up
Search      menu
فنآوری اطلاعات :: مقاله كارت هاي صوتي PDF
QR code - كارت هاي صوتي

كارت هاي صوتي

نحوه كار كارت هاي صوتي

قبل از اينكه كارت هاي صوتي وارد بازار شوند كامپيوترهاي شخصي فقط قادر به توليد صداي بيب بودند و اين صدا را به كمك بلندگو هاي بسيار كوچك كه داخل کيس قرار داشت و به PC Speaker معروف بودند توليد مي كردند. در اواخر دهه 1980 كارت هاي صوتي اوليه در كامپيوترهاي چندين رسانه اي Multimedia استفاده شدند و بازي هاي كامپيوتري را به بالاترين سطح ممكن ارتقاء دادند. در سال 1989 کمپاني Creative كارتي را به نام SoundBlaster ساخت و از آن زمان به بعد شركت هاي فراواني وارد اين كار شدند و در راستاي آنها شركت Creative نيز خط توليد خود را گسترش داد. در اين مقاله، با نحوه كار كارت هاي صوتي و همچنين با معناي Synthesis FM و Wave Table آشنا خواهيد شد.
آناتومي يک کارت صدا يك كارت صدا داراي قسمت هاي زير مي باشد :
• يك پردازنده سيگنال ديجيتال (‌‌ DSP )‌ كه به پردازش اطلاعات مي پردازد.
• يك مبدل سيگنال ديجيتال به آنالوگ (‌‌‌‌‌ DAC )‌‌ براي تبديل صدا هاي خروجي ازكامپيوتر
• يك مبدل سيگنال آنالوگ به ديجيتال ( ADC ) براي تبديل صداهاي ورودي به کامپيوتر
• حافظه از نوع فقط خواندني ( ROM )‌ يا حافظه Flash براي نگهداري ديتا
• رابط موزيكال ديجيتالي ( MIDI ) براي اتصال به يك دستگاه موسيقي ( در بيشتر كارت هاي صوتي از پورت Game براي اتصال به آداپتور MIDI استفاده مي شود )
• فيش هايي براي ميكروفون و اسپيكر
• پورت Game براي اتصال به joystick
كارت هاي صداي امروزي اغلب بصورت Onboard بر روي مادربرد ها نصب مي باشند در حاليكه کارت صدا هاي قديمي تر به شکل PCI (Peripheral Component Intereonnect )‌ و يا کارت هاي خيلي قديمي بصورت ISA (‌ Industry Standard Architecture ) ‌بودند.
در بيشتر كامپيوترهاي امروزي كارت صدا به شكل يك تراشه ( Chipset ) بر روي مادربرد نصب مي شوند كه در اصطلاح مي گويند كه كارت صدا بر روي مادربرد OnBoard است.
برخي از كارت هاي امروزي كه داراي كيفيت بالاتري بوده قابليت اتصال به چهار خروجي اسپيكر و پورت ديجيتال را دارند. در حال حاضر نسل جديدي از كارت هاي صوتي ديجيتالي Digital Sound Card وارد بازار شده اند كه با دستگاه هايي كار مي كنند که به ورودي ديجيتال نياز دارند مانند : ( CD Drive ،‌ DAT (‌ Digital Audio Tape ‌ ، DVD Player.
در اين نوع كارت ها امواح ديجيتال تغيير فركانس نمي دهند و به صوت ديجيتالي باقي مي مانند كه در اصطلاح به اين قابليت Generation Lose مي گويند. كارت هاي ديجيتالي براي صداهاي ديجيتالي ورودي و خروجي، تمهيدات را در نظر مي گيرند كه در نتيجه شما مي توانيد مستقيماً ديتاهاي موجود در DVD، DAT و يا CD را به هارد ديسك سيستم خود انتقال دهيد.
عملکرد کارت صدا
مبدل DAC و مبدل ADC همزمان با نظارت يك پردازنده DSP ، سيگنال هاي ديجيتال كارت صدا را به داخل و خارج كارت صدا هدايت مي كنند. پردازنده مذكور به تغييراتي مانند Echo و reverb كردن صدا نظارت دارد ( وظيفه پردازنده DSP ، نظارت بر پردازش صدا مي باشد در حاليكه پردازنده سيستم (‌ CPU )‌ به پردازش هاي ديگري مي پردازد)‌ .زمانيكه شما از طريق ميكروفون صحبت مي كنيد كارت صوتي براي دريافت صداي ورودي ، يك فايل صوتي با فرمت Wave مي سازد.
پردازش کارت صدا که باعث مي شود تا ديتا را به صورت يك فايل در داخل هارد ديسك ذخيره شود شامل مراحل زير مي باشد:
ضبط صدا توسط کارت صوتي
1 كارت صدا ، سيگنال هاي موجي شكل آنالوگ ورودي را از ميكروفون دريافت مي کند.
2 نرم افزار موجود در كامپيوتر انتخاب مي كند كه كدام يك از ورودي ها مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
3 همزمان ، سيگنال هاي موجي شكل آنالوگ توسط يك تراشه مبدل ADC پردازش شده و به صورت سيگنال هاي ديجيتال (‌ صفر و يک )‌ تبديل مي شوند.
4 امواج ديجيتالي خارج شده از ADC به سمت پردازنده DSP هدايت مي شوند. يكي از وظايف DSP اين است كه ديتاي ديجيتال را فشرده كرده تا در فضا صرفه جويي شود. وجود DSP بر روي كارت صوتي اين امكان را به سيستم مي دهد تا CPU خود را درگير پردازش امواج ديجيتال صوتي نكرده و به وظايف ديگري بپردازد.
5 امواج خروجي DSP از طريق خطوط ارتباطي كارت صوتي وارد گذرگاه داده (‌ Data Bus )‌ که بر روي مادر برد قرار دارد مي شوند.
6 ديتاي ديجيتالي توسط پردازنده كامپيوتر پردازش شده و به كنترلر هارد ديسك مي رود و سپس به شكل يك فايل Wave در داخل هارد ذخيره مي شود.
پخش فايل صوتي توسط کارت صدا
براي پخش يك فايل Wave از داخل هارد، پردازش به صورت معكوس انجام مي شود:
1 ديتاي ديجيتال از روي فايل که بر روي هارد ذخيره شده خوانده مي شود و به CPU هدايت مي شود.
2 CPU نيز ديتا را به سمت پردازنده DSP كارت صوتي انتقال مي دهد.
3 پروسسور DSP نيز ديتاي ديجيتال را از حالت فشرده در مي آورد.
