初识硬件之声卡篇
硬件周刊
一、声卡综述
1.声卡的工作原理简介
不管是普普通通的谈话声还是动人的音乐，我们平常听到的声音都是经空气或其他介质传播的，也就是所谓的模拟信号。由于电脑只能识别由0或1组成的数字信号，要想能够听到悦耳的声音，就不得不靠今天的主角──声卡。
简单地讲，声卡的工作原理就是一个数模转换过程──声卡将数字音频信号送到数模转换器(D/A)，通过它将数字信号转换成模拟信号，最后输出到音箱中，这样我们就能听到声音了，其整个过程也叫做“DAC”。光能播放声音是不够的，声卡还得承担“录音”的工作──将麦克风等输入设备输入的模拟信号经过数模转换得到数字音频，这个过程称为“ADC”。
2.AC’97标准
1996年6月，5家PC领域中颇具知名度和权威性的软硬件公司共同提出了一种全新思路的芯片级PC音源结构，也就是我们现在所见的“AC’97”标准(AUDIO CODEC97)。
早期的ISA声卡大都采用单芯片的结构，用一块芯片完成所有的声卡功能。但是由于声卡的数字部分和模拟部分同处一块芯片，电磁串扰对模拟部分的影响很大，而AC’97标准则提出“双芯片”结构，即将声卡的数字与模拟两部分分开，每个部分单独使用一块芯片。目前市场上的PCI声卡大多符合AC’97标准规范──模拟部分是一块称之为“Audio Codec”(多媒体数字信号编解码器)的小型芯片，而声卡的主芯片即数字部分则是一块称之为“Digital Control”的主芯片。
3.声卡的分类
既然系统中只要有用来处理音频的芯片就能完成声卡的功能，那么目前我们见到的声卡大致可以分成两类：采用扩展卡式的普通声卡与集成在主板上的集成声卡。
二、图解声卡
1.普通PCI声卡
由于采用ISA接口的声卡有着诸多弊端，因此现在的声卡基本上都采用PCI接口。与过去我们见到的显卡相比，声卡看起来可就“单薄”多了(见（图1）)。
(1)主芯片
在声卡上都能找到一块比较大的芯片，这就是声卡的主芯片，也就是上面谈到的“Digital Control”芯片。作为声卡上的核心处理芯片，“Digital Control”的作用如同计算机中的CPU，需要完成大部分的声卡功能，如WAV回放，MIDI合成，音效处理等，声卡的主要技术参数都取决于它，同时它也是决定声卡所处档次的重要依据。现在的声卡主芯片的工作量与CPU、显示芯片比起来，还只是小巫见大巫，因此也就没有必要在它的上面加散热片什么的，我们能直接在芯片上找到一些比较有了价值的信息(见（图2）)。从（图2）中我们可以看出，这块主芯片是鼎鼎大名的创新公司的产品，而下面的“CT5880”则是该芯片的型号，通过这个编号，我们就能查出这块声卡真实名字应该是创新“Sound Blaster PCI128 Digital”。各位菜鸟注意了，主芯片大致决定了一块声卡的档次，因此在购买声卡时一定要注意主芯片的类型，并要注意此芯片上的标示是否被人改动过(即所谓的打磨)，以免商家以次充好。
(2)“Audio Codec”芯片
离“Digital Control”不远就是“Audio Codec”芯片，(见（图3）)。别看它小，功能却很多，它能把模拟信号转换为数字信号的ADC，具有多路模拟信号混合输入及输出等多种功能，与音响中的数字编码/解码器和前置功放的作用差不多。
(3)CD IN/TAD IN/AUX IN
对于这三个小接口，很多初学者可能不知道它们的作用。其中“CD IN”接口是与光驱对应的──当用一根音频连接线(买光驱时附送的)将光驱的模拟音频输出口与声卡上的这个“CD IN”接口连通后，我们可以直接通过光驱来播放CD，而无须软件的支持。“TAD IN”是电话自动应答设备接口，将它与Modem相连，再配以相应的软件，我们的电脑就具备电话自动应答功能了。“AUX IN”接口一般使用较少，它是用来连接内置音频源的，如MPEG解码卡、电视卡等等。
(4)数字音频好伴侣──“SPDIF”
SPDIF是SONY、PHILIPS数字音频接口的简称，按传输方式可分为输出(SPDIF OUT)和输入(SPDIF IN)两种。目前大多数的声卡芯片都能够支持SPDIF OUT，而支持SPDIF IN的声卡芯片则相对少一些，如EMU10K1、YMF-744和FM801-AU、CMI8738等。SPDIF IN在声卡上的典型应用就是“CD SPDIF”，即在声卡上提供一个用于连接光驱数字音频接口的两针插座(见（图4）)。
