Для чего нужна звуковая карта (аудио-интерфейс). Звуковая карта компьютера Все о звуковых картах

Звуковая карта на сегодняшний день является неотъемлемой составляющей любого персонального компьютера или ноутбука. Она служит для обработки звуковых сигналов, позволяя выводить звук на акустическую систему, подключенную к компьютеру или же осуществлять запись звука на компьютер через микрофон. Интересно, что первые звуковые карты появились отнюдь не одновременно с первыми компьютерами. Персональные компьютеры фирмы IBM, которые были, по сути, первыми массовыми ПК, позиционировались в качестве инструмента для решения научных и бизнес-задач, поэтому звук на них не был предусмотрен. Первая звуковая плата, производимая фирмой Covox Inc., поступила в продажу в 1986 году и представляла собой внешнее устройство, воспроизводящее монофонический цифровой звук.

Устройство звуковой карты

Любая звуковая карта состоит из следующих основных компонентов:

• PCI-интерфес, при помощи которого звуковая плата подключается к материнской плате.
• Цифрово-аналоговый преобразователь (сокращенно ЦАП).
• Аналогово-цифровой преобразователь (сокращенно АЦП).
• Разъемы для подключения к звуковой карте аудиосистемы, микрофона, синтезатора и т.д.

Принцип работы звуковой карты

Когда вы запускаете, к примеру, аудиопроигрыватель, звук в цифровом виде обрабатывается процессором компьютера и посредством PCI-интерфейса передается на звуковую плату. Цифрово-аналоговый преобразователь выполняет перекодировку цифрового сигнала, благодаря чему на разъем подключения аудио сигнал передается уже в аналоговом виде, что делает возможным «прочтение» его акустикой.

В случае записи звука с микрофона, уловленный микрофоном звук поступает на звуковую карту в аналоговом виде. После этого аналогово-цифровой преобразователь преобразовывает данный сигнал в цифровой, который состоит из понятных компьютеру нулей и единиц. Далее цифровой сигнал через интерфейс PCI передается на жесткий диск для записи и хранения.

Звуковые карты бюджетного класса в принципе мало чем различаются между собой, а вот уже более дорогие модели могут выделяться лучшим качеством звучания (само собой разницу в качестве звука можно уловить лишь при использовании высококачественной акустики). Кроме того, звуковые карты бывают внутренние и внешние. Внутренние, как и понятно из названия, представляют собой плату, подсоединяемую в соответствующий PCI-разъем на материнской плате компьютера. Внешние звуковые карты являются компактным устройством, подключаемым к компьютеру, как правило, посредством интерфейса USB, и используются для профессиональной работы со звуком. Благодаря использованию внешней звуковой карты можно получить очень качественное звучание, а заодно и снять часть нагрузки с центрального процессора.

Любите слушать музыку и смотреть фильмы на компьютере? Тогда без звуковой карты не обойтись

По определению, которое даётся в книгах по компьютерной грамоте для чайников или учебниках информатики, под звуковой картой для ноутбука или стационарного ПК подразумевается специальное устройство, которое может быть интегрировано на материнской плате или быть внешним, используемое для воспроизведения и обработки поступающего звукового сигнала. Посредством аудиокарты можно прослушивать музыку, заниматься полноценным просмотром фильмов или наслаждаться игровым процессом. Посредством специальных программ можно осуществлять обработку звука или самому создавать музыку.

К СВЕДЕНИЮ:

процесс обработки аудио на компьютере предполагает редактирование записей, устранение шумов, оцифровку аналоговых композиций для их сохранения на современных типах носителей, сведение музыки или встраивание частотного диапазона.

Большинство современных звуковых карт оснащено множеством выходов, среди которых есть разъём для подключения акустики, микрофона или наушников.

Данное устройство может иметь различные названия:

• устройство ввода/вывода звука;
• звуковая плата;
• аудиоплата;
• аудиоустройство.

Сама карта может быть представлена отдельной платой расширения, помещаемой в соответствующий разъём «материнки» или же выглядеть как интегрированный чипсет, распаянный на материнской плате. Всё зависит от модели и производителя.

Зачем нужна звуковая карта в компьютере

Некоторые пользователи задаются вопросом, для чего нужна звуковая карта для компьютера. Это необходимая деталь, которая находится в каждом ПК или ноутбуке. Её предназначением является обработка поступающего аудиосигнала и его воспроизведение.

Даже звуки, которые встроены в систему и оповещающие пользователя о событиях на компьютере, не могут быть воспроизведены без наличия этой детали. Также купить звуковую карту на компьютер потребуется пользователям, которые профессионально занимаются музыкой, поскольку она позволяет обрабатывать звук и заниматься написанием собственных произведений. Геймеры устанавливают на свои ноутбуки внешние звуковые карты для лучшего звучания и более полного погружения в игровой процесс. Наличие в аудикарте разъёмов для подключения внешних динамиков или наушников даёт возможность смотреть фильмы, слушать музыку или проводить онлайн-беседы с родственниками или друзьями при помощи Скайпа или иных аналогичных программ.

