一、声卡标准
1、 ADLIB
世界上第一块声卡叫做ADLIB魔奇音效卡,诞生于英国的ADLIB AUDIO公司。可以说ADLIB公司是名副其实的“声卡之父”。当然,那时的技术还很落后,在性能上存在着许多不足之处,就拿这块声卡来说,它是单声道 的,而且音质现在看来简直是烂到极点,但无疑它的诞生,开创了电脑音频技术的先河。
2、 SB
真正把声卡带入个人电脑领域的,就是我们都很熟悉的新加坡CREATIVE创新公司。其实,CREATIVE研发声卡的历史并不比ADLIB短,但由于早 期创新公司规模还很小,研发的产品只是停留在实验室阶段,没有大规模投放市场。一直到了80年代末90年代初,“多媒体电脑”的概念问 世,CREATIVE才抓住了这个千载难逢的机遇,成功研制并推出了Sound Blaster“声霸卡”。使其成为了第一代主流声卡的代名词。尤其是后来的SB Live声卡,可以说是声卡历史上最为经典的一块声卡。
3、 GUS
GUS并非是为完整克隆某个既有标准而实现的,这让它在诸多的声卡中显得颇为与众不同。与之相对的,初代声霸卡(Sound Blaster)基本是集成了AdLib声卡的设计,并在此基础上加入了游戏摇杆接口,和用于数字音频的DMA驱动数模转换器(DAC)。同样,后来的声霸卡型号都是100%兼容之前的AdLib和初代声霸卡的。与之类似的,罗兰(Roland)MT-32建立起自己的一套标准,而罗兰Sound Canvas在建立了一套新标准的同时,也加入了MT-32兼容模式(但并不是100%兼容),而绝大多数其他的MIDI设备,也都试图兼容MT-32或Sound Canvas的标准。
4、 AC'97
AC'97的全称是Audio CODEC'97,这是一个由英特尔、雅玛哈等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。它并不是一个实实在在的声卡种类,只是一个标准。目前最新的版本已经达到了2.3。现在市场上能看到的声卡大部分的CODEC都是符合AC'97标准。厂商也习惯用符合CODEC的标准来衡量声卡,因此很多的主板产品,不管采用的何种声卡芯片或声卡类型,都称为AC'97声卡。
5、 HD Audio
HD Audio是High Definition Audio(高保真音频)的缩写,原称Azalia,是Intel与杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音频规范。目前主要是Intel 915/925系列芯片组的ICH6系列南桥芯片所采用。
HD Audio的制定是为了取代目前流行的AC’97音频规范,与AC’97有许多共通之处,某种程度上可以说是AC’97的增强版,但并不能向下兼容AC’97标准。它在AC’97的基础上提供了全新的连接总线,支持更高品质的音频以及更多的功能。与AC’97音频解决方案相类似,HD Audio同样是一种软硬混合的音频规范,集成在ICH6芯片中(除去Codec部分)。与现行的AC’97相比,HD Audio具有数据传输带宽大、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程序可以通用等特点。
特别有意思的是HD Audio有一个非常人性化的设计,HD Audio支持设备感知和接口定义功能,即所有输入输出接口可以自动感应设备接入并给出提示,而且每个接口的功能可以随意设定。该功能不仅能自行判断哪个端口有设备插入,还能为接口定义功能。例如用户将MIC插入音频输出接口,HD Audio便能探测到该接口有设备连接,并且能自动侦测设备类型,将该接口定义为MIC输入接口,改变原接口属性。由此看来,用户连接音箱、耳机和MIC就像连接USB设备一样简单,在控制面板上点几下鼠标即可完成接口的切换,即便是复杂的多声道音箱,菜鸟级用户也能做到“即插即用”。
综上所述、 目前市面上大多数声卡都是ac'97或hda标准
二、声卡分类
声卡发展至今,主要分为板卡式、集成式和外置式三种接口类型,以适用不同用户的需求,三种类型的产品各有优缺点。
按接口分类:
1、板卡式(独立声卡)
卡式产品是现今市场上的中坚力量,产品涵盖低、中、高各档次,售价从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口,由于此接口总线带宽较低、功能单一、占用系统资源过多,它们拥有更好的性能及兼容性,支持即插即用,安装使用都很方便。
2、集成式 (包括ac'97和hda声卡)
集成声卡大致可分为软声卡和硬声卡,软声卡仅集成了一块信号采集编码的Audio CODEC芯片,声音部分的数据处理运算由CPU来完成,因此对cpu的占有率相对较高。硬声卡的设计与pci式声卡相同,只是将两快芯片集成在主板上。
3、外置式(usb声卡)
是创新公司独家推出的一个新兴事物,它通过USB接口与PC连接,具有使用方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境,如连接笔记本实现更好的音质等。以及MAYA EX、MAYA 5.1 USB等。
按实际存不存在分类:
1、 硬件声卡(包括独立集成外置声卡)
2、 虚拟声卡virtual audio cable
按声卡驱动分类:
1、 支持ASIO驱动的(低延迟)
2、 支持MME驱动的
...
