Добрый день, уважаемый читатель!

Тема: Выбираем звуковую карту

Необходимость отдельного внешнего звука определяется вашими целями. Современный встроенный звук формата 6.1 на чипах ALC650 обеспечивает все основные нужды пользователя. Отдельная звуковая карта нужна лишь том случае, если вам требуется профессионально работать со звуком.

В начале несколько технических терминов.

Децибел - дБ (dB)

Логарифмическая единица измерения силы звука. Логарифмическая единица измерения относительного уровня сигнала (отношения двух сигналов). (Вообще, эта величина показывает на сколько громко воспроизводится звук).

Отношение Сигнал/Шум (S/N)

Отношение уровня сигнала к шуму, в импульсных помехах обычно имеется в виду значения амплитуды, а в случайных помехах имеется в виду среднеквадратичные несущие значения (RMS). (Измерение того, насколько "чистый" звук.)

Суммарный коэффициент гармоник (СКГ) - (THD)

Мера гармонических искажений, получаемая отношением мощности всех гармоник имеющихся на выходе системы, которые происходят из нелинейности, в то время, когда частотный синусоидальный сигнал определенной мощности поступает на вход системы передачи, к мощности основной частоты, получаемой на выходе системы. (Мера, того, как точно воспроизводится звук.)

Диапазон частот

Верхние и нижние действующие или рабочие диапазоны частот прибора. (На сколько высоко и низко (исчисляется в верхах и низах (басы)) может без потерь воспроизводиться звук)

Как вы видите, технические термины могут просто-напросто сбить с толку. Так что дадим подробное описание вышесказанного:

Отношение сигнал/шум (S/N), показывает на сколько чистый на выходе сигнал: Если у вас есть игра, в которой звучат душераздирающие звуки (что-то вроде Half-Life), общая доля звука поступающего с вашей звуковой карты будет являться комбинацией обычного аудио, которое должно присутствовать в этой игре и шума, который добавляется электронными компонентами самой системы. Меньше шума, следовательно, больше хорошего звука!

Чем выше значение показателя S/N, тем лучше. И еще кое-что интересное. Абсолютное максимальное значение сигнала к шуму цифрового устройства 96дб. Имеется в виду, что звук 16-битный, 48КГц, так как вы получаете 6дб сигнала на каждый бит. (16 x 6 = 96). Исходя из этого, любая плата имеющая более 96дб S/N скорее всего A) воспроизводит звук с линейного входа или выхода, или же B) воспроизводит звук прямо с CD входа на линейный выход. Даже зная это, больший показатель лучше. Что еще стоит сказать о S/N: только если вы слушаете звук через очень точный усилитель и хорошую акустику, вы поймете разницу между 4дб S/N и 96дб.

Суммарный коэффициент гармоник (СКГ) имеет место, как в самой звуковой карте, так и в акустике. В общих чертах, это отношение искажения сигнала на входе, которое определяется на выходе прибора. Из сказанного ясно, что к акустике это значение более применимо, чем к самой карте. Колонки имеют больший эффект, из-за внешних факторов, таких как корпус колонок и материал из которого они сделаны. Звуковой чип (или ЦПС [цифровой процессор (обработчик) сигналов]) менее подвержен этому значению, так как имеет цифровое происхождение и, по сути, мало подвержен внешним колебаниям. Если колонки не могут точно воспроизвести звук, получается искажение. С другой стороны, так же, если звуковая карта не может правильно обработать сигнал, тоже возникает искажение. Что же касается СКГ, то здесь чем ниже показатель, чем лучше.

Частотная характеристика в нынешних звуковых картах практически перестала фигурировать. Так как по спецификации PC9x, любая карта соответствующая этому стандарту, должна как минимум выдавать от 20Гц до 20Кгц. Это диапазон частот, которые воспринимает человеческое ухо (у 99.9% всего населения земли). Где частотная характеристика действительно имеет место, так это колонки. Если ваши колонки не могут держать 60Гц, то при попытки подачи на них 60Гц, они будут либо искажать звук, либо у вас создаться ощущение звона в ушах от глубоких басов.

Типы интеграции звуковых устройств.

Компьютер может иметь 4 основных вида интеграции звуковоспроизводящего устройства:

1. Встроенный в материнскую плату кодек (иногда вместе со звуковым чипом)
2. Вставляемая в слот (разъем) AMR/CNR звуковая карта
3. Вставляемая в слот PCI звуковая карта
4. Вставляемая в слот ISA звуковая карта

Что же такое звуковая карта?

В настоящее время, это отдельное устройство, которое устанавливается в слот расширения и имеет отношение, полное или частичное, к перечисленным выше пунктам 3-5 в звуковом тракте персонального компьютера.

Звуковые карты на шине ISA

Начнем с последнего пункта. Звуковые карты на шине ISA были самыми первыми полноценными звуковоспроизводящими устройствами для персонального компьютера. В стародавние времена великого и ужасного DOSa (период до 1995 года н.э.) для таких карт была очень актуальна совместимость со стандартом Sound Blaster Pro. В наше время беспредельного господства семейства операционных систем Windows, для таких карт актуальным становится лишь их надежная и правильная работа в Windows, совместимость с последними версиями развлекательно-игрового API DirectX, а также возможность разделения ресурсов звукового устройства между программами в Windows. И хотя совместимость со стандартом Sound Blaster Pro в настоящее время уже и не актуальна, многие магазины до сих пор указываются в прайсах позиции на звуковые карты в стиле: "SB16 [название карты]". Выглядит абсурдно, но против традиции трудно что-либо противопоставить.

Типичные представители этой группы звуковых карт: Любые собранные на чипах фирмы ESS старых серий (ESS688, ESS1868); семейство Creative Sound Blaster Pro (а также Sound Blaster 16, Sound Blaster AWE32, Sound Blaster AWE64, и их модификации); Gravis Ultra Sound (ACE/MAX); Yamaha 718/719 и множество других фирм и марок изделий.

Основные плюсы карт с шиной ISA: Их относительная дешевизна, вероятное наличие встроенного усилителя для подключения пассивных колонок (то есть, не имеющих, в отличие от активных, усилителя мощности).

Основные минусы карт с шиной ISA: Значительная загрузка процессора при воспроизведении звука, существенный шум встроенного усилителя при воспроизведении на сравнительно хорошей акустике, очень часто посредственные характеристики качества звучания и записи (оцифровки сигнала с внешнего источника), отсутствие возможностей большинства современных звуковых карт с шиной PCI (выход на 4 и более колонок, цифровой выход S/PDIF, корректная поддержка частоты дискретизации 48 кГц и т.п.).

Резюме: В настоящее время должны быть какие-то очень существенные причины для покупки новой звуковой карты с шиной ISA (например, очень низкая цена на некогда хорошую и дорогую звуковую карту). И наоборот, причин, по которым такую карту в большинстве случаев лучше поменять на более современную с шиной PCI обычно находится очень много.

Звуковые карты на шине PCI

К сожалению, материал этого раздела упростить не представляется возможным. Поэтому, все сложные слова и аббревиатуры поставлены в скобках. И если что-то непонятно, то это можно просто пропускать.

В соответствие с постепенным отказом в персональных компьютерах от медленной и ресурсоемкой шины ISA, в 1997 году корпорация Intel разработала спецификацию AC'97 (Audio Codec '97 Component Specification) в пользу реализации звуковых устройств на перспективных и современных шинах PCI и USB. Этой спецификацией еще в версии 1.0 предусматривались следующие реальные преимущества AC'97 звуковоспроизводящих устройств:

1. По-прежнему совместимость с Sound Blaster для DOS игр (в т.ч. FM синтез, MPU 401 MIDI интерфейс, джойстик);
2. Низкая загрузка CPU;
3. Полный дуплекс (full duplex, возможность записи во время воспроизведения) со различными частотами дискретизации;
4. Высококачественный звуковой выход (~90 дБ SNR);
5. Режим 3D stereo в аудио кодеке (Audio Codec);
6. Единый микшер для всех устройств, поддерживающий запись и воспроизведение со следующих источников: Wave, MIDI синтезатор, CD audio, линейный вход, микрофон, модем и другие;
7. Высококачественный микрофонный вход ( ~70-80 дБ SNR при АЦП, программно регулируемое усиление);
8. Линейный выход для подключения к бытовой Hi-Fi аппаратуре;
9. Декодирование AC-3 потока для DVD фильмов;
10. Аппаратная поддержка MIDI синтеза;
11. Аппаратная поддержка DirectSound 3D.

Версия AC'97 2.0 добавила опциональную поддержку частоты семплирования до 96 кГц. Версия AC'97 2.1 от 05.1998 включила множество несущественных поправок с учетом времени. Версия AC'97 2.2 от 09.2000. В ней официально задокументирована поддержка 5.1 аналоговых выхода и опциональное наличие цифровых S/PDIF интерфейсов.

Для того, чтобы разнести довольно шумные цифровые шины (напомню, частота шины PCI составляет 33 МГц) с высоким уровнем сигнала (5 В TTL-уровень) от аналоговых чувствительных цепей спецификация AC'97 предусматривает разделение звуковоспроизводящего устройства на 2 части: цифровой контроллер (Digital Controller) и кодек (Audio Codec). Соединены они по синхронной 5-контактной шине AC-link, стандартно работающей на частоте 48 кГц и разрядности 16 бит (стандарт предусматривает опциональное увеличение формата передачи данных до 20 бит 96 кГц). Звуковой чип занимается цифровой обработкой, а кодек - оцифровкой, воспроизведением, а также цифровым и аналоговым микшированием различных звуковых источников сигнала. Для избежания цифровых перегрузок при микшировании (а также для некоторых других целей) разрядность кодеков делают выше 16 бит с небольшим запасом. Обычно это 18 бит, но иногда встречаются и 20 битные. Согласно моим измерениям и характеристикам таких кодеков на сайтах производителей самих микросхем, какого-то особого преимущества это не дает и не слишком приближает качество звучания бытовых звуковых карт к профессиональной аппаратуре. Тем не менее PCI-ные звуковые карты, соответствующие AC'97, несомненно, качественный скачок по сравнению с их ISA предшественниками во всех отношениях.

Кроме того, именно спецификация AC'97 позволяет реализовать различные варианты компоновки звуковых плат - как с одним стерео выходом, так и с двумя (на фронтальные и на тыловые колонки) или с шестью (для вывода декодированного 5.1 потока и подачи на 5.1 комплект акустики по аналоговым входам).

Практический вывод из всего вышеизложенного следует такой. Качество звучания карты во многом определяется кодеком, который и занимается оцифровкой и воспроизведением звука. Микросхема кодека на звуковой карте представляет собой небольшой квадратик с планарно расположенными с четырех сторон выводами.

Остерегайтесь подделок! Многие звуковые карты от безымянных производителей, например, сделанные под Yamaha 7x4 иногда представляют собой совершенно другие звуковые карты. Визуально можно проконтролировать оригинальность изделия именно по наличию на карте микросхемы кодека с одной из нижеперечисленных кодировок. Всю информацию по характеристикам кодеков можно легко найти на сайтах их производителей.

Основные производители AC'97 кодеков: SigmaTel (наиболее распространены модели STAC 9704/9708/9721), Crystal Semiconductors (CS4297/CS4294), Wolfson (серия XWM, например XWM9704), Analog Devices (маркировка AD).

Примеры цифровых контроллеров: Creative EMU10K, Aureal AU8810/8820/8830, Yamaha YMF 724/740/744/754, ForteMedia FM801AS/AU, Crystal Semiconductors CS4612/4614/4630.