Простейшая звуковая карта представляет собой плату с набором микросхем и необходимыми выходами

Как выглядит звуковая карта для ПК

Чтобы понять, как выглядит звуковая карта в компьютере, можно посмотреть фото. Также способ определения, где именно в ПК скрывается звуковое устройство, будет зависеть от его типа и вида компьютера (стационарный или ноутбук). Как определить звуковую карту в стационарном компьютере? Это можно сделать путём разбора корпуса. На материнской плате нужно найти небольшой чип (микросхему), на котором будет нанесено названием фирмы производителя. Этим способом определяется распаянная на материнской плате звуковая карта.

К СВЕДЕНИЮ:

если она встроена, но подключается в качестве отдельного устройства, тогда местом её нахождения будет соответствующий слот. Обычно это PCI-Express. В этом случае показателем наличия звуковой карты на компьютере будут различные выходы на задней стенке системного блока.

Разбирать ноутбук сложнее, поэтому определить, где именно будет находиться звуковая карта, можно по внешним разъёмам. Обычно на переносных моделях ПК имеется только два выхода – для микрофона и наушников или динамиков.

На материнской плате звуковая карта представлена маленьким чипом с указанием производителя

Основные виды звуковых карт для компьютера

Существует всего два основных типа аудиоустройств для ПК – это внешняя звуковая карта для компьютера и внутренняя или встроенная. Они отличаются своим видом и набором характеристик. Также незначительно разнятся цели использования этих устройств в системе.

Внешняя звуковая USB-карта

Это устройство, представляющее собой отдельный блок, внутри которого находится набор микросхем, отвечающих за преобразование и воспроизведение звука, подключаемое к компьютеру через порт USB. Применение внешнего устройства является возможностью значительного улучшения качества звука. Чаще всего подобные системы применяются для ноутбуков, поскольку дискретные аудиочипы не могут выдавать качественное аудио даже на дорогих моделях. Необходимость приобретения внешней звуковой карты может быть вызвана двумя причинами:

• желание получить качественное звучание на переносном ПК;
• если основная звуковая карта сломалась и не подлежит ремонту, или процедура замены будет дороже, нежели покупка новой.

К СВЕДЕНИЮ:

подключение колонок не является решением проблемы некачественного звука. Это приведёт только к увеличению громкости, при которой все огрехи и недостатки встроенного аудиочипа проявятся сильнее.

Чаще всего недорогие модели внешних звуковых карт не превышают размерами обычный флэш-накопитель. Более дорогие и качественные могут походить на жёсткий диск. Самые дорогие модели, цена на которые может достигать 10 000, своими габаритами приближаются к размерам самого компьютера.

Внешние звуковые карты отличаются мобильностью при наличии всех необходимых разъёмов

Все внешние звуковые устройства обладают общими возможностями:

• усиление аудиопотока, по сравнению со штатными средствами компьютера;
• возможность подключения внешних динамиков, микрофона и наушников.

Дорогие модели могут оснащаться различными датчиками, индикаторами, регуляторами. Топовые модели дополнительно имеют коаксиальные выходы и аналоговые каналы.

Преимуществами внешних звуковых карт для компьютера являются:

• значительное улучшение качества звука;
• мобильность, что делает возможным подключение устройства к любому ПК;
• широкий ассортимент моделей, представленных в продаже;
• наличие возможности подстройки основных частотных параметров при помощи кнопок, вынесенных на корпус аппарата.

Внутренняя звуковая карта для компьютера

Как понятно из названия, эта разновидность устройства для воспроизведения и обработки аудиопотока представляет собой убранную в корпус компьютера систему. Существует деление внутренних аудикарт на две категории:

Интегрированные . Это чип, который распаян непосредственно на плате. Подобное решение является наиболее бюджетным вариантом. Не стоит ожидать от подобной системы качественного звучания, хотя на более дорогих материнских платах могут устанавливаться качественные чипы. Преимуществом подобного типа является снижение общей стоимости компьютера. Но недостатков подобное аудиоустройство имеет намного больше:

• после помещения на материнскую плату на чип начинают воздействовать электрические шумы, которые искажают аналоговый сигнал;
• отсутствие собственного процессора, что приводит к повышению нагрузки на ЦП;
• невозможность подключения мощных аудиосистем.

Интегрированные карты впаяны в плату и имеют вынесенные на заднюю стенку ПК разъёмы для подключения устройств

Дискретные . Эта разновидность представляет собой отдельную плату, которая устанавливается в слот PCI. Дискретные карты считаются самыми старыми вариантами. Существует множество производителей, которые специализируются именно на выпуске дискретных вариантов. Применение подобного типа обладает рядом плюсов:

• наличие собственного звукового процессора, что позволяет снизить нагрузку на ЦП и не приводит к замедлению работы ПК;
• выдача более качественного звучания;
• возможность подключения мощных внешних устройств воспроизведения звука;
• наличие диска, на котором находятся драйвера для звуковой карты под Windows 7 или иной операционной системы.

