浅议专业声卡和普通声卡的区别

录音制作广告文案 2020-06-05 22:27:17 642 0

首先说明一下声卡的构造和主要元件

声卡是计算机与外部设备进行信号交换的媒介，也是计算机处理音频信号的主要硬件工具。一块声卡的核心部分是音频控制芯片，基本上可以分为音频加速器、Codec、DAC等几种。

音频加速器，即音频处理单元，有些厂家又叫APU，好比计算机机的cpu，决定着声卡的音频处理能力。
完全意义上的音频加速器由DSP和I/O控制器构成。DSP即信号处理器，与cpu一样，不同的DSP拥有不同的处理能力，一般衡量的单位是MIPs，1MIPs表示1秒钟可以执行一百万条指令。

I/O控制器即是输入/输出控制器，针对声卡的输入/输出进行控制。如果说一块声卡没有DSP，而只是一块I/O卡（比如绝大多数主板上自带的AC97声卡）那它所有的数据处理就只有交由CPU来完成。这将意味着增加CPU的负担，和低下的性能。

Codec一词由Coder和Deconder两个英文词组合而成，表示为多媒体数字信号解码器，专门负责模拟信号到数字信号的转换（ADC）以及数字信号到模拟信号的转换（DAC）工作。计算机声卡处理的信号全是数字信号，而声卡接收到的或者最终输出的信号大部份是模拟信号。从外办输入的信号，如CD、话筒等必须经过a/d转换后才能由声卡进行处理，然后又经过d/a转换后最终送入杨声器，被我们的耳朵所听到。因此Codec的质量直接决定着进出声卡的信号质量。

除了音频控制芯片外，还有一个比较重要的元件，Crystal，即石英体震荡器，用来为声卡的数字采样提供时钟频率。如果一块声卡要能够支持48Khz的采样率的话，也就意味着它必须有一块高质量的Crystal来提供准确稳定的时钟频率。

声卡上通常还具有能将模拟信号进行放大的运算放大器，用于对最终输出的模拟信号进行放大，因此放大电路质量的好坏和布局的合理性，也会直接影响到声卡最终输出的效果。

那么声卡的工作流程大概如此：
MIDI、数字输入、模拟输入等信号-----通各种接口输入---------由晶震产生采样频率给Codec进行模/数转换-------交给DSP+I/O器进行信号处理和分配-------再由DAC或Cpdec进行数/模转换------最后由放大电路放大-------输出至模拟输出接口

那么专业声卡和普通声卡到底区别在那里呢？？？

目前家用的声卡，已经基本由Ac97声卡垄断，提到ac97大家首先想到的一定是主板集成声卡了。
其实从上面的介绍大家可以看到，如果将信号处理工作全都交给计算机的cpu来完成的话，声卡的主要部件就只剩下一个Codec芯片了，于是，英特公司在1997年，针对主板集成型的声卡提出了Ac97规范，它规定将声卡的I/O控制器集成到主板的南桥芯片中，而音频信号处理则全部交给计算机的cpu来完成。

从ac97规范诞生的过程我们可以看出，它其实就是成本和性能之间妥协的产物。英特公司利用在主板上集成此规范的芯片，简化了声卡，降低了用户配置电脑的价格。因此它的普及是十分迅速的，影响力也非常大。但是AC97声卡却有着致命的硬伤。
最初的Ac97声卡的Codec只能够输入采样率为48Khz的数字信号，这就意味着进入ac97声卡进行处理的信号必须以48Khz进行采样，而经过计算机cpu来完成处理的数字信号，不管它的采样频率是多少，都必须先将采样率转换为48Khz以后，才能进行数/模，模/数转换，得到最终的输出信号。
当输入信号的采样率不是48Khz时，会强行将采样率变为48Khz。这是一个致命的缺陷。当原始信号的采样率为96Khz或者192Khz时，ac97声卡只能从中抽取1/2或者1/4的信号。导致音质恶化。
更糟糕的是当输入的信号为44.1Khz（比如CD）时，它不是48Khz的整数倍关系，ac97声卡就只有进行重复繁杂的插值运算，这样就会导致非常高的cpu占用率，和音质的严重恶化。
经测试，ac97声卡在播放标准的CD音乐（16bit/44.1Khz）信号时，高频部分存在严重失真的通病。
也就是说用ac97声卡来听CD对于追求音乐的人来说简直是一场噩梦

这就是为什么ac97声卡只能做为非常普通的家用，而不可能成为专业声卡的主要原因。
当然它还缺少完善的FM合成技术和MIDI合成技术。
关于这两项技术此文篇幅限制，暂不讨论。

那么专业声卡都需要具备那些能力呢？？？
当然它必须拥有强大的DSP处理器，和I/O控制器，来实现多路的输入输出信号的处理。还必须要有44.1Khz,48Khz,96Khz甚至更高的多种频率的采样、处理能力。和高品质的解码器，和输入输出信号放大能力。当然更少不了完善的FM和MIDI合成能力。
只有当信号的输入---处理---输出整个过程都具备有高素质的芯片和电路来进行处理的时候，我们才能最终得到高品质的音质和想要合成的效果。

所以专业声卡并不是用来娱乐的，甚至它不一定会具备娱乐声卡的5.1甚至7.1的家庭影院输出，但是它必须能够提供高品质的音频处理，完成数字音频工作站所需要的高品质录音。编辑处理，和最终播出的做用。