4 ديتاي غير فشرده از DSP خارج شده و همزمان توسط يك تراشه مبدل ديجيتال به آنالوگ DAC پردازش مي شود. در نتيجه شما مي توانيد از طريق هدفون يا اسپيكر، سيگنال آنالوگ را بشنويد.
عملکرد کارت صدا
مبدل DAC و مبدل ADC همزمان با نظارت يك پردازنده DSP ، سيگنال هاي ديجيتال كارت صدا را به داخل و خارج كارت صدا هدايت مي كنند. پردازنده مذكور به تغييراتي مانند Echo و reverb كردن صدا نظارت دارد ( وظيفه پردازنده DSP ، نظارت بر پردازش صدا مي باشد در حاليكه پردازنده سيستم (‌ CPU )‌ به پردازش هاي ديگري مي پردازد)‌ .زمانيكه شما از طريق ميكروفون صحبت مي كنيد كارت صوتي براي دريافت صداي ورودي ، يك فايل صوتي با فرمت Wave مي سازد.
پردازش کارت صدا که باعث مي شود تا ديتا را به صورت يك فايل در داخل هارد ديسك ذخيره شود شامل مراحل زير مي باشد:
ضبط صدا توسط کارت صوتي
1 كارت صدا ، سيگنال هاي موجي شكل آنالوگ ورودي را از ميكروفون دريافت مي کند.
2 نرم افزار موجود در كامپيوتر انتخاب مي كند كه كدام يك از ورودي ها مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
3 همزمان ، سيگنال هاي موجي شكل آنالوگ توسط يك تراشه مبدل ADC پردازش شده و به صورت سيگنال هاي ديجيتال (‌ صفر و يک )‌ تبديل مي شوند.
4 امواج ديجيتالي خارج شده از ADC به سمت پردازنده DSP هدايت مي شوند. يكي از وظايف DSP اين است كه ديتاي ديجيتال را فشرده كرده تا در فضا صرفه جويي شود. وجود DSP بر روي كارت صوتي اين امكان را به سيستم مي دهد تا CPU خود را درگير پردازش امواج ديجيتال صوتي نكرده و به وظايف ديگري بپردازد.
5 امواج خروجي DSP از طريق خطوط ارتباطي كارت صوتي وارد گذرگاه داده (‌ Data Bus )‌ که بر روي مادر برد قرار دارد مي شوند.
6 ديتاي ديجيتالي توسط پردازنده كامپيوتر پردازش شده و به كنترلر هارد ديسك مي رود و سپس به شكل يك فايل Wave در داخل هارد ذخيره مي شود.
پخش فايل صوتي توسط کارت صدا
براي پخش يك فايل Wave از داخل هارد، پردازش به صورت معكوس انجام مي شود:
1 ديتاي ديجيتال از روي فايل که بر روي هارد ذخيره شده خوانده مي شود و به CPU هدايت مي شود.
2 CPU نيز ديتا را به سمت پردازنده DSP كارت صوتي انتقال مي دهد.
3 پروسسور DSP نيز ديتاي ديجيتال را از حالت فشرده در مي آورد.
4 ديتاي غير فشرده از DSP خارج شده و همزمان توسط يك تراشه مبدل ديجيتال به آنالوگ DAC پردازش مي شود. در نتيجه شما مي توانيد از طريق هدفون يا اسپيكر، سيگنال آنالوگ را بشنويد.
Synthesis FM و Wavetable
قبل از پرداختن به اين مبحث لازم است در ابتدا توضيح مختصري در خصوص MIDI ارائه دهيم :
MIDI چيست ؟
کلمه MIDI (‌ با تلفظ « مي دي » )‌ سر واژه چهار کلمه Musical Instrument Digital Interface و به معني رابط ديجيتالي آلات موسيقي مي باشد.
اين استاندارد براي برقراري ارتباط بين تجهيزات کامپيوتري (‌مانند کارت صدا )‌ و آلات موسيقي ( مانند کيبورد الکترونيک و سينتي سايزر ها )‌ مي باشد.
يک فايل MIDI شامل مشخصه هاي صوتي مانند زير و بمي (‌ note's pitch )‌ ، طول (‌ length)‌ ، بلندي صدا (‌ Volume )‌ و‌ تاخير صدا (‌Delay time )‌ مي باشد.در حقيقت يک فايل MIDI بر عکس فايل Wave داراي يک سري کد است به همين دليل حجم آن بسيار کمتر از فايل هاي Wave مي باشد.
استاندارد MIDI توسط اکتر سينتي سايزر ها پشتيباني مي شود و يک آهنگ ساخته شده (‌ و يا اجرا شده )‌ توسط يک سينتي سايزر ( ‌يا کيبورد )‌ بر روي سينتي سايزر ديگر قابل اجرا است .
از طريق کامپيوتر هايي که مجهز به رابط MIDI هستند مي توان بطور مستقيم آهنگ هاي اجرا شده توسط يک سينتي سايزر را دريافت و ضبط کرد و سپس با دستکاري اطلاعات داخل فايل MIDI يک آهنگ جديد ومتفاوت ايجاد کرد.
و حالا ادامه بحث ....
خلق صدا
کار ت هاي صدا براي تبديل اطلاعات ديجيتال به آنالوگ و خلق صدا از دو روش Synthesis FM و Wavetable استفاده مي کنند .
Synthesis FM مانند يك ترومپت فركانس هاي مختلف را هماهنگ كرده و آنها را با هم تركيب مي كند تا در نهايت صدايي نزديك به صداي مورد نظر را توليد كند. وقتي كار Synthesis FM به پايان مي رسد، صداي توليد شده نزديک به صداي اصلي است .
در بسياري از کارت هاي صدا جدولي به نام Wavetable Synthesis وجود دارد که نمونه هاي کوچکي از صداي آلات موسيقي هاي مختلف (‌ بطور مثال صداي پيانو )‌ را در خود به عنوان نمونه اصلي دارد.اين جدول حکم يک شاخص مقايسه اي براي کارت صدا را دارد بطوريکه کارت صوتي براي بازسازي صدا و اينکه صدا توليدي به صداي واقعي نزديک تر باشد از آن استفاده مي کند.
Wavetable داراي نمونه اي از صدا هاي ادوات موسيقي (‌پيانو ، ترومپت ، گيتار ،‌ ويلون و ....‌)‌ است و هر چه تعداد اين صدا ها و اصوات آلات موسيقي بيشتر باشد صدا هاي توليد شده نزديک تر به واقغيت است .
امروزه Wavetable synthesis در بيشتر كارت هاي صوتي به صورت استاندارد در آمده است اما هنوز در بعضي از كارت هاي ارزان قيمت از Synthesis FM استفاده مي شود و در تعداد محدودي از اين كارت ها از هر دو نوع استفاده مي شود.

امواج صوتي ، امواج مکانيکي طولي هستند. اين فيزيک امواج مي توانند در جامدات ، مايعات و گازها منتشر شوند. ذرات مادي منتقل کننده اين فيزيک امواج ، در راس ...

امواج صوتي ، امواج مکانيکي طولي هستند. اين فيزيک امواج مي‌توانند در جامدات ، مايعات و گازها منتشر شوند. ذرات مادي منتقل کننده اين فيزيک امواج ، در راس ...

امواج صوتي ، امواج مکانيکي طولي هستند. اين فيزيک امواج مي‌توانند در جامدات ، مايعات و گازها منتشر شوند. ذرات مادي منتقل کننده اين فيزيک امواج ، در راس ...

موج صوتي امواج صوتي ، امواج مکانيکي طولي هستند. اين فيزيک امواج مي‌توانند در جامدات ، مايعات و گازها منتشر شوند. ذرات مادي منتقل کننده اين فيزيک امواج ...

حافظه ها ي الكترونيكي با اهداف متفاوت و به اشكال گوناگون تاكنون طراحي و عرضه شده اند. حافظه فلش ، يك نمونه از حافظه هاي الكترونيكي بوده كه براي ذخيره ...

لينوکس با ويندوز چه تفاوتي دارد؟ يکي از نخستين سوالاتي که در ذهن هر کاربري که به تازگي نام لينوکس به گوشش خورده است، مطرح مي شود، اين است که خوب لينوک ...

در واقع firewire در بسياري از موارد جايگزين گذرگاه ارتباطي اسکازي شده است. اسکازي گذرگاهي است که با سرعت ۱۰ مگاهرتز، اطلاعات را بين کامپيوترها و همچني ...

سياستمدار رسمي هر سيستم کامپيوتري است که از اولين لحظه راه اندازي کامپيوتر،تراکنش هاي حياتي کامپيوتر را مديريت مي کند. در اين مقاله به اين موضوع پرداخ ...

دانلود نسخه PDF - كارت هاي صوتي