Дискретная аудиокарта – это отдельная плата, устанавливаемая в слот PCI-Express

Основные технические характеристики звуковых карт и имеющиеся разъёмы

Главным параметром, который определяет эффективность звуковой карты, является качественное воспроизведение аудио без лишних помех и искажений. Большинство устройств имеет цифровые и аналоговые входы.

К СВЕДЕНИЮ:

на практике оказывается, что аналоговый вход/выход даёт помехи при воспроизведении звука. Но профессиональные музыканты считают, что аналоговое звучание обладает «теплотой», которую не может дать «цифра».

Преобразователь сигнала

Поскольку компьютер – это цифровое устройство, а звук – это аналоговое физическое явление, требуется использование специальных приспособлений для преобразования. На звуковой карте за это отвечает отдельная микросхема, называемая ЦАП, или цифро-аналоговый преобразователь. Процесс преобразования протекает в два этапа:

• сначала происходит выделение из потока данных отсчётов сигнала, которые совпадают с частотой дискретизации;
• далее путём интерполяции или сглаживания происходит формирование непрерывного во времени аналогового сигнала.

Существует также методика обратного преобразования, когда на вход поступает аналоговый поток, который требуется сделать понятным компьютеру, что означает представление сигнала в набор цифр.

Схема работы ЦАП и АЦП

Разрядность ЦАП

Ещё одной характеристикой, которая тесно связана с преобразованием, является разрядность цифро-аналогового преобразователя. Разрядность – это количество разрядов входного кода или минимального количества единиц цифровой информации или битов. Обычно применяется представление двоичного числа, разрядность которой превышает 16.

Повышение данного показателя требуется для расширения динамического диапазона.

Для получения звука с минимальным искажением требуется использование ЦАП с максимальным количеством разрядов. Более высокие параметры преобразования, соответствующие 24 или 32 битам используются во время обработки звукового сигнала. Для воспроизведения обычно достаточно разрядности в 16 бит.

Частота дискретизации подразумевает выравнивание преобразованного сигнала путём сокращения временных интервалов отдельных отсчётов

Частота дискретизации

Поскольку при преобразовании сигнал фиксируется по определённому количеству отсчётов, можно говорить о дискретизации по времени. Может возникнуть ситуация, что эти отрезки будут стоять друг от друга на большом интервале, что приведёт к потере информации и искажению звучания. Поэтому для правильного аудиопреобразования требуется брать отсчёты с максимальной частотой.

Пределом является скорость работы ЦАП. Также чем большее количество фиксированных отрезков проходит через процессор, тем большее количество памяти требуется выделять для хранения данных. Сигнал, который имеет вид дискретных отсчётов, можно преобразовывать в бесконечный только в случае ограничения интервала половиной периода самого высокого колебания сигнала в спектре. Именно поэтому в стандартах звуковых карт применяются фильтры, ограничивающие максимальную частоту дискретизации.

Традиционно все разъёмы имеют цветовое деление

Интерфейсы

Практически каждая звуковая карта для компьютера оснащается определённым набором портов или разъёмов, которые используются для подключения микрофонов, наушников, внешней акустики и иных устройств. Наиболее распространёнными входами/выходами являются следующие разъёмы, различающиеся по цветам:

• розовый – для микрофона;
• голубой – линейный выход;
• зелёный – разъём для подключения акустики или наушников;
• чёрный – для системы объёмного звучания;
• серый – при использовании системы 7.1, когда требуется подключить боковые динамики;
• оранжевый – для подсоединения центрального канала или сабвуфера.

Дополнительно более продвинутые модели могут иметь оптический выход или SPDIF, коаксиальный разъём, который позволяет добиваться лучшего звучания.

Выбор звуковой карты должен в первую очередь определяться её назначением

Как выбрать звуковую карту для компьютера

При выборе оптимальной звуковой карты для ПК следует обращать внимание не только на перечисленные характеристики, но также представлять цели, для которых она будет применяться, и присмотреться к некоторым дополнительным параметрам:

• поддержка технологии EAX . Это аналог трёхмерного звучания DirectSound3D, который применяется для звуковых плат. Применение подобной техники важно в компьютерных играх, поскольку позволяет добиться эффекта присутствия. Также данная методика применяется для отражения и реверберации звука;
• наличие ASIO. Протокол, который применяется для передачи звукового сигнала с минимальными задержками, что важно при использовании редакторов для записи аудио. Эта технология также реализована на уровне «железа»;
• Midi . Наличие «миди»-интерфейса требуется для музыкантов, которые собираются применять компьютер для создания собственных аранжировок. Эти разъёмы требуются для подключения синтезаторов или музыкальных клавиатур.