Цифровые интерфейсы: Современная звуковая карта может содержать разъемы цифровых интерфейсов. Это бытовые, но довольно качественные цифровые протоколы S/PDIF и Toslink. Они служат для вывода звука из компьютера в цифровом формате и дальнейшего раскодирования и/или цифро-аналогового преобразования иногда более качественными, нежели дешевые звуковые кодеки, преобразователями бытовых устройств или ресиверами наборов компьютерной акустики. Можно не делать какому-либо цифровому формату особого предпочтения: на хорошей аппаратуре S/PDIF и Toslink играют на слух неотличимо замечательно (я слушал на $600, $900 и $1600 аппаратуре и не услышал никаких отличий). На многих звуковых картах разъемы S/PDIF выполнен в виде миниджека. Для подключения к внешнему цифровому устройству в таком случае необходимо запастись обычным аудио-шнуром "моно миниджек на тюльпан (RCA)" либо "стерео миниджек на два тюльпана". При подключении звуковой карты Live!, в последнем случае следует использовать белый тюльпанчик для подключения к ресиверу.

Основные плюсы карт с шиной PCI: Звук более высокого качества, чем у старых ISA карт, многоканальный выход для прослушивания звукового сопровождения игр и DVD фильмов, возможность использования программных MIDI синтезаторов с приемлемой задержкой, поддержка 3D звуковых API (DS3D, EAX, A3D) на аппаратном или достаточно хорошем программно-аппаратном уровне, наличие цифровых интерфейсов (RCA S/PDIF, optical Toslink).

Основные минусы карт с шиной PCI: Более высокая цена у хороших звуковых карт, у некоторых карт встречаются проблемы с совместимостью со стандартом Sound Blaster в чистом DOS-е.

Встроенный в материнскую плату звуковой кодек

В связи с ростом вычислительных возможностей центральных процессоров и с выходом спецификации AC'97 с целью удешевления стоимости компьютера у производителей появилась возможность убрать цифровой контроллер и возложить его функции полностью на центральный процессор. Этим не преминула воспользоваться сама Intel, которая в последнее время стала выпускать интегрированные чипсет для материнских плат - i810, i815 и т.п. Производители материнских плат и магазины стали величать такую схему реализации звуковой подсистемы как "интегрированный AC97 звук". Так что если увидите такую аббревиатуру - знайте, что в материнскую плату скорее всего просто встроен AC97 кодек, со всеми вытекающими последствиями.

Программная реализация цифрового контроллера через драйвера отнимает довольно много ресурсов. А качество цифровых операций микширования источников часто оставляет желать лучшего. Прибавьте к этому отсутствие поддержки игровых интерфейсов и вы поймете, что такой звук годится только для офисного применения. Но никто не мешает докупить к такому компьютеру отдельную полноценную звуковую карту (а встроенный звук отключить, к примеру, в BIOS-е). Другое дело, если в материнскую плату впаян и цифровой контроллер (я встречал c Ямаховских YMF724). В этом случае на нее распространяется все вышесказанное о звуковых картах с шиной PCI.

Основные плюсы встроенного кодека: Это всего лишь бесплатный бонус и его можно не использовать.

Основные минусы встроенного кодека:Только офисное применение.

AC'97 кодеки в качественных современных звуковых платах не применяются (вместо этого с успехом используются I2S-кодеки для бытовой и профессиональной аудио аппаратуры), и полностью сместились в low-end сектор, превратившись в убогий и глючный отключаемый "интегрированный AC'97-звук".

Совсем недавно появилась спецификация стандарта High Definition Audio.