三、 声卡组成
声卡是将话筒或线性输入的声音信号经过模/数转换编程数字音频信号进行数据处理,然后再经过数/模转换变成模拟信号,送往混音器中放大,最后输出驱动扬声器发声。下面对声卡的各个组成部分做一个介绍。
1、数字信号处理芯片
数字信号处理芯片可以完成各种信号的记录和播放任务,还可以完成许多处理工作,如音频压缩与解压缩运算、改变采样频率、解释MIDI指令或符号以及控制和协调直接存储器访问(DMA)工作。
2、A/D和D/A转换器
声音原本以模拟波形的形式出现,必须转换成数字形式才能在计算机中使用。为实现这种转换,声音卡含有把模拟信号转成数字信号的A/D转换器,使数据可存入磁盘中。
为了把声音输出信号送给喇叭或其他设备播出,声卡必须使用D/A转换器,把计算机中以数字形式表示的声音转变成模拟信号播出。
3、总线接口芯片
总线接口芯片在声卡与系统总线之间传输命令与数据。
4、音乐合成器
音乐合成器负责将数字音频波形数据或MIDI消息合成为声音。
5、混音器
混音器可以将不同途径,如话筒或线路输入、CD输入的声音信号进行混合。此外,混音器还为用户提供软件控制音量的功能。
四、 声音架构
windows平台
1、 MME
MultiMedia Extensions多媒体扩展(MME):级别最低的驱动,于Windows 3.1时代首次推出。由于等待时间长,Cubase VST、Logic Audo等音序软件应避免使用,除非找不到替换者。然而它在Cakewalk Sonar中使用似乎有着优良的性能,一些独立的软件合成器使用时MME也具有相当好的性能。
2、 ASIO
Audio Stream Input Output(ASIO):音频流输入输出,通过Steinberg流行的的MIDI加音频软件Cubase VST走向世界,是第一个真正提供了小于10毫秒低等待时间的驱动。ASIO2.0同时支持多口(通过ADAT传送)采样精度的寻址和零等待的监听。如果你的音序器和声卡二者都支持ASIO,考虑优先使用它。
3、 WDM
WDM其实并不是一个专为音频而生的接口,核心Kernel Streaming,是而是一套编写驱动程序的框架和接口,这是微软在Windows98时代为了简化驱动程序编写难度而制作的一套模型。 也就是说用这一套框架,你不止可以写出音频驱动,还能写出网卡显卡各种卡的驱动。很显然这东西的本质就是给硬件的驱动程序,自然是必须可以和硬件直接通信的。所以开发者们就发现WDM意外的适合做音频驱动。这让音频流有了低延迟,多通道,高质量传输的特性。 WaveOut、DirectSound、Kernel Streaming属于WDM通道。
4、 UAA
UAA是最新的Windows音频架构,全称为Universal Audio Architecture,即通用音频架构其中用于管理音频对话的API为WASAPI(Windows Audio Session API),随Vista一同推出。事实上,因为Windows自带,又是UWP的默认输出方式,几乎稍微好一点的播放器和DAW都支持的缘故,WASAPI已经成为了标配。
Linux平台
1、 alsa
Advanced Linux Sound Architecture 的简称为 ALSA,译成中文的意思是 Linux 高级声音体系。ALSA是内核级混音器,它直接管理您的声卡。ALSA本身一次只能处理一个应用程序。当然,有解决这个问题的“ dmix ”。(这是一个ALSA模块。)
2、 pulseaudio
PulseAudio是用户领域之上的软件混合器(就像您运行应用程序一样),依旧是基于alsa架构的。在运行时,它使用Alsa(无dmix),并管理各种混合,设备,网络设备以及所有内容。
3、 oss
OSS(开放声音系统)是这两种方法的替代方案,但未获得GPL的许可,这使得发行版不太可能被大量采用。OSS是一个商业声卡驱动程序,需要花钱购买。
综上所述,在当今的典型系统中,一般我们现在使用的是ALSA的声音架构。 ALSA直接与您的声卡对话,而Pulseaudio与您的应用程序和程序对话,并将其输入ALSA。