Также при выборе оптимальной карты не стоит поддаваться на маркетинговые уловки, поскольку очень часто указанные показатели бывают преувеличены. Стоит обращать внимание на производителя ЦАП. Лучшими компаниями считаются Ti-Burr Brown, Wolfson. Ещё одним показателем качества является порядковый номер преобразователя. Чем больше цифра номера, тем современнее модель.

Asus Strix Raid DLX – лучшее соотношение цены и качества среди звуковых карт, по мнению пользователей

Лучшие производители

Звуковые карты ASUS

Одним из лидеров рынка данной продукции является тайваньская компания ASUS, которая известна широкому кругу пользователей своими мобильными продуктами – ноутбуками и телефонами. Линейка аудиоустройств производителя представлена как бюджетными моделями (Xonar DG, стоимость – 2 200 рублей), так и продуктами премиум-класса, которые, по мнению пользователей, выдают практически идеальное звучание (Strix Raid DLX, стоимость – 15 000 рублей).

Звуковые карты Creative

Следующей в рейтинге лучших производителей следует компания Creative Labs, которая специализируется на выпуске «железа» и программного обеспечения. Одной из самых популярных моделей является Sound Blaster, которая переживает уже 6 перерождение. Топовой моделью линейки является Sound Blaster ZX, имеющая оригинальное внешнее оформление и выносной блок для подключения периферии и управления параметрами звука. Стоимость данной карты начинается от 9 000 рублей.

Sound Blaster ZX – уже шестое перевоплощение звуковой карты от Creative Labs

Прочие компании

Фирмы Asus и Creative являются бесспорными лидерами. Также на рынке звуковых карт присутствуют такие компании, как LynxStudio, которая выпускает аудиоустройства среднего ценового диапазона, C-Media, M-Audio. Отличительной особенностью звуковых устройств последнего бренда является нацеленность продуктов на запись звука в домашних условиях. Это выражается в оснащении платы линейным входом для гитары или микрофона.

С помощью диспетчера устройств можно не только посмотреть, какая карта установлена, но также обновить драйвер

Как проверить звуковую карту на компьютере и узнать, что именно стоит

Самым простым способом, как узнать звуковую карту на компьютере, является использование «Диспетчера задач» Windows. В пункте «Звуковые, видео и игровые устройства» будут показаны все аудиоустройства, установленные на конкретном ПК.

Драйвер для звуковой карты

Также через диспетчер устройств можно попытаться обновить драйвер звуковой карты при возникновении неполадок со звуком. Это будет полезно для бюджетных моделей, которые не имеют в комплекте специального диска с установочным софтом.

Звуковая карта устанавливается в один из разъёмов PCI-Express, которые находятся на материнской плате

Как подключить звуковую карту к компьютеру

После приобретения новенькой аудиокарты может возникнуть вопрос, как установить звуковую карту на компьютер. При использовании внешнего устройства требуется только воткнуть штекер в гнездо USB, после чего установить нужные драйвера для правильного функционирования. Если применяется дискретная карта, тогда потребуется снять боковую крышку системного блока и аккуратно поместить плату в соответствующий разъём. Для фиксации применяется защёлка. После физической установки необходимо включить ПК и установить драйвера. Вполне возможно, система сама обнаружит новое устройство и автоматически произведёт установку.

Всякому человеку для работы нужен инструмент. Так уж получилось, что разумным человек начал называться именно с момента применения инструмента для какого-либо вида деятельности (формулировка хромает, но в целом это так). Собственно, любой музыкант, будучи человеком разумным, должен уметь хотя бы в какой-нибудь степени владеть музыкальным инструментом. Однако в рамках данной статьи речь пойдёт не о музыкальном инструменте в привычном понимании (гитара, фортепиано, треугольник…), а об инструменте, который в дальнейшем необходим для обработки звукового сигнала. Речь пойдёт об звуковом интерфейсе.

- Блажко Сергей Владимирович , мастер техники и технологии в направлении информатика и вычислительная техника.

Теоретическая основа

Оговоримся сразу, звуковой интерфейс, аудио интерфейс, звуковая карта – в рамках изложения являются контекстуальными синонимами. В общем, звуковая карта – это некое подмножество звукового интерфейса. С точки зрения системного анализа, интерфейс – это нечто , предназначенное для взаимодействия двух и более систем. В нашем случае, системы могут быть примерно такими:

1. звукозаписывающее устройство (микрофон) – система обработки (компьютер);
2. система обработки (компьютер) – звуковоспроизводящее устройство (колонки, наушники);
3. гибриды 1 и 2.