Он является преемником и эволюционным продолжением спецификации AC‘97. Новые кодеки имеют тот же форм-фактор и совместимы с HD Audio контроллерами снизу вверх. Вероятно, следуя принципу "пользователь покупает мегагерцы", в Intel выбрали название по основному отличительному признаку - поддержке звуковых форматов высокого разрешения, что совпадает с дословным переводом названия стандарта). Однако, несмотря на название, стандарт имеет и некоторые отличия. Основные из них приведены в таблице:

Вставляемая в слот (разъем) AMR/CNR звуковая карта

Производители анонсируют, но пока не проявляют рвение по широкомасштабному выпуску звуковых плат для (на мой взгляд, изобретенных Intel в минуты помрачения) слотов AMR, а теперь вот и CNR. Напомню, это специальные универсальные слоты расширения, предназначенные для установки дополнительных звуковых и/или модемных карт расширения. Поживем - увидим. Поначалу шина USB также вызывала недоуменное выражение лица у большинства людей. Однако, сейчас она все больше и больше внедряется в жизнь и находит свое применение в большом количестве периферийных устройств.

Звуковые карты и игры

Не секрет, что большинство покупает звуковую карту для использования и в играх тоже (а кто-то и целенаправленно для игр). В настоящее время во многих играх имеется поддержка так называемого трехмерного звука. Все звуковые эффекты в происходящей игровой ситуации динамически выводятся с учетом развивающихся событий. Особенно сильно это можно попытаться прочувствовать в интерактивных играх с трехмерной графикой. Например, Unreal, Half-Life, Unreal Tournament, Quake3, Alice и т.п.

Генерацией "звуковой картины" в играх занимается специальный программный интерфейс (так называемый API). Что это означает? А то, что игровая программа задает звуковой карте параметры источников звука в игровой сцене, а уж каким образом и насколько качественно и правдоподобно звуковая карта вместе со своими драйверами это дело отрабатывает - зависит от разработчиков этой карты.

Самые распространенные в игровых программах 3D sound API: Microsoft DirectSound3D, Creative EAX и Aureal A3D. Если первый из них, DirectSound3D, не требует обязательной аппаратной поддержки, то с двумя последними все несколько сложнее и запутаннее. EAX версии 1.0 и 2.0, является открытым расширением DirectSound3D API. Поддержка EAX 1.0 заявлена у множества звуковых чипов (цифровых контроллеров, в терминах AC'97), но выполнена программно, на уровне драйверов.

Впрочем, о быстродействии при программной реализации волноваться не стоит. А бенчмарки тестов различных звуковых карт в различных играх имеют совсем мало смысла, так как разница в качестве может быть просто громадной. Не стоит, наверное, говорить, что EAX1.0/EAX 2.0 - в отличном качестве и полностью аппаратно имеет только EMU10K. Далее, по качеству можно поставить реализованную эмуляцию EAX на контроллерах, с поддержкой технологий Sensaura (например, YMF7x4). И на последнем месте - все остальные контроллеры, у которых EAX примерно одинаков и присутствует только в версии 1.0. Существует также полностью программный эмулятор EAX 2.0, который входит в EAX2.0SDK. Вторая версия EAX отличается гораздо большей правдоподобностью и реалистичностью звучания. EAX представляет собой адаптацию возможностей эффект-процессора, зашитого в чип EMU10K, для игровой индустрии. Он не сложен для разработчиков и часто ими поддерживается в различных игровых приложениях. Минусы этого API - статичность звукового оформления в EAX 1.0 и усложненная манипуляция с настройками звучания в EAX 2.0 для разработчика. Качество микширования потоков и качество реализации в играх на сегодня наилучшее в EAX 2.0.

С интерфейсом Aureal A3D 1.0/2.0/3.0 примерно такая же история, как и с EAX. Полноценную поддержку это API имеет только на картах, для которых он был изначально разработан. Это семейство звуковых карт Vortex от фирмы Aureal. При этом, Vortex Advantage и Vortex1 имеют только A3D 1.0. Vortex2 - Aureal A3D 1.0/2.0/3.0. Алгоритмы работы этого API основаны на упрощенной геометрической модели распространения звуковых волн. Минусом этого API является уступающая по качеству EAX реализация реверберации и ограниченность его применения в игровых жанрах, не являющихся 3D Action. В связи с кончиной фирмы-основателя этого API и прекращением выхода новых драйверов под уже существующие карты, его поддержка в новых игровых программах стоит сегодня под большим вопросом. Реализация A3D в современных программах часто оставляет желать лучшего (вплоть до путаницы каналов между собой).

