
Способ соединения с компьютером/планшетом
Внешняя DSP-обработка
Комплектация
Качество звука
Бюджет

Входы и выходы

Это один из главных параметров при покупке. На базовом уровне стоят интерфейсы с двумя каналами, с которыми можно одновременно записать два аудиосигнала в моно или один в стерео. От таких карт функционал может дорасти до дорогих систем, которые могут сконвертировать в «цифру» и принять сигналы с десятков каналов одновременно. Определитесь, что вам нужно записывать сейчас и в ближайшем будущем.

Например, если вы сонграйтер, который использует карту для голоса и акустической гитары, будет достаточно двух микрофонных входов. Если оба микрофона будут конденсаторные, на каждом входе должна быть подача фантомного питания. Для записи нескольких человек с инструментом уже понадобится интерфейс с четырьмя входами.

Если вы играете на басу, электрогитаре или клавишах, вам желательно иметь прямой способ подключения к карте. Понадобится вход hi-Z – через этот разъем передается сигнал соответствующего уровня.

Для внешнего оборудования, например драм-машины, семплера и процессора эффектов, нужны линейные разъемы. Они понадобятся, когда вы подключаете к интерфейсу студийные мониторы и предусилители для наушников.

Для некоторых девайсов требуются цифровые разъемы. Самые распространенные — это S/PDIF и ADAT, через которые в аудиоинтерфейс подключаются многоканальные микрофонные предусилители. Так можно записать больше источников звука одновременно или освободить штатные аналоговые входы. Интерфейс с двумя или четырьмя микрофонными предусилителями и входом ADAT можно расширить до десяти или двенадцати входов.

Прежде чем покупать аудиоинтерфейс, сделайте схему из всех инструментов и оборудования, которые вы хотите подключить. Подумайте, какое оборудование нужно будет использовать одновременно.

И, наконец, обратите внимание на драйверы и то, как они работают с Windows или MacOS. Стабильность — решающий фактор.

Способ соединения с компьютером

USB: самый распространенный способ подключения. Удобен в том числе тем, что многим аудиокартам достаточно питания только через USB. USB 2.0 постепенно вытесняется стандартом 3.0. Обратите внимание, разъем и шина — это разные вещи! Бывает, что разъем устройства уже Type-С, а шина работает по старому стандарту 2.0. iOS-совместимые устройства тоже подсоединяются по USB.

FireWire: преимущественно Mac-формат, который медленно замещается Thunderbolt. Разъем быстрый и подходит для многоканальной записи.

Thunderbolt: этой шиной оборудованы новые компьютеры Apple. Владельцы также справляются установкой карты расширения. Формат отличается очень высокой скоростью передачи пакетов данных и сверхнизкой задержкой.

PCIe (PCI Express): внутренняя карта такого формата в итоге заняла нишу сугубо профессиональных решений для больших студий, а также пользователей экосистемы Avid ProTools. Используется в стационарных компьютерах, аудиоинтерфейсы устанавливаются в виде дополнительной платы. PCIe отличается большой пропускной способностью и низкой задержкой. Карты обычно обладают большим количеством разъемов. Для ноутбука скорее не предназначена.

Внешняя DSP-обработка

Под этим подразумевается наличие отдельного чипа, мощности которого целиком задействуются для обработки цифровых эффектов. Компьютер значительно разгружается, что положительно сказывается на общей производительности системы. Чип поставляют с комплектными плагинами высокого класса, которые используются как серьезный студийный инструмент.

Комплектация

Обратите внимание, что идет в комплекте с аудиоинтерфейсом. Сейчас комплектация не ограничивается кабелем для компьютера. Если производитель позаботился о том, чтобы у вас появился полноценный продукт с рабочим софтом, вы сможете сэкономить время и приступить к проектам. В комплект могут входить DAW (причем не только Lite-версии), плагины, подписки на сервисы Splice для коллабораций, а также доступ к скидкам на виртуальные инструменты.

Качество звука

Качество складывается из следующих характеристик:

Разрядность ЦАП и АЦП: чем больше битов, тем выше разрешение сигнала. Цифры указывают на то, насколько записанный и переведенный в «цифру» сигнал похож на изначальный звук, какой возможен размах по громкости, и насколько эффективно подавляются шумы.

Формат audio CD использует 16-битный стандарт с динамическим (т.е. по громкости) диапазоном 96 дБ. К сожалению, уровень фонового шума на цифровой записи будет довольно явным, поэтому запись на 16 бит означает, что некоторый шум будет проскакивать на тихих отрывках записи.

24-битная запись — стандарт в профессиональном аудио. Динамический диапазон здесь составляет 144 дБ, а уровень шума нивелируется практически полностью. С точки зрения слушателя это выражается в том, что запись будет звучать плавнее, ярче и чище.