Формально, всё что необходимо простому человеку от звукового интерфейса – это снять данные с устройства записи и отдать их компьютеру или наоборот, забрать данные из компьютера, отправив их на устройство воспроизведения. Во время прохождения сигнала через звуковой интерфейс производится специальное преобразование сигнала для того, чтобы принимающая сторона смогла в дальнейшем этот сигнал обработать. Устройство воспроизведения (конечное) так или иначе воспроизводит аналоговый или синусовый сигнал, который выражается в виде звуковой или упругой волны. Современный компьютер работает с цифровой информацией, то есть информацией, которая закодирована в виде последовательности нулей и единиц (говоря более точным языком, в виде сигналов дискретных полос аналоговых уровней). Таким образом, на звуковой интерфейс накладывается обязательство по преобразованию аналогового сигнала в цифровой и/или наоборот, что собственно и является ядром звукового интерфейса: цифро-аналоговый и аналогово-цифровой преобразователь (ЦАП и АЦП или DAC и ADC соответственно), а также обвязка в виде аппаратного кодека, всевозможных фильтров и пр.
Современные ПК, ноутбуки, планшеты, смартфоны и пр., как правило, уже имеют встроенную звуковую карту, что позволяет записывать и воспроизводить звуки, при наличии устройств записи и воспроизведения.

Тут-то и возникает один из самых часто задаваемых вопросов:

можно ли использовать встроенную звуковую карту для звукозаписи и/или обработки звука?

Ответ на этот вопрос весьма неоднозначен.

Как работает звуковая карта

Разберемся, что же происходит с сигналом, который проходит через звуковую карту. Для начала, попробуем понять, как же цифровой сигнал преобразуется в аналоговый. Как сказано ранее, для подобного рода преобразования используется ЦАП. Не будем вдаваться в дебри аппаратной начинки, рассматривая различные технологии и элементную базу, просто обозначим «на пальцах», что же происходит в «железе».

Итак, у нас имеется некая цифровая последовательность, которая представляет собой звуковой сигнал для вывода на устройство.

111111000011001 001100101010100 1111110011001010 00000110100001 011101100110110001

0000000100011 00010101111100101 00010010110011101 1111111101110011 11001110010010

Здесь цветами помечены закодированные маленькие кусочки звука. Одна секунда звука может быть закодирована различным количеством таких кусочков, число этих кусочков определяется частотой дискретизации, то есть, если частота дискретизации составляет 44.1 кГц – то одна секунда звука будет разделена на 44100 таких кусочков. Количество нулей и единиц в одном кусочке определяется глубиной дискретизации или квантованием, или, попросту, разрядностью.

Теперь, чтобы представить, как работает ЦАП, вспомним школьный курс геометрии. Представим, что время – это ось X, уровень – это Y. На оси Х отмечаем количество отрезков, которое будет соответствовать частоте дискретизации, на оси У – 2 n отрезков которое будет обозначать количество уровней дискретизации, после чего, постепенно отмечаем точки, которым будут соответствовать конкретные звуковые уровни.

Стоит отметить, что реально, кодирование по указанному выше принципу будет иметь вид ломаной (оранжевый график), однако во время преобразования применяется т.н. аппроксимация к синусоиде, или попросту приближение сигнала к виду синусоиды, что приведет к сглаживанию уровней (голубой график).

Примерно так будет выглядеть аналоговый сигнал, который получается в результате декодирования цифрового. Стоит отметить, что аналогово-цифровое преобразование производится с точностью до наоборот: каждые 1/частота_дискретизации секунд снимается уровень сигнала и кодируется исходя их глубины дискретизации.

Итак, как работают ЦАП и АЦП разобрались (более-менее), теперь стоит рассмотреть какие параметры влияют на конечный сигнал.

Основные параметры звуковой карты

В ходе рассмотрения работы преобразователей мы познакомились с двумя основными параметрами, это частота и глубина дискретизации, рассмотрим их подробнее.
Частота дискретизации – это, грубо, количество временных отрезков на которые делится 1 секунда звука. Почему же для звукачей так важно иметь звуковую карту, которая способна работать на частоте выше чем 40 кГц. Это связано с т.н. теоремой Котельникова (да-да, опять математика).Если тривиально, то, согласно этой теореме, при идеальных условиях, аналоговый сигнал может быть восстановлен из дискретного (цифрового) сколь угодно точно, если частота дискретизации больше чем 2 частотных диапазона этого самого аналогового сигнала. То есть, если мы работаем со звуком, который слышит человек (~20 Гц – 20кГц) то частота дискретизации будет (20 000 – 20)х2 ~ 40 000 Гц, отсюда и де-факто стандарт 44.1 кГц, это частота дискретизации чтобы наиболее точно закодировать сигнал плюс еще чуть-чуть (это, конечно же, утрированно, поскольку этот стандарт задан компанией Sony и причины гораздо более прозаичны). Однако, как было сказано ранее, это в идеальных условиях. Под идеальными условиями понимается следующее: сигнал должен быть бесконечно протяжённым по времени и не иметь сингулярностей в виде нуля спектральной мощности или пиковых всплесков большой амплитуды. Само собой разумеется, что типичный звуковой аналоговый сигнал не подходит под идеальные условия, ввиду того, что этот сигнал конечен по времени и имеет всплески и уходы в «ноль» (грубо говоря, имеет временные разрывы).

