Звуковая система ПК – это комплекс программно-аппаратных средств, выполняющих следующие функции:
- запись звуковых сигналов от внешних источников путём преобразования входных аналоговых звуковых сигналов в цифровые и последующего сохранения на жёстком диске;
- воспроизведение записанных звуковых данных с помощью внешних акустических систем или головных телефонов (наушников);
- воспроизведение звуковых компакт-дисков;
- микширование (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от нескольких источников;
- одновременная запись и воспроизведение звуковых сигналов (режим Full Duplex);
- обработка звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов сигнала, фильтрация, изменение его уровня;
- обработка звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объёмного (3-х мерного-3D-Sound) звучания;
- генерирование с помощью синтезатора звучания музыкальных инструментов, а также человеческой речи и других звуков;
- управление работой внешних электронных музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI.
Конструктивно звуковая система ПК представляет собой звуковые карты, устанавливаемые в слот материнской платы, либо интегрированные на материнскую плату или карту расширения другой подсистемы ПК.
Классическая звуковая система ПК содержит:
- модуль записи и воспроизведения звука;
- модуль синтезатора;
- модуль интерфейсов;
- модуль микшера;
- акустическую систему.
Первые четыре модуля, как правило, устанавливают на звуковой карте. Каждый из модулей может быть выполнен в виде микросхемы, либо входить в состав многофункциональной микросхемы.
Рисунок – Структура звуковой подсистемы ПК
- Модуль записи/воспроизведения осуществляет аналогово-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных по каналам DMA (Direct Memory Access – канал прямого доступа к памяти).
- Модуль синтезатора позволяет генерировать практически любые звуки, в том числе звучание реальных музыкальных инструментов.
Рисунок 2 – Схема современного синтезатора
Звук создаётся следующим образом. Цифровое устройство генерирует так называемый сигнал возбуждения с заданной высотой звука, который должен иметь спектральные характеристики, близкие к характеристикам имитируемого музыкального инструмента. Далее сигнал поступает на фильтр, имитирующий амплитудно-частотную характеристику этого инструмента. На другой вход подаётся сигнал амплитудной огибающей того же инструмента. Затем совокупность сигналов обрабатывается с целью получения специальных звуковых эффектов (эхо и др.). Затем производят цифроаналоговое преобразование и фильтрацию сигнала с помощью фильтра низких частот (ФНЧ).
Основные характеристики модуля синтезатора:
- метод синтеза звука: на основе частотной модуляции, на основе таблиц волн, на основе физического модулирования;
- объём памяти;
- возможность аппаратной обработки сигнала для создания звуковых эффектов;
- полифония – максимальное число одновременно воспроизводимых элементов звука.
- Модуль интерфейсов обеспечивает обмен данными между звуковой системой и другими внешними и внутренними устройствами.
- Модуль микшера звуковой карты выполняет:
- коммутацию (подключение/отключение) источников и приёмников звуковых сигналов, а также регулирование их уровня;
- микширование нескольких звуковых сигналов и регулирование уровня результирующего сигнала.
Основные характеристики:
- число микшируемых сигналов на канале воспроизведения;
- регулирование уровня сигнала в каждом микшируемом канале;
- регулирование уровня суммарного сигнала;
- выходная мощность усилителя;
- наличие разъёмов для подключения внешних и внутренних приёмников/источников звуковых сигналов.
Программное обеспечение управления микшером осуществляется либо средствами Windows, либо с помощью специального программного обеспечения.
- Акустическая система (АС) непосредственно преобразует звуковой электрический сигнал в акустические колебания и является последним звеном звукопроизводящего тракта. В состав АС входят несколько звуковых колонок, каждая из которых может иметь один или несколько динамиков. Количество колонок в АС зависит от числа компонентов, составляющих звуковой сигнал и образующих отдельные звуковые каналы.
Основные характеристики:
- полоса воспроизводимых частот;
- чувствительность;
- коэффициент гармоник;
- мощность.