Karta muzyczna

Karta dźwiękowa (ang. sound card) to urządzenie wejścia/wyjścia komputera. Umożliwia rejestrację, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku.

Najbardziej znaną grupą kart dźwiękowych jest seria Sound Blaster firmy Creative Labs.

Obecnie karty dźwiękowe wystarczające do zastosowań amatorskich często wbudowywane są w płytę główną. Pojawiły się również zewnętrzne karty dźwiękowe podłączane do komputera przez jeden z portów np. USB.

Karta muzyczna to karta rozszerzeń służąca do konwersji analogowego sygnału dźwiękowego z dołączonego źródła (np. mikrofonu) na sygnał cyfrowy do przetworzenia lub zapisu na dysku komputera (przetwornik A/C) i odwrotnie - przetworzenia sygnału cyfrowego (np. z CD-ROM-u) na odpowiadający mu sygnał analogowy dostarczany do wyjścia i dalej, np. do głośników lub słuchawek; do generowania dźwięków wykorzystujących modulację częstotliwości (FM) lub tabelę próbek dźwiękowych (wavetable); do współpracy np. z klawiaturą muzyczną poprzez złącze MIDI; do przetwarzania sygnałów dźwiękowych za pomocą cyfrowego procesora dźwięków (DSP).

Karta rozszerzeń pozwala na odgrywanie oraz nagrywanie na komputerze dźwięku w formie plików muzycznych. Karty muzyczne umożliwiają także podłączenie do nich głośników, wzmacniacza, mikrofonu oraz urządzeń MIDI.

Obecnie w prawie każdym pececie znajduje się jakaś karta dźwiękowa. Najważniejszą jej częścią składową, jest przetwornik A/D-D/A (analog/digital-digital/analog), zmieniający sygnał analogowy w cyfrowy i odwrotnie, odpowiedzialny za nagrywanie i odtwarzanie plików WAV. Proces nagrywania nazywany jest samplingiem. Poziom (głośność) sygnału wejściowego, pochodzącego np. z mikrofonu lub wejścia LINE IN jest mierzony w określonych odstępach czasu, zaś wynik pomiaru zapisywany w pliku WAV. Znajduje się w nim również informacje o parametrach nagrania, mających wpływ na jakość dźwięku i zapotrzebowanie na wolne miejsce na dysku. Są to: Rozdzielczość: określa, czy wartości pomiarowe zapisywane w pliku WAV mają zajmować 1 czy 2 bajty (8 czy 16 bitów). W jednym bajcie można zapisać wartości od 0 do 255, natomiast w dwóch bajtach wartości od 0 do 65535. Obecnie nawet najtańsze na rynku karty są już 16 bitowe.

Częstotliwość próbkowania: odstępy czasowe, w których dokonywany jest pomiar poziomu sygnału wejściowego. Częstotliwość próbkowania podawana jest w kilohercach(kHz), 1 kHz odpowiada 1000 pomiarów na sekundę. Najczęściej spotyka się karty próbkujące z częstotliwościami 8, 11, 22, 44,1, 48 kHz. Najwyższy ton, jaki można nagrać odpowiada połowie wartości częstotliwości próbkowania. W przypadku karty posiadającej częstotliwość 44,1 kHz będzie to ok. 22000Hz. Ucho ludzkie potrafi odbierać dźwięki o częstotliwości do ok. 17000 Hz.

Syntezator MIDI
W przeciwieństwie do przedstawionego powyżej układu analogowego syntezator nie reprodukuje dźwięków nagranych wcześniej, lecz sam je wytwarza, korzystając z parametrów i listy nagrań (plików MIDI). W zależności od kart można uzyskiwać dźwięki stosując jedną z dwóch technik:
- Synteza FM: przekształca polecenia programowe na dźwięki poprzez generowanie napięć elektrycznych (krzywe o przebiegach sinusoidalnych, piłokształtnych czy prostokątnych). Poprzez manipulację głośnością oraz nakładanie wielu krzywych próbuje się naśladować brzmienie prawdziwych instrumentów, co jednak niezbyt się udaje.

-Synteza WAVETABLE: jest nowocześniejszą i bardziej zbliżoną brzmieniowo do oryginalnych instrumentów. W procesie syntezy falowej procesor wykorzystuje cyfrową próbkę (sample) dźwięku danego instrumentu, przechowywaną najczęściej w postaci pliku WAV w specjalnym układzie pamięci ROM. W niektórych kartach zastosowano inne rozwiązanie: próbkę można wczytać z dysku do pamięci RAM. W zależności od "wytycznych" z pliku MIDI, plik WAV przeliczany jest na dźwięk o odpowiedniej wysokości i długości.

Budowa karty dźwiękowej
Do niedawna karty dźwiękowe współpracowały jedynie z magistralą ISA. W dzisiejszych komputerach podstawową szyną danych stała się szyna PCI. W konsekwencji większość modeli kart jest dostępna na rynku w wersji PCI. Do komunikacji z pecetem, każda karta dźwiękowa potrzebuje co najmniej trzech zasobów: adresu I/O, przerwania oraz kanału DMA. Za pomocą adresu I/O komputer kontaktuje się z kartą, gdy chce jej przekazać rozkazy. Z kolei karta zgłasza pecetowi potrzebę przesłania danych poprzez odpowiednie przerwanie.

Legendarna jakość i możliwości kart Sound Blaster
Sound Blaster Live 24-bit to doskonała karta, która wzbogaci możliwości komputera stacjonarnego o obsługę 7.1-kanałowego dźwięku dookólnego. Doskonałe parametry toru dźwiękowego tej karty - rozdzielczość 24-bitów/96kHz przy nagrywaniu i odtwarzaniu, stosunek sygnału do szumu równy 100dB oraz bogaty zestaw wyjść cyfrowych czynią tę kartę idealnym narzędziem do przestrzennego odtwarzania muzyki oraz filmów.

Realistyczne wrażenia podczas gier zapewnia obsługa technologii EAX ADVANCED HD 3.0, odpowiedzialnej za efekty akustyczne i precyzyjny trójwymiarowy dźwięk w formacie 7.1. Dostarczane wraz z kartą oprogramowanie Creative Media Source to kompleksowy zestaw narzędzi do kopiowania i nagrywania własnych płyt z muzyką, zarządzania utworami i poprawiania brzmienia utworów. Wyjścia dla dźwięku dookólnego w formacie 7.1. Rozdzielczość 24-bitów/96kHz. Stosunek sygnału do szumu 100dB. Dołączone kompleksowe oprogramowanie Creative Media Source. Obsługa technologii EAX ADVANCED HD 3.0 w grach.
Parametry przy odtwarzaniu ze źródeł cyfrowych (na przykład: CDDA, WAV, MP3, Dolby Digital)



BIBLIOGRAFIA:
Ruth Maran, „Ilustrowany przewodnik po komputerze i internecie” 2001
Aleksander Bremer, Mirosław Sławik „@bc użytkownika komputer” Wydawnictwo:Videograf II
Edward Krawczyński, Zbigniew Talaga, Maria Wilk „Technologia informacyjna nie tylko dla uczniów” Wydawnictwo Szkolne PWN
Bartosz Danowski, Andrzej Pyrchla „ABC sam składam komputer”
Piotr Metzger „Anatomia PC. Wydanie VIII”