Глубина дискретизации или разрядность – это количество степеней числа 2 определяющее на сколько интервалов будет делиться амплитуда сигнала. Человек, ввиду несовершенства своего звукового аппарата, как правило, ощущает комфорт в восприятии при разрядности сигнала не менее 10 бит, то есть 1024 уровней, дальнейшее увеличение разрядности человек вряд ли как-то ощутит, чего нельзя сказать о технике.

Как видно из вышесказанного, при преобразовании сигнала звуковая карта идёт на определённые «уступки».

Всё это приводит к тому, что результирующий сигнал не будет в точности повторять исходный.

Проблемы при выборе звуковой карты

Итак, инженер по звуку или музыкант (выберите своё) купил компьютер с новенькой ОС, крутым процессором, большим объёмом оперативной памяти со встроенной в материнскую плату звуковой картой которая распиарена производителем, имеет выходы для обеспечения 5.1 звуковой системы, ЦАП-АЦП имеет частоту дискретизации 48 кГц (это уже не 44.1 кГц!), 24 битную разрядность и прочее-прочее… На радостях инженер устанавливает ПО для звукозаписи и обнаруживает, что данная звуковая карта не может одновременно «снимать» звук, накладывать эффекты и тут же мгновенно воспроизводить. Звук пусть и получается весьма качественным, однако между моментом, когда инструмент воспроизведет ноту, компьютер обработает сигнал и воспроизведет пройдет определенное время или, говоря по-простому возникает лаг. Странно, ведь консультант из эльдорадо так хвалил этот компьютер, распинался про звуковую карточку и вообще… а тут… эх. С горя, инженер, идёт обратно в магазин, отдаёт купленный компьютер, доплачивает еще баснословную сумму, чтобы взамен возвращённого купить компьютер с ещё более мощным процессором, бо́льшим объёмом оперативной памяти, звуковой карточкой на 96 (!!!) кГц и 24 бит и… в итоге то же самое.

На самом деле, типовые компьютеры с типовыми встроенными звуковыми картами и стоковыми драйверами к ним, изначально не предназначены для того, чтобы в режиме, приближённом к реальному времени обрабатывать звук и воспроизводить его, то есть не предназначены для VST-RTAS обработки. Дело тут нисколько не в «базовой» начинке в виде процессор-оперативная память-жёсткий диск, каждый из этих компонентов способен на такой режим работы, проблема в том, что данная звуковая карта, порой, просто не «умеет» работать в режиме реального времени.
При работе любого компьютерного устройства ввиду разности в скоростях работы возникают т.н. задержки. Это выражается в ожидании процессором набора данных, которые необходимы для обработки. Помимо этого, при разработке как операционной системы, так и драйверов, а также прикладного ПО, программисты прибегают к т.н. созданию т.н. программных абстракций, это когда каждый вышестоящий слой программного кода «скрывает» всю сложность нижестоящего уровня, предоставляя на своём уровне лишь простейшие интерфейсы. Иногда таких уровней абстракций набирается десятки тысяч. Такой подход упрощает процесс разработки, но увеличивает время прохождения данных от источника к получателю и наоборот.

На самом деле, лаги могут возникать не только у встроенных звуковых карт, но и тех, которые подключаются через USB, WireFire (земля ему пухом), PCI и пр.

Чтобы избежать подобного рода лагов, разработчики используют обходные пути, которые позволяют избавиться от ненужных абстракций и программных преобразований. Одним из таких решений является всеми любимый ASIO для ОС Widows, JACK (не путать с разъёмом) – для Linux, CoreAudio и AudioUnit – для OSX. Стоит отметить, что у OSX и Linux всё отлично и без «костылей» как у Windows. Тем не менее, не каждое устройство способно работать с необходимой скоростью и требуемой точностью.
Допустим, что наш инженер/музыкант относится к разряду Кулибиных и смог настроить JACK/CoreAudio или заставить работать свою звуковую карту с ASIO-драйвером фирмы «народный промысел».
В лучшем случае, таким образом наш мастер уменьшил лаг с пол секунды до почти приемлемых 100 мсек. Проблема последних миллисекунд кроется ко всему прочему и во внутренней передаче сигнала. При прохождении сигнала от источника через интерфейс USB или PCI к центральному процессору, сигнал курирует южный мост, который собственно и занимается тем, что работает с большей частью периферии и непосредственно подчиняется центральному процессору. Тем не менее, центральный процессор – персонаж важный и занятой, поэтому у него не всегда найдётся время вот-прямо-сейчас обрабатывать звук, поэтому нашему мастеру придётся или смириться с тем, что эти 100 мсек могут «скакать» на ± 50 мсек если не больше. Решением данной проблемы может быть покупка звуковой карты с собственной микросхемой для обработки данных или DSP (Digital Signal Processor).

