硬件X档案——声卡结构
随着“多媒体”概念的深入人心，作为多媒体组成部分之一的声卡也越来越受到人们的重视，各种高新技术的应用使得现在的声卡改变了以往“只能发声，无法与音响设备相比拟”的概念。那么，声卡上都有些什么？它们都有哪些作用？（^132001a^）
这是一块市场上常见的声卡，从上面可以清楚地看到声音处理芯片（组）、功率放大器、总线连接端口、输入输出端口、MIDI及游戏杆接口（共用一个）、CD音频连接器等主要结构组件。不同的声卡布置虽不尽相同，但是即便是最简单的声卡也具有这些结构组件：
#1 1.声音处理芯片
通常是最大的四边都有引线的那只集成块，上面标有商标、型号、生产日期、编号、生产厂商等重要信息。声音处理芯片基本上决定了声卡的性能和档次，其基本功能包括对声波采样和回放的控制、处理MIDI指令等，有的厂家还加进了混响、合声、音场调整等功能。（^132001b^）
声卡上声音处理芯片有的可能是3～6块IC构成的芯片组。AC97规范为了保证声卡的信噪比（SNR）能够达到80dB（分贝）以上，要求声卡上的ADC、DAC处理芯片与数字音效芯片分离，因此，高档声卡上的芯片一般不止一块。
世界上主要的声音处理芯片有SB、ESS、OPTI、AD、YMF、ALS、ES、S3、AU等，而目前在声卡界居于领头羊位置的则是Creative和Diamond。
#1 2.功率放大芯片
从声音处理芯片出来的信号还不能直接推动喇叭放出声音，绝大多数声卡都带有功率放大芯片（简称：功放）以实现这一功能。声卡上的功放型号多为XX2025，功率为2×2W，音质一般。由于它在放大声音、音乐等信号的过程中也同时放大了噪音信号，所以从其输出端（Speaker Out）输出的噪音较大。这个缺点在前两年重视功能的潮流中显得并不突出，但是现在人们对音质的要求越来越高，于是就有厂商想出了一些改进的方法，主要是在功放前端加入滤波器来滤掉一些高频的噪音信号，可是这样一来也滤掉了很多高频的音乐信号。其实，指望声卡上的功放芯片能带来良好的音质是不现实的，一个比较好的解决方法是绕过功放，利用声卡上线路输出（Line Out）端口连接音响，这样，音质的好坏就直接取决于声音处理芯片和外接的音响设备（一般是有源音箱）的档次了。（^132001c^）
#1 3.总线连接端口
我们把声卡插入到计算机主板上的那一端称为总线连接端口，它是声卡与计算机互相交换信息的“桥梁”。根据总线的不同，我们把声卡分为两大类，一种是ISA声卡，另一种是PCI声卡，由于两种端口不能互相通用，因此我们在安插声卡时不能插错。主板上的ISA插槽是黑色的，比PCI槽长，其中的金属簧片也比PCI的宽；PCI插槽呈白色，相对较短，其中的簧片很细，分布密集。（^132001d^）
由于PCI总线的优越性，PCI声卡有着许多ISA声卡无法拥有的特性，但这并不是说PCI声卡的音质一定比ISA好，决定音质的好坏主要由声音处理芯片、MIDI的合成方式和制造工艺等，并不仅仅是总线的不同。
#1 4.输入输出端口
声卡要具有录音和放音功能，就必须有一些与放音和录音设备相连接的端口。在声卡与主机机箱联接的一侧总有一些插孔（3～4个），通常是“Speaker Out”、“Line Out”、“Line In”、“Mic In”等，其外形与含义如^132001e^所示（不同声卡上下顺序不尽相同）。如果是3个插孔，则是将Speaker Out与Line Out共用一个，一般可通过声卡上的跳线来定义该插孔为何功能。
Line In端口能够将品质较好的声音、音乐信号输入到声音处理芯片，通过计算机的控制将该信号录制成一个文件。通常该端口连接音响设备（解压卡、CD、功放和彩电等）的“Line Out”端。
MicIn端口用于连接麦克风（话筒），可以将自己的歌声录下来实现基本的“卡拉OK功能”，或者通过其它软件（如IBM的ViaVoice、汉王、天音话王等）的控制实现语音录入和识别。上述四种端口传输的是模拟信号，如果要联接高档的数字音响设备，需要有数字信号输出、输入端口。在声卡上通常有一个S/PDIF的两针插座（索尼/飞利浦数字交换格式接口），从DAT等数字音响设备输出的信号可以通过它直接输入到声卡，再通过软件的控制实现录制和播放等功能。高档的声卡能够实现数字声音信号的输入、输出全部功能，输出端口的外形和设置随不同厂家而异，具体可以查看随卡的说明书。
#1 5.MIDI及游戏摇杆接口
几乎所有的声卡上均带有一个游戏杆接口来配合模拟飞行、模拟驾驶等游戏软件，这个接口与MIDI乐器接口共用一个15针的D型连接器（高档声卡的MIDI接口可能还有其它形式。该接口可以配接游戏摇杆、模拟方向盘，也可以连接电子乐器上的MIDI接口，实现MIDI音乐信号的直接传输。（^132001f^）
#1 6.CD音频连接器
位于声卡的中上部，通常是3针或4针的小插座，与CD－ROM的相应端口连接实现CD音频信号的直接播放。不同CD－ROM上的音频连接器也不一样，因此大多数声卡都有2个以上的这种连接器。（^132001g^）
#1 7.跳线和SB－Link接口
在较早期面市的ISA声卡上多数都有跳线，它的作用是给ISA声卡设置通道和中断信号（DMA和IRQ）以使操作系统与声卡能进行信号传输。现在的绝大多数声卡采用了软件设置通道的方式，但是其上还是有跳线，这种跳线的作用是区分输出端的那个插孔是“Line Out”还是“Speaker Out”。PCI声卡符合PnP（即插即用）原则，它不需要设定通道，因此与DOS应用程序有兼容性问题，造成DOS游戏有时不能发声或发声不正常，为解决这个问题，大多数PCI声卡都有一个与主板SB－Link接口相连接的插座（连线随声卡配置），在DOS下强制分配通道以解决兼容性问题。
#1 8.其它结构
不同种类的声卡结构不尽相同，上面的组件也不一样，有些不常见的组件有：
CD－ROM接口：早期的CD－ROM是用声卡连接的（而不像现在插在主板的IDE口上），不同的CD－ROM接口不一样，因而声卡提供了2～3种这样的接口，现在该接口已不多见。DSP混响处理芯片：存在于中高档次的声卡上，是一种音效处理芯片，用于产生各种3D环绕音效。
波表子卡连接器：高档声卡如果其波表合成电路不是做在一块声卡上，那么势必要用一个连接端口将主声卡与波表子卡连接起来。通常它的外型有点像CD音频连接器。
音色库：有波表合成功能的高档声卡上用于存放乐器声音样本的存储器，与内存芯片的外型相似，通常的容量是1～4M。这种存储器非常昂贵，即便是号称“ISA声卡之皇”的SB AWE64 Gold声卡也只用了4M。带有2M以上音色库的声卡输出的声音品质相当出色。
好了，声卡的结构就述说到这里了，尽管现在的科技发展很快，新事物层出不穷，但是作为DIY的基本功来说，这些基础知识依然非常有用。最后欢迎各位与我交流，我的mail是xiaoaojh@163.net。