Частота семплирования ЦАП и АЦП: параметр говорит о том, на какое количество отрывков делится звуковая волна при конвертации в цифровой вид. В CD-формате она равна 44.1 кГц — т.е. каждую секунду аудиосигнал делится на 44,100 последовательных фрагмента. Теоретически это значит, что ваша система работает с частотами до 22.05 кГц, что превосходит чувствительность человеческих ушей. Коммерческие студии работают с частотой семплирования в 48 кГц, 96 кГц и даже 192 кГц.

Насколько необходимо такое разрешение? Это зависит от целей. Если вы записываете рабочую демо-версию трека, то 16-бит/44.1 кГц будет достаточно. А для коммерческих релизов и саундтреков стандарт — это 24 бит/96 кГц.

Уровень конвертеров: конвертеры делятся на АЦП (аналого-цифровые преобразователи, A/D) и ЦАП (цифро-аналоговые, D/A). От качества конвертеров и тщательности сборки компонентов карты качество звука зависит не меньше, чем от частоты семплирования и разрядности. Корреляция несколько грубая, но тем не менее — качество отражается на цене. Чем лучше конвертеры, тем дороже карта.

Где находится звуковая карта?

Независимо от того, что компьютеру не нужно звуковое устройство для его функционирования, звуковые карты включены для удобства пользователя в большинстве либо в слот расширения, интегрированы в материнскую плату, либо подключаются через внешние порты.

Интегрирование звуковой карты в материнскую плату, позволяет удешевить сборки, по сравнению с платой расширения и с незаметной для обыкновенного пользователя потерей качества звука. Отдельные звуковые карты, как показывает практика, необходимы лишь для серьёзного аудио профессионала или использования при выходе из строя интегрированной.

Установка звуковой карты производится в разъёмы на современной материнской плате PCI или PCIe. Типичная карта имеет интерфейс, доступ к которому можно получить на задней панели с различными портами вывода и ввода звука, а также в зависимости от строения компьютерного корпуса, портами для ввода и вывода аудио, находящимися по бокам корпуса или даже в верхней его части.

Для компьютеров, апгрейд которых обычно закачивается увеличением объёма оперативной памяти или же заменой жёсткого диска на твердотельный накопитель (ноутбуки, моноблоки, неттопы) существует возможность использовать внешнее звуковое устройство, выполняющее функцию звуковой карты, обычно подключаемое к компьютеру через USB порты.

Виды карт

Аудиокарты бывают двух видов – интегрированные и дискретные. Внешние подключаются через FileWire или USB. Внутренние же при сборке компьютера путем присоединения слотов расширения внутри системного блока.

Главный недостаток встроенных устройств – огромный риск при некачественном питании ПК, то есть скачков напряжения и при выходе из строя блока питания. Внешние же более практичные, что объясняется внешними регуляторами громкости. Более того, агрегат такого типа может работать как с портативным компьютером, так и с ноутбуком или нетбуком.

В случае с интегрированной картой, ее функции выполняет процессор, обрабатывающий сигналы и преобразовывающий звук. Дискретная карта обладает персональным звуковым процессором, а некоторые модели и вовсе имеют собственную память.

Так зачем нужна внешняя звуковая карта, если есть встроенная? Все просто, с ее помощью вы сможете достичь максимально качественного и чистого звучания, а также получить доступ к целому ряду важных настроек.

Драйверы и ПО

Как правило, звуковая карта или звуковой чип, в случае с интегрированным аудио, поставляются с фирменным программным обеспечением на диске или же их можно скачать на сайте производителя оборудования. Современные операционные системы без труда могут обнаруживать и загружать драйверы популярных звуковых карт.

Такое программное обеспечение способно дать пользователю возможность вносить более тонкие настройки и предоставлять инструменты записи, редактирования и т. д.

Максимальная частота ЦАП

Частота дискретизации ЦАП карты, воспроизводящей файлы mp3-формата, должна находиться на уровне 48 кГц или выше. В противном случае результат преобразования может отличаться от исходного сигнала, соответственно, звук будет искажаться. Среди любителей максимально качественного аудио распространено мнение, что частота дискретизации lossless-музыки должна быть еще выше – 96 кГц. Приобретать устройство, оснащенное ЦАП с такой же или более высокой частотой, имеет смысл только если вы будете прослушивать подобные треки. Если максимальная частота ЦАП больше, чем фактическая частота источника, качество звука он не улучшит.

Для чего нужна не интегрированная аудиоплата?

Устройства с расширенной функциональностью для меломанов могут быть оснащены миди-интерфейсом или SPDIF (Sony-Philips Digital Interface), входящими и выходящими портами, разъёмами для наушников с собственными регуляторами громкости, возможностью подключения к компьютеру не только через PCI и PCI-e, но и FireWire, USB и т.д.