Как правило, большая часть всех «внешних» звуковых карт (т.н. игровых звуковых карт) имеет подобного рода сопроцессор, однако он весьма негибок для работы и предназначен по сути для «улучшайзинга» воспроизводимого звука. Звуковые карты, которые изначально предназначены для обработки звука имеют более адекватный сопроцессор, или, в граничном варианте, такой сопроцессор продаётся отдельно. Преимуществом использования сопроцессора является тот факт, что в случае его применения, специальное программное обеспечение будет обрабатывать сигнал, практически не используя центральный процессор. Недостатком такого подхода может служить цена, а также «заточка» оборудования для работы со специальным программным обеспечением.
Отдельно, хотелось бы отметить интерфейс сопряжения звуковой карты и компьютера. Требования тут достаточно приемлемые: для достаточно высокой скорости обработки будет достаточно таких интерфейсов как USB 2.0, PCI. Звуковой сигнал на самом деле не является сколь-либо большим объёмом данных, как, например, видеосигнал, поэтому требования минимальные. Однако добавлю ложку дёгтя: протокол USB не гарантирует 100% доставку информации от отправителя получателю.
С первой проблемой определились – большие задержки при использовании стандартных драйверов или большая цена за использование звуковой карты с адекватной задержкой.
Ранее мы определились, что добиться идеальной передачи аналогового сигнала не такая уж и простая задача. В добавок к этому, стоит упомянуть шумы и погрешности, которые возникают в процессе снятия/преобразования/передачи сигнала как данных, поскольку, если вспомнить физику, любой измерительный прибор обладает своей погрешностью, а любой алгоритм своей точностью.

Данная шутка очень показательна ввиду того, что на работу звуковой карты также влияет излучение расположенной рядом аппаратуры, вплоть до ультразвука, издаваемого центральным процессором во время работы. Ко всему прочему стоит добавить искажения в характеристику записываемого/воспроизводимого сигнала которые зависят от конечного устройства (микрофона, звукоснимателя, динамиков, наушников и пр.). Зачастую для маркетинга производители различных звуковых устройств сознательно увеличивают возможную частоту снимаемого/воспроизводимого сигнала, от чего у человека, который учил биологию и физику в школе возникает вполне осознанный вопрос «а зачем, если человек не слышит вне диапазона 20-20кГц?». Как говорится, в каждой правде есть доля правды. Действительно, очень многие производители лишь на бумаге обозначают более качественные характеристики у своего оборудования. Тем не менее, если всё-же производитель действительно сделал устройство, которое способно снять/воспроизвести сигнал в чуть большем диапазоне частот, о покупке данного оборудования стоит хоть ненадолго, но задуматься.
Дело вот в чем. Все прекрасно помнят, что такое АЧХ, красивые графики с неровностями и прочим. При снятии звука (рассмотрим только этот вариант), микрофон соответствующим образом его искажает, что характеризуется неровностями его АЧ-характеристики в пределах того диапазона, который он «слышит».

Таким образом, имея микрофон, который способен снять сигнал в стандартных пределах (20-20к) мы получим искажения лишь на этом диапазоне. Как правило, искажения подчиняются нормальному распределению (вспоминаем теорию вероятностей), с небольшими вкраплениями случайных погрешностей. Что будет, если мы при прочих равных условиях расширим диапазон снимаемого сигнала? Если следовать логике – то «шапка» (график плотности вероятности) растянется в сторону увеличения диапазона, тем самым сместив искажения за пределы интересующего нас слышимого диапазона.

На практике, всё зависит от разработчика оборудования и следует очень тщательно это проверять. Тем не менее, факт остаётся фактом.

Если вернуться к нашему железу, то, к сожалению, не всё так радужно. Аналогично заявлениям разработчиков микрофонов и динамиков, производитель звуковых карт также часто привирают относительно режимов работы своих устройств. Иногда для конкретной звуковой карты можно видеть, что она работает в режиме 96к/24бит, хотя на деле это всё те же 48к/16бит. Тут дело может обстоять в том, что в пределах драйвера звук действительно может быть закодирован с указанными параметрами, хотя реально звуковая карта (ЦАП-АЦП) не могут выдать необходимые характеристики и просто отбрасывают старшие разряды у глубины дискретизации и пропуская часть частот у частоты дискретизации. Этим в своё время очень часто грешили простейшие встроенные звуковые карты. И хотя, как мы выяснили для человеческого слуха вполне достаточно таких параметров как 40к/10бит, для обработки звука этого будет маловато из-за вносимых искажений в процессе обработки звука. То есть, если инженер или музыкант снял звук при помощи среднего микрофона или звуковой карты, то в дальнейшем с использованием даже лучших программ и железа будет очень проблематично вычистить весь шум и погрешности, которые были внесены на этапе записи. К счастью производители полупрофессионального или профессионального звукового оборудования подобным не грешат.

Последняя проблема заключается в том, что встроенные звуковые карты попросту не имеют достаточного числа необходимых разъёмов для подключения необходимых устройств. По факту, даже джентельменский набор в виде наушников, и пары мониторов будет попросту некуда подключить, а уж о таких изысках как выходы с фантомным питанием и отдельными регуляторами для каждого из каналов и вовсе придётся забыть.

Итого : первое что нужно определить для дальнейшего выбора типа звуковой карты – это то, чем мастер будет заниматься. Вполне вероятно, что для черновой обработки, когда нет нужды записывать в высоком качестве или для имитации «ушей» конечного слушателя может быть достаточно встроенной или внешней, но относительно дешевой звуковой карты. Также это может пригодиться для начинающих музыкантов, если им не лень разбираться с уменьшением задержек при real-time обработке. Для мастеров, которые занимаются исключительно офлайн обработкой, следует не заморачиваться в уменьшении задержек и акцентировать внимание на устройства, которые будут реально выдавать положенные им герцы и биты. Для этого не обязательно покупать сверх дорогую звуковую карту, в самом дешевом варианте может подойти более-менее адекватная «игровая» звуковая. НО, акцентирую внимание на том, что драйвера для таких звуковых карт пытаются улучшить звучание определенным образом, что недопустимо, поскольку для обработки необходимо получить звук как можно более чистый и сбалансированный с минимальным вкраплением драйверного «улучшайзинга».

Однако, если Вам, как мастеру, необходимо устройство, которое будет отвечать требованиям по качеству записываемого-воспроизводимого сигнала, а также по скорости обработки этого сигнала – тут придётся или доплатить, получив аппарат надлежащего качества или выбрать 2 чем можно пожертвовать: высокое качество, низкая цена, высокая скорость.

Прим. Ред.: Если вы музыкант, и не хотите разбираться во всех сложностях современной обработки — заказывайте сведение и мастеринг в нашей студии, и мы сделаем все необходимое, чтобы Вы получили качественный материал! ->

Главная задача любой звуковой карты - перевести цифровые данные в простой который можно передать на наушники или колонки. Во всех материнских платах, выпускаемых сейчас, уже встроены, и необходимое качество звука они обеспечивают.

Но у некоторых звуковых карт не хватает функциональности для работы всех программ, например, они не умеют одновременно воспроизводить и записывать звук. Поэтому, чтобы расширить возможности воспроизведения и используется отдельная звуковая карта, например звуковая карта USB, причём за небольшие деньги качество звука можно улучшить значительно.

Ещё один плюс такой звуковой карты: она способна немного разгрузить процессор компьютера. Дело в том, что штатная карта многие функции по обработке звука перекладывает на процессор, кроме этого, ещё и занимая определённую часть памяти. Так что дополнительная звуковая карта USB - в любом случае приобретение рациональное.

По способу подключения можно выделить три группы карт:

1. Через разъём PCI или PCI Express. Это подключение через разъёмы, расположенные непосредственно на материнской плате. Такие карты несколько дешевле аналогичных внешних. Но по качеству и функциональности они им обычно проигрывают.
2. Внешняя звуковая карта USB - подключается через USB-порт, подходит для любого ноутбука или универсальность - это одно из ее достоинств. Современная звуковая карта USB может при записи сразу же выдавать звук на выход,
3. Внешние FireWire карты - подключаются через FireWire. Это самые качественные профессиональные звуковые карты, они устойчивы к помехам. Для их подключения к ноутбуку нужен PCMCI - FireWire переходник.

Покупая звуковую карту, обратите внимание на количество имеющихся у нее входов и выходов. Чем их больше - тем лучше. Обязательно должны быть MIDI-вход и MIDI-выход. Они предназначаются для подключения MIDI-клавиатуры. Подключив её, вы получите хороший синтезатор. Хорошо, если есть оптические выходы SPDIF. Оптический интерфейс SPDIF обеспечивает самое качественное, чистое звучание. Для записи музыки с инструментов также нужно соответствующее количество входов/выходов, чтобы подключить необходимое количество устройств, хотя можно записать их по очереди.

Также следует посмотреть количество микрофонных и Звуковая карта может дополнятся специальными входами для синхронизации при многоканальной записи и дополнительными мониторными выходами.

Сегодня разнообразие предложений рынка позволяет без труда найти карту нужного качества и цены. Выложив за покупку скромную сумму, можно значительно улучшить качество звука у компьютера, расширить функциональные возможности. Это может обеспечить даже простая звуковая карта USB.

Качественная карта может стать основой для домашней звуковой студии, она комплектуется собственным программным обеспечением для удобства в работе, но стоит эта карточка очень недёшево. Такие устройства используют профессионалы в своей работе, простому обывателю достаточно дополнительной внутренней карты, чтобы получить качественный объёмный звук для сопровождения игр и просмотра фильмов.