Входы и Выходы

Современные звуковые карты должны иметь, как стандарт, два входа, точнее один линейный вход и один линейный выход. Хотя большинство карт имеют много больше, чем эти два разъема. Это могут быть выходы усиления, подаваемого на колонки, оптические разъемы для записывающих устройств на мини дисках, коаксиальные разъемы для цифровых аудио кассетных дек, разъемы для домашних театров, разъем для джойстика и другие порты I/O. Вот список I/O минимальных потребностей для вашей звуковой карты:

• Поддержка четырех колонок
• Цифровая совместимость
• Разъемы для CD, видео, а так же дополнительные

Набор программного обеспечения

Пакет программ, идущих в комплекте с картой, также является определяющим фактором. Звуковые карты низкого уровня идут с несколькими демо-играми и приложениями, а по поводу обновления драйверов, производители данных карт больше полагаются на покупателя. Карты среднего уровня идут, как правило с одной или двумя полными играми и обычно стоят примерно 900 рублей и дороже, в зависимости от технических характеристик.

Коробка говорит о многом

Первый источник информации о звуковой карте при ее покупке, это коробка, если это конечно боксовый вариант. Если же это OEM-вариант, то можно обратиться к мануалу. Там указаны все данные и характеристики о звуковой карте. Обычно вся самая важная информация располагается по бокам коробки. На коробке обычно указанно - диапазон рабочих частот, отношение сигнал/шум (S/N), какие ИПП поддерживаются и разъемы, которые имеет звуковая карта, а так же другие полезные вещи. Посмотрев на эти показатели, вы должны убедится, что звуковая карта имеет, по крайней мере:

• Отношение сигнал/шум более 93дБ. Хороший показатель для начала - хоть и не самый лучший, но обеспечивает чистое звучание.
• СКГ (DTH) должен быть менее 0.1%.
• Поддержка A3D или EAX

Миру-мир, нет войне 3D sound API и звуковых карт

Универсальных и идеальных звуковых карт нет и в ближайшее время пока не предвидится. У одной из них хороший звук в MIDI, у другой в играх, у третьей - классный эффект-процессор или выход на 6 колонок и пульт ДУ. Так что, при сегодняшних, не слишком высоких ценах на звуковые карты, можно вполне расширить звуковые возможности Вашего компьютера установкой дополнительных звуковых карт - были бы свободные гнезда расширения. В моем собственном компьютере последние 2 года совершенно свободно и без всяких проблем жили 3 разных PCI звуковых карты одновременно. Сменить активную звуковую карту в Windows довольно просто: достаточно щелкнуть правой кнопкой на желтеньком значке динамика в правом нижнем углу экрана и выбрать пункт "Установить Аудиопараметры". И далее, выбрать требуемую звуковую карту из списка. И все! Не забудьте только включить нужную звуковую карту на усилителе. Неудобство с переключением проводов лично я решил применением внешнего предусилителя с коммутацией звуковых входов.

Примеры записи:

• Звуковая плата Creative SB Audigy 5.1 LS, PCI (SB0310-312) OEM
• Звуковая карта Creative 5.1 Live! PCI

Здесь:

Creative – наименование производителя;

SB Audigy 5.1 LS, 5.1 Live! – марка звуковой платы;

PCI – интерфейс подключения;

OEM – вариант поставки

В следующей части мы продолжим рассмотрение выбора комплектующих, в частности рассмотрим выбор модема.

С наилучшими пожеланиями

Угольников Сергей

"Как выбрать домашний компьютер и неплохо сэкономить на покупке"

http://www.viborcomp.narod.ru/Index.htm