Если не работает встроенная звуковая карта

Так уж бывает, иногда вы можете обнаружить, что ваш компьютер перестал воспроизводить любимую вам музыку, нет тех фантастических звуков в вашей любимой игре и фильмы стали глухонемыми, как в начале прошлого века. Чтоже могло случится?, думаете вы. Драйвера установлены, регуляторы громкости «накручены на всю катушку», а звука нет.

Виновник этого события — звуковой чип. Звуковой чип бывает встроенный на материнскую плату и может быть отдельной платой. Конечно можно пойти в компьютерный магазин и купить новую плату. Но мы попытаемся отремонтировать свою материнскую плату сами.

У меня перестал работать встроенный звук на материнской плате EPOX EP-8KDA7I.

Для начала проверим, правильно ли подключены ваши колонки (наушники, музыкальный центр и т.д.) В самом простом случае ищем зеленый разъем для подключения колонок на вашей материнской плате и смотрим, сюда ли вы подключены (
Рис 1.)
Далее проверяем наличие джамперов на разъеме для подключения выходов звука и микрофона на переднюю панель компьютера (Рис 2.)

Находим сам звуковой чип на плате (Рис 3.) (осматриваем чип на наличие термических повреждений)

Возле звукового чипа обычно расположен стабилизатор питания, который «питает» наш звуковой чип (Рис 4.) (также проверяем чтобы стабилизатор не перегревался, для этого нужно включить материнскую плату на несколько секунд и осторожно потрогать корпус стабилизатора пальцем, при нормальной работе стабилизатор греется чуть выше температуры окружающей среды и палец не обжигает)

Мы выяснили, что неисправен сам звуковой чип. В нашем случае это микросхема Realtek ALC655 (Рис 5.) .

Обычно ремонт звука заключается в перепайке этой микросхемы. Для того, чтобы отпаять микросхему я использовал термовоздушную паяльную станцию (в народе просто ФЕН) китайской фирмы Lukey 852 (
Рис 6.).
Осторожно экранируем (закрываем) пластиковые детали материнской платы возле миксрохемы звукового чипа (Рис 7.).

Наносим флюс для пайки на ножки микросхемы (Рис 8.).

Теперь необходимо осторожно феном выпаять микросхему (Рис 9.).

Выпаяв миксросхему, убираем остатки сгоревшего флюса с материской платы. Находим у себя ненужную материснкую плату с исправным звуковым чипом, снимаем с нее «донора». Ставим «донора» на нашего пациента, добавляем флюса и запаиваем звуковой чип. Качество пайки проверяем иголкой (Рис 10.). (проводим иголкой по ножкам чипа, проверяем чтобы все ножки были припаяны, так же внимательно осматриваем вдруг есть «слипшиесся» ножки, при необходимости осторожно с помощью острого паяльника убираем лишний припой).

Убираем остатки флюса с припаянной микросхемы (
Рис 11_1., Рис 11_2.).
Подключаем материнскую плату и наслаждаемся звуком. Ремонт готов.

DizzY

Цвета аналоговых разъёмов звуковой карты 3.5 мм

Большинство звуковых карт имеют порты для подключения динамиков, микрофонов и вспомогательных устройств. Но также существуют карты с большим количеством портов ввода и вывода, предназначенных для более продвинутых задач.

Ниже приведены наиболее часто встречающиеся аудиоразъёмы:

Розовый – микрофонный аудиовход;
Светло-голубой – линейный аудиовход;
Светло-зелёный – линейный аудиовыход для главного стереосигнала (передние колонки или наушники);
Оранжевый – линейный аудиовыход для центрального канала или сабвуфера;
Чёрный – линейный аудиовыход для объёмного звучания, как правило, это тыловые динами;
Серый – линейный аудиовыход для объёмного звучания боковых динамиков.

Также существуют дополнительный, игровой порт – MIDI -15 контактный соединитель для подключения дополнительных аудиоустройств.

Что важно учитывать перед покупкой устройства

Применения более совершенной системы, требуют все задачи, так или иначе связанные с полупрофессиональной обработкой звука – сочинение и запись музыки, вокал, многодорожечная звукозапись, монтаж, оцифровка записей с аналоговых носителей. Большинство этих задач требует наличие на компьютере драйверов ASIO.

Для записи вокала или музыкального инструмента, требуется наличие усилителя, который не всегда есть во встроенной звуковой карте. Речь идет именно о вокале: голосовое сообщение или подкаст с нормальной громкостью голоса, можно записать на любую звуковуху.

Также при отсутствии усилителя, оцифрованные записи обычно отличаются отвратительным качеством, хотя в этом случае много зависит и от источника. Также следует учитывать, что интерфейсом MIDI, необходимого для подключения многих инструментов, встроенные звуковые карты почти никогда не оборудованы.

