一文了解音频卡工作原理及主要特点

音频卡是什么

音频卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。音频卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。

音频卡的主要特点

（1）强大的音频处理引擎

（2）环境音效增加现有音频的内容

（3）Sound Blaster PCI标准

（4）多音箱输出，支持2到4个模拟音箱，可获得环绕立体声效果

（5）256复音音乐合成器

（6）环境音效功能扩展集/广泛的软件支持

音频卡的工作原理

（1）声音的合成与处理

这是音频卡的核心部分，它由数字声音处理器、调频（FM）音乐合成器及乐音数字接口（MIDI）控制器组成。这部分的主要任务是完成声波信号的模／数（A／D）和数／模（D／A）转换，利用调频技术控制声音的音调、音色和幅度等。

（2）混合信号处理器

混合信号处理器内置数字／模拟混音器，混音器的声源可以是MIDI信号、CD音频、线路输入、麦克风等。可以选择一个声源或几个不同的声源进行混合录音。

（3）功率放大器

由于混合信号处理器输出的信号功率还不够大，不能推动扬声器或音箱，所以一般都要有一个功率放大器作为功率放大，使得输出的音频信号有足够的功率。

（4）总线接口和控制器

总线接口有多种，早期的音频卡为ISA总线接口，现在的音频卡一般是PCI总线接口。总线接口和控制器由数据总线双向驱动器、总线接口控制逻辑、总线中断逻辑及直接存储器访问（DMA）控制逻辑组成。

音频卡的分类

音频卡的分类主要是根据数据采样量化的位数来分，通常分为：8位，16位，32位。位数越高，量化精度越高，音质就越好。

音频卡的作用

（1）它可录制数字声音文件。通过声卡及相应的驱动程序的控制，采集来自话筒、收录机等音源的信号，压缩后被存放在计算机系统的内存或硬盘中

（2）将硬盘或激光盘压缩的数字化声音文件还原成高质量的声音信号，放大后通过扬声器放出

（3）对数字化的声音文件进行加工，以达到某一特定的音频效果

（4）控制音源的音量，对各种音源进行组合，实现混响器的功能

（5）利用语言合成技术，通过声卡朗读文本信息。如读英语单词和句子，奏音乐等

（6）具有初步的音频识别功能，让操作者用口令指挥计算机工作

（7）提供MIDI功能，使计算机可以控制多台具有MIDI接口的电子乐器。另外，在驱动程序的作用下，声卡可以将MIDI格式存放的文件输出到相应的电子乐器中，发出相应的声音。使电子乐器受声卡的指挥。

音频卡常用的驱动

1、MME（MultiMedia Extensions多媒体扩展）

级别较低的驱动，于Windows 3.1时代初次推出。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、DirectSound

一般提供远低于MME的等待时间，适用于许多软件合成器（如果缺少专用的驱动），它另外的优点是能被多个程序同时使用。DirectSound与Windows的基层挂钩，能够使用主板的各种加速特点，但是必须有相应的驱动。否则Windows虽然表面也选择了DirectSound，实际使用了模仿模式，性能方面甚至可以比MME更差。DirectSound的主要限制是仅对回放起作用，如果你的工作包括录音，应该选择其他驱动。

3、ASIO（Audio Stream Input Output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。

4、EASI（Enhanced Audio Streaming Interface增强的音频流接口）

仅为少数声卡使用的驱动，性能比ASIO有所改善，运行在4.0版以后的Emagic Logic Audio时对CPU的占用比ASIO显着减少。所以对于Logic Audio的用户，EASI总是优选。虽然Logic Audio使用ASIO一般也不错。

5、GSIF（GigaSampler Interface Giga采样器接口）

仅工作于Tascam/Nemesys Gigasampler和GigaStudio系列软件采样器，与高品质的音色库，固定的低等待时间（6至9毫秒）密切相关。如果你使用这些软件，GSIF的支持大概是必不可少的。虽然在有限的场合DirectSound驱动也可以工作，但它的等待时间长得多，而且不支持多输出口。如果声卡方面没有问题，Giga产品总要用GSIF驱动。

6、WDM（Win32 Driver Model 32位Win驱动模块）

Microsoft的较新类型驱动，较先作为Windows 98 SE的选项（当时有一些问题，少数厂家因此推出自己的驱动），它们能够成功地运行于Windows ME，当然意义更为重大的是对于Windows 2000和XP的用户。它们提供比MME或DirectSound驱动低得多的等待（某些情况下可以达到惊人的1.5毫秒）。它们往往比操作系统迟一些推出，以后有些好转。如果在Windows 2000和XP下运行Sonar，WDM是必须的。