我们都知道CD唱片上的声音信息是用数字“0”和“1”来表示的，以往通过光驱播放CD时，音乐首先要经过光驱内部的D/A处理再转换成模拟信号，最后通过一根四针音频线经“CD IN”传输到声卡上。由于光驱采用的D/A芯片质量不高，使得转换后输出的模拟信号失真很大。为了解决这个问题，目前大多数光驱都在模拟信号输出插针的旁边加上了数字信号输出。通过这个两针的接口，声音信号就可直接以数码方式传输到声卡上，而将D/A转换交给音频处理芯片来完成，其前提则是声卡芯片可以完成相关的转换工作并支持SPDIF IN，如此一来CD播放的音质将大幅度提升。
由于只有某些高档声卡才具备SPDIF IN接口，那我们这些使用低档声卡的人就不能使用数字CD音频吗？非也！如果你使用Microsoft的Windows MediaPlay系列(7.0以上版本)播放CD，则可以通过光驱的IDE数据线将数字音频信号传输到系统，然后通过声卡进行D/A解码并输出，而你要做的仅仅是在设备管理器中将光驱的“数字CD音频”功能打开(见（图5）)。
(5)输入/输出接口
在声卡的挡板上有一排输入/输出接口，用来连接放音、录音设备，(见（图6）)。
线路输入(LINE IN)：对于此接口很多菜鸟都不知道有何用处，其实它是用来输入音频设备的模拟信号的，从而达到录音的目的，比如你可以将普通磁带中的音乐通过录音机输出，然后通过这个接口输入电脑进行录音，如此录音的效果要好于用麦克风直接录制的效果。
麦克风输入(MIC IN)：连接麦克风，实现声音输入、外部录音功能。
线路输出(LINE OUT)：连接多媒体有源音箱，实现声音的输出。
后置输出(REAR OUT)：四声道声卡专有，用于连接环绕音箱。
游戏摇杆/MIDI接口(Joystick/ MIDI)：该接口主要用来连接游戏操纵杆、游戏手柄、方向盘等外接游戏控制器，同时也可用来连接MIDI键盘及电子琴等电子乐器上的MIDI接口，实现MIDI音乐信号的直接传输。
2. 集成声卡
由于PC声卡的成本较高，为了迎合PC的低价要求，主板厂商们纷纷在主板上集成了音效芯片，如今，为了节省成本。不过由于一些认识上的原因，再加上早期的集成声卡确实不怎么样，于是集成声卡便成了“劣质声卡”的代名词，其实确切的说集成声卡应该分成“集成软声卡”与“集成硬声卡”两大类。
(1)集成软声卡
在第3期我们介绍主板知识的时侯，我们特意谈到了主板南桥芯片的一些特点，其中就有“集成音效功能”这么一说，原来这些南桥芯片有着部分“Digital Control”的功能，通过CPU的参与和软件的合成，于是普通声卡“Digital Control”芯片能完成的工作了。当然，音频输出等工作还是得靠“Audio Codec”芯片来完成。可见，集成软声卡就是那种没有“Digital Control”芯片而只有一块“Audio Codec”芯片的特殊声卡。
与普通的声卡相比，由于集成软声卡没有“Digital Control”芯片，而是采用软件模拟，所以CPU占用率比一般声卡高。如果CPU速度达不到要求或因为驱动软件有问题，就很容易产生爆音等问题。从这一点来看，很多用户讨厌软声卡是有理由的。当然，随着技术的提高，特别是主板设计与软声卡驱动的完善，其功能也得到了很大的提高。
(2)集成硬声卡
正是由于软声卡有着诸多缺点，于是一些主板厂商便想到了另外一个好方法──将普通声卡上的“Digital Control”芯片也集成到主板上。可见，这种“集成声卡”其实就是传统意义上的声卡，只不过是把它的芯片及辅助电路都集成到主板上了。这样相对于单独的主板和声卡来说，成本降低了很多。而且相同的音效芯片在主板上集成的与单独的声卡的效果理论上应该说是差不多的，当然，实际的效果就跟主板的设计有很大关系了。在这种集成硬声卡主板PCI插槽的附近，你都能找到一块大大的“Digital Control”芯片，同时，主板商也会在其说明书中特意提到是采用何种芯片，毕竟这是主板的一大卖点，(见（图7）)。
虽然音效芯片是集成的，但应该有的输入/输出等接口还是必不可少的，当然这些东东也全部放在了主板上。(（图8）)就是上面提到的“CD IN”“TAD IN”“AUX IN”三个接口，它们一般都在主板PCL插槽的附近。至于(（图9）)就不用多说了，我们在学习主板的时侯就已经见过它了，你还有印象吗？至于连接图嘛，很简单，上面都由英文标示的。