Отдельно хочу упомянуть стримеров и летсплейщиков, которые специализируются на играх. В первом случае нагрузка на компьютер возрастает: кроме того, что запущена сама игра, видеоряд и звук нужно транслировать на специализированный ресурс. Причем в хорошем качестве, так как их аудитория весьма требовательна в этом плане.

При записи игрового процесса и дальнейшей обработке с целью публикации на видеохостинге, может подстерегать еще один неприятный сюрприз: игра работала без лагов, а вот, например, BandiCam или Fraps, записали процесс с «заиканиями».

Пляски с бубном и ковыряние в настройках видеограббера и самой игры, обычно бесполезны: причина в недостаточной мощности звуковой платы, которая уже не вытягивает запись звука без задержек.

Но даже если вы не стример и не летсплейщик, а просто хотите собрать мощный игровой комп, наличие хорошей дискретной звуковой карты лишним не будет.

Также заслуживают внимания господа меломаны и прочие аудиофилы с дорогими качественными стереосистемами. Чтобы звук был достойным, и звуковуха потребуется соответствующая. Увы, качество звука – понятие субъективное и не поддается измерению.

При этом следует учитывать многие другие факторы: размеры помещения, его форму, расположение стереосистемы и прочее, а также шум, издаваемый самим компьютером. Не исключено, что в этом случае уже придется позаботиться в том числе и о его снижении.

Из истории

В прошлом компьютеры могли производить сигналы, используя узкий диапазон частот, в качестве предупредительных сигналов. С ростом мультимедиа возникла потребность в высоком качестве звука по развлекательным и профессиональным причинам.

Звуковая карта Adlib стала пионером в этих областях. Она позволила получить более естественное звучание, чем выпущенная примерно в одно время Creative Music System в 1988 году.

Введение звуковых карт Sound Blaster компанией Creative Labs значительно увеличили их возможности, позволив производить запись и воспроизведение цифрового аудио. Поэтому Sound Blaster можно назвать первой звуковой картой, сделавшей возможным использование цифрового аудио.

Такое увеличение функциональности привело к мультимедийной эволюции компьютеров и созданных для них программ с поддержкой аудио. Качество звука продолжает развиваться в плане аппаратного и программного обеспечения.

Современные аудиокарты могут порадовать выводом 3D объёмного звучания более высокого качества. Компьютерные программы и игры разрабатываются, чтобы в полной мере использовать их возможности и удовлетворять человеческие потребности.

Основные типы

По функционалу рассматриваемые устройства делятся на два основных типа – профессиональные и мультимедиа.

Первый тип используется для записи с микрофонов или музыкальных инструментов, озвучки и редактирования аудиодорожек.

Такие девайсы обычно являются внешними и снабжены множеством регуляторов и разъемов. Высокие требования предъявляются и ко встроенным в них АЦП и ЦАП – они должны выводить действительно качественный звук. К минусам этого типа аудиокарт можно отнести высокую стоимость и общую «заточенность» под профессиональную деятельность – например, у них часто отсутствует поддержка игровых технологий объемного звука.

Мультимедиа звуковые карты предназначены для домашнего использования и отличаются большим разбросом цен и технических характеристик. У них часто нет специализированных разъемов, а регулировка выполняется программно при помощи идущего в комплекте софта. Большинство девайсов, относящихся к этому типу, поддерживают стандарты игрового звука.

Подводя итоги

В данной статье освещена тема звуковой карты, и неоднократно указывается на то, что возможности звуковой карты и аудиоколонок, всей аудиосистемы целиком, влияют на общее качество звука.

Многие материнские платы сегодня имеют встроенные звуковые карты, они оснащены специальными чипами, а порты могут быть выведены в любом месте, в зависимости от конструкции устройства. Но можно воспользоваться и сторонними звуковыми картами, и внешними аудиоустройствами, приобрести и установить отдельно, хотя возможностей встроенных устройств вероятно будет достаточно для людей, не являющихся фанатами звучания.

Вперёд

Добавить комментарий

Что такое звуковая карта и для чего она нужна?

Что такое SSD? Твердотельный накопитель

Что такое процессор, центральный процессор, CPU?

Что такое материнская плата или системная плата и для чего она нужна?

Что такое HDD, жёсткий диск и винчестер

Что такое оперативная память и оперативное запоминающее устройство

Особенности звука

Dolby Digital и DTS Digital Surround – это стандарты объемного звука, используемые при DVD-формате. Если ПК оснащен аудиокартой, которая поддерживает те самые стандарты, то звучание воспроизводится без какого-либо искажения и шума, создавая эффект присутствия.

На сегодняшний день стандарты звуковых устройств для максимально качественно воспроизведения музыки и звуков невероятно разнообразны. Один из них EAX и его улучшенная версия EAX ADVANCED HD гарантируют отличное качество звука, что достигается путем применения технологий современных эффектов.