کارت صدا
تعریف کارت صدا
کارت صدا یکی از عناصر سخت افزاری رایانه‌است که باعث پخش و ضبط صدا می‌گردد. قبل از گسترش کارتهای صدا، صدا در رایانه توسط بلند گوهای داخلی ایجاد میشد. این بلند گوها توان خود را از برد اصلی می گرفتند. استفاده از کارت صدا از اواخر سال ۱۹۸۰ شروع شد. کنند. کارت صوتی همانند کارت گرافیکی بر روی برد اصلی نصب می‌شود و در پشت آن چند فیش برای میکروفن و بلند گو قرار دارد. وظیفه کارت صدا آماده سازی سیگنالها جهت پخش و دریافت سیگنالهای ورودی از میکروفن و آماده کردن آنها برای ذخیره در رایانه‌است. کارت صدا، کارت صوتی نیز نامیده می‌شود و در بسیاری موارد می‌تواند اصواتی با کیفیت بسیار عالی تولید کند. صوت، یک سیگنال آنالوگ است که به صورت موج پیوسته انتشار می‌یابد. رایانه همواره در حال پردازش سیگنالهای آنالوگ است، زیرا این سیگنالها دائماً در حال تغییرند. در واقع لازم است که سیگنالهای آنالوگ به بیتهای رقمی (دیجیتال) تبدیل شوند. صوت، یک سیگنال آنالوگ است که به صورت موج پیوسته انتشار می‌یابد. رایانه همواره در حال پردازش سیگنالهای آنالوگ است، زیرا این سیگنالها دائماً در حال تغییرند. در واقع لازم است که سیگنالهای آنالوگ به بیتهای رقمی (دیجیتال) تبدیل شوند. سیگنالهای دیجیتالی تولید شده مجدداً باید به سیگنالهای آنالوگ تبدیل شوند تا بتوانند به وسیله بلند گو پخش شوند.
شبیه سازی صوتی
صداهای دیجیتال به فضای زیادی بر روی دیسک نیاز دارد. بنابراین به جای ذخیره صدا آن را ایجاد می‌کند. این عملیات شبیه سازی صوتی نام دارد و به روشهای زیر صورت می‌گیرد:
۱- FM(مدولاسیون بسامد): این روش به صورت کاملاً مصنوعی صدا را ایجاد می‌کند و برای ساخت آن از دو موج سینوسی استفاده می‌کند.
۲- جدول موجی (صدای موجی): این روش کم هزینه و واقعی تر است. در این حالت از تمامی وسایل موسیقی نمونه گیری شده‌است و صدای دیجیتالی تولید شده در یک جدول موج ذخیره شده‌است. در صورتی که یک برنامه به صدایی احتیاج داشته باشد این جدول موج چه در کارت صدا و چه در دیسک، صدای واقعی را به برنامه می‌دهد. فایلهای صوتی با پسوند Wav در ویندوز صداهای واقعی هستند که از جدول موج استفاده می‌کنند. بنابراین آهنگسازان حرفه‌ای ترجیح می‌دهند این گونه کارتهای صدا را استفاده نمایند. این صداها در تراشه‌های رام کارت صوتی ذخیره می‌شوند و در نتیجه بسیاری از تولید کنندگان بزرگ بودن حافظه جدول صوتی را دلیل مرغوب بودن کارت صدا می‌دادند.
۳-MIDI(رابط دیجیتالی ادوات موسیقی): این روش برخلاف روش قبلی صدای تولید شده را ضبط نمی‌کند، بلکه اطلاعات صدا مانند کوک، دوام، بلندی و سایر موارد را ضبط می‌کند. این اطلاعات در یک قالب استاندارد در فایل ذخیره می‌شود و یا به یک وسیله موسیقی جهت اجرا ارسال می‌شود. بنابراین یک فایل MIDI مجموعه‌ای از دستور العملها در مورد چگونگی اجرای نت هاست. نکته: فایلهای MIDI جهت برقراری ویدئو کنفرانسها و پخش فیلم در اینترنت به کار می‌روند.
۴- نمونه سازی فیزیکی:این روش نسبتاً جدید است و بسته به نوع ساز شبیه سازی شده‌است. با اینکه دارای صدای خوبی است اما بار زیادی بر پردازنده اصلی وارد می‌سازد.
اجزای تشکیل دهنده کارت صدا
يك پردازنده سيگنال هاي ديجيتال (DSP) كه مسئول انجام اغلب عمليات( محاسبات ) مورد نظر است .
- يك مبدل ديجتيال به آنالوگ (DAC)
- يك مبدل آنالوگ به ديجيتال(ADC) براي صوت ورودي به كامپيوتر
- حافظه ROM يا Flash براي ذخيره سازي داده
- يك اينترفيس دستگاههاي موزيكال ديجيتالي (MIDI) براي اتصال دستگاه هاي موزيك خارجي
- كانكنورهاي لازم براي اتصال به ميكروفن و يا بلندگو
- يك پورت خاص ” بازي” براي اتصال Joystick
اغلