Как работает дискретная звуковая карта

Обновлено: 04.07.2024

Звуковая карта (звуковая плата, звуковой адаптер) - это компьютерный модуль, предназначенный для ввода/вывода аудио сигнала.

Звуковая карта преобразует аналоговый сигнал звука в цифровой сигнал, который поступает в компьютер, и наоборот.

Виды звуковых карт

Интегрированные – встроенные в системную плату, малопроизводительны, работают за счет ОЗУ и ЦПУ

Внутренние – отдельное устройство, вставленное в слот расширения на системной плате

Внешние – подключаемые извне

Устройство звуковой карты

Аналого-цифровой преобразователь - это устройство, превращающее входящий в аудиокарту звук (электрические звуковые колебания) в цифровую форму
Цифроаналоговый преобразователь - это устройство, превращающее звук, существующий внутри компьютера цифровой форме, в электрические звуковые колебания на выходе
Микшеры - выполняют подключение или отключение источников и приемников звуковых сигналов, регулируют их уровень, смешивают сигналы
Цифровой эквалайзер – устраняет недостатки преобразования звука, акустики и помещения
Аудиопроцессор

Характеристики звуковой карты

Производитель, модель
Частота ЦАП
Разрядность ЦАП
Формат карты
Интерфейс подключения
Отношение сигнал/шум

Производитель - сегодня на рынке большой перечень производителей, например:

Частота ЦАП - определяет максимальную частоту звукового сигнала, которая примерно равна половине частоты дискретизации.

Для речи может быть достаточно 6-8 кГц, для музыки среднего качества - 20-25 кГц, для высококачественного звучания необходимо 44 кГц и больше.

Разрядность ЦАП – разpядность цифрового представления звука – количество бит информации, с помощью которого кодируется звук (8, 16, 24 бит).

Формат звуковой карты - количество каналов звучания (колонок) необходимое для воспроизведения стереозвука.

Сегодня 2.0, 4.0, 5.1, 7.1

Канал низкочастотных эффектов требует лишь часть от пропускной способности других каналов обозначается как «.1» - реализуется с помощью специального устройства - сабвуфер.

Интерфейс подключения

PCI-E (PCI-Express) — стандартная шина.
USB — используется для подсоединения внешних звуковых карт, как к ноутбуку, так и к стационарному ПК.
FireWire — используется для подсоединения внешних звуковых карт и обеспечивает высокую пропускную способность.
PCMCIA, или PC Card, — чаще всего применяется в ноутбуках для подключения периферийных устройств.
ExpressCard — это стандарт, пришедший на смену PCMCIA (PC Card) и отличающийся большей скоростью передачи данных.

Отношение сигнал/шум - позволяет понять взаимное отношение мощности сигнала и мощности шума на входе/выходе прибора.

При выборе лучшей звуковой карты значение этого показателя должно быть как можно больше (желательно от 85 до 121 дБ), тогда количество посторонних шумов будет минимальным.

Даже в дорогих игровых сборках далеко не всегда звуку уделяют должное внимание и ограничиваются встроенным кодеком от Realtek. И здесь как раз кроется одна из причин низкой популярности дискретных карт — встроенный звук стал более качественным. Особенно если речь идет о топовых материнских платах. Но все ли так гладко?

В этой статье мы не будем рассматривать профессиональное или аудиофильское (есть мнение, что на ПК это и вовсе недостижимо) применение звуковых карт. Остановимся только на повседневном использовании.

Качество звучания

Это, пожалуй, самый неоднозначный момент. Все дело в том, что люди воспринимают звук по-разному. Кто-то слышит разницу между MP3 и FLAC, а кто-то нет. А если нет разницы, то зачем платить больше?

В целом все верно, но не всегда это обусловлено только слухом. Если звук встроенной звуковой карты вас устраивает, возможно, вы просто не сравнивали его с нормальной дискретной. Либо ваша аудиосистема или наушники просто не позволяют услышать разницу. В любом случае задумываться об источниках звука стоит только, если в наличии есть и достойное аудиооборудование.

По сравнению со встроенным звуком разница может быть существенная. На старых или недорогих современных материнских платах звук, как правило, ставят бюджетный. И дело не только в младших версиях кодеков Realtek, но и в других параметрах, например, использовании дешевой элементной базы. Если добротные колонки или наушники не играют: низким частотам не хватает мощности, музыка смазанная и совсем нет детальности, возможно, причина как раз во встройке.

А вот в материнках подороже ставят старшие кодеки, качественные цифро-аналоговые преобразователи Sabre, усилители для наушников и т.п. В этом случае услышать разницу между встройкой и отдельной звуковой картой может быть тяжело, если вообще возможно.

Впрочем, для улучшения качества звучания совершенно необязательно покупать именно звуковую карту. Внешний ЦАП будет гораздо более универсальным устройством.

Многоканальный и пространственный звук

Что касается многоканального звука, то почти все материнские платы поддерживают формат 7.1. При этом если на задней панели выведено только три аудиоконнектора, дополнительно используется разъем на фронтальной панели. Это не очень удобно, но тем не менее работать будет. И, разумеется, это актуально для аналогового подключения многоканальной акустики, а не AV-ресивера по цифре.

С окружающим звуком все еще проще. Такие технологии для наушников, как Dolby Atmos и Windows Sonic работают на любом оборудовании. Так как это программная обработка звука, достаточно установить пространственный звук в настройках Windows (для Atmos нужно скачать приложение из MS Store) и совместимой игры. Например, поддержка окружающего звука есть в Shadow of the Tomb Raider.

Основное преимущество заключается в том, что у дискретной звуковой карты есть свои алгоритмы обработки звука. Это могут быть как относительно простые функции вроде более четкого выделения шагов противника в онлайн-играх, так и более сложное визуальное отображение источника звука. Все это легко настраивается и переключается в фирменном программном обеспечении. Также звуковая карта обычно точнее позиционирует звук даже на обычных стереонаушниках или колонках.

Звуковая карта Creative также необходима, если вы хотите использовать все преимущества EAX в старых играх. Сейчас технология уже не используется, поэтому список игр, которые поддерживают технологию невелик. Тем не менее если вы любите периодически пройти что-то из классики вроде старых частей Grand Theft Auto, то это может послужить дополнительным аргументом в пользу дискретного звука. Впрочем, на современной Windows 10 это работает через костыли в виде Creative Alchemy и не всегда корректно.

Стоит отметить, что в геймерском сегменте звуковым картам приходится конкурировать не только со встройкой, но и с USB-гарнитурами. У такого устройства уже есть встроенный аудиочип, который и отвечает за обработку звука. То есть, по сути, представляет собой внешнюю аудиокарту. В комплекте также, как правило, идет и фирменное программное обеспечение, которое отвечает за многоканальный звук и другие геймерские функции. Причем несмотря на многоканальный звук, чаще всего это простая эмуляция объема на обычных стереодинамиках. Хотя есть и модели, выдающие реальный звук 7.1, благодаря множеству отдельных динамиков.

Дополнительные разъемы

Покупка звуковой карты — неплохой способ оснастить ПК дополнительными аудиоразъемами. Так, на многих материнских платах нет оптического выхода, а это удобный способ подключения домашней акустики или ресивера.

Но вывести цифровой звук можно не только по оптике. Самый простой способ — HDMI, так как он есть почти на каждой видеокарте. Таким способом звук можно передать на ресивер или телевизор, а уже оттуда на акустику. Также можно купить адаптер с HDMI на оптику и подключить комплект акустики с соответствующим входом. Стоит отметить, что если вы выводите звук по цифре (HDMI, оптика, USB и т.п.), то качество звуковой карты значения не имеет. Обработка звука происходит уже на стороне приемника.

Звуковые карты могут иметь и другие дополнительные профессиональные разъемы, но в бытовом применении это нужно далеко не каждому.

Наводки и помехи

Покупка отдельной звуковой карты может помочь, если колонки фонят. Но, разумеется, это не единственная возможная причина и если такая проблема имеет место, то начинать надо с другого. Фон и наводки могут возникать по причине плохого кабеля, например.

Также на встройке могут возникать проблемы и со звукозаписью. Даже за пределами профессионального применения это может доставить немало проблем — хотя бы в сетевых играх.

Если встроенный звук не работает

Звуковая карта, очевидно, будет как нельзя кстати, если встроенный звук не работает. Едва ли это можно назвать частой проблемой, но поломки все же случаются. В таких случаях можно взять даже самую дешевую карту в пределах 500 рублей — с задачей вывода звука справится.

Разбираемся, стоит ли покупать дискретные или внешние звуковые карты. Для Mac и Win-платформ.

Мы часто пишем о качественном звуке. В портативной обертке, а вот настольные интерфейсы обходим стороной. Почему?

Стационарная домашняя акустика — предмет жутких холиваров. Особенно в случаях использования компьютеров в качестве источника звука.

Что используется в ПК для вывода аудиопотока

Встроенный звук современных материнских плат и ноутбуков заметно превосходит возможности слухового анализа среднего психически здорового, технически грамотного слушателя. Платформа роли не играет.

Некоторые материнские платы имеют достаточно качественный интегрированный звук. При этом в их основе лежат те же средства, что и в бюджетных платах. Улучшение достигается за счет отделения звуковой части от прочих элементов, использования более качественной элементной базы.

И всё же в большинстве плат используется один и тот же кодек от Realtek. Настольные компьютеры Apple— не исключение. По-крайней мере, приличная часть из них оснащена Realtek A8xx.

Этот кодек (набор логики, заключенный в микросхему) и его модификации характерны практически для всех материнских плат, разработанных под процессоры Intel. Маркетологи называют его Intel HD Audio.

Замеры качества аудиотракта Realtek

Реализация аудиоинтерфейсов в значительной мере зависит от производителя материнской платы. Качественные экземпляры показывают очень хорошие цифры. Например, тест RMAA для звукового тракта Gigabyte G33M-DS2R:

Неравномерность АЧХ (от 40 Гц до 15 кГц), дБ: +0.01, -0.09
Уровень шума, дБ (А): -92.5
Динамический диапазон, дБ (А): 91.8
Гармонические искажения, %: 0.0022
Интермодуляционные искажения + шум, %: 0.012
Взаимопроникновение каналов, дБ: -91.9
Интермодуляции на 10 кГц, %: 0.0075

Все полученные цифры заслуживают оценок «Очень хорошо» и «Отлично». Не всякая внешняя карта может показать такие результаты.

Результаты сравнительных тестов

К сожалению, время и оборудование не позволяют провести собственное сравнительное тестирование различных встроенных и внешних решений.

Поэтому возьмём то, что уже сделано за нас. На просторах сети, например, можно найти данные о двойном внутреннем ресемплинге наиболее популярных дискретных карт серии Creative X-Fi. Поскольку они касаются схемотехники — оставим проверку на ваши плечи.

А вот материалы, опубликованные одним крупным хардварным проектом позволяют разобраться во многом. В проведенном тестировании нескольких систем от встроенного кодека за 2 доллара до аудиофильского решения за 2000 получились очень интересные результаты.

Выяснилось, что Realtek ALC889 показывает не самую ровную АЧХ, и дает приличную разницу тона — 1,4 дБ при 100 Гц. Правда, на деле эта цифра не является критичной.

А в некоторых реализациях (то есть моделях материнских плат) и вовсе отсутствует — смотрите рисунок выше. Ее можно заметить только при прослушивании одной частоты. В музыкальной композиции, после правильной настройки эквалайзера даже заядлый аудиофил не сможет найти отличие между дискретной картой и встроенным решением.

Мнение экспертов

Моя карта плохо звучит. Что делать?

Все это очень убедительно. За время работы с железом я успел протестировать массу устройств — настольных и портативных. Не смотря на это, в качестве домашнего плеера я использую компьютер со встроенным чипом Realtek.

Рекомендую и вам не заморачиваться — в Mac он реализован очень неплохо. Для сборных платформ стоит почитать тесты на тему качества реализации аудиотракта.

А если звук обладает артефактами и проблемами? Следуйте инструкции:

Все остальное — работа вашей аудиосистемы (колонок или наушников). Ведь звуковая карта, прежде всего — ЦАП.

Что в итоге?

Реальность такова, что в общем случае дискретная карта не даёт существенного выигрыша в качестве воспроизведения музыки (это как минимум). Ее преимущества — только в удобстве, функциональности, и, быть может, стабильности.

Николай Маслов

Kanban-инженер, радиофизик и музыкант. Рассказываю о технике простым языком.

Звуковая карта – вспомогательное оборудование компьютера, служащее для перекодировки и вывода результата на акустические системы: наушники, динамики и т.д.

Виды и принцип работы звуковых карт

Звуковые платы бывают трех видов:

• дискретные внутренние – съемные. Для работы используют свой собственный процессор;

• дискретные внешние – внешнее устройство с собственным процессором.

Работа звуковой карты построена на основе микросхемы, преобразовывающей звуковой сигнал из формата Digital (цифровой) в Analog (аналоговый). Именно аналоговый сигнал поступает на акустику.
Так же звуковая карта проводит обратную кодировку, в случае использования микрофона или линейного входа.

Интегрированная, встроенная звуковая карта

Встроенные звуковые карты воспроизводят звук в невысоком качестве, но достаточном для комфортного восприятия. Такие карты установлены на всех ноутбуках, многих материнских платах системных блоков.

Дискретная внутренняя звуковая карта

Это отдельная плата, которая может понадобиться при поломке интегрированной карты. Ведь ее ремонт в разы дороже стоимости отдельной платы для воспроизведения звука.

Такие карты применяются для воспроизведения звуков в высоком качестве. В них используются свои процессоры, дополнительные средства для частотной обработки цифрового формата звука, чипы обработки звука, шумовые фильтры и прочее.
Дискретные платы устанавливаются на материнскую плату компьютера, в специальный слот. На современных компьютерах используется слот PCI и PCI-E.

Дискретная внешняя звуковая карта

Внешняя плата применяется также в случае поломки или отсутствия интегрированной платы или в случае необходимости воспроизведения звука, улучшенного качества. Такие модули применяются, если нет возможности установить плату внутрь компьютера: системный блок опечатан, нет свободных слотов для установки или пользователь не обладает необходимыми навыками.

Также на внешней звуковой карте могут присутствовать дополнительные органы управления: регулировка громкости, баланса, частот. Производитель добавляет дополнительные разъемы подключения: 15-контактный midi-порт, SPdif разъем и другие.

Интегрированная звуковая карта не является эталоном качества звука, но в большинстве случаев ее достаточно для среднестатистического пользователя. Дискретные внутренние и внешние платы являются инструментом профессионалов или заменой встроенных звуковых карт, которые вышли из строя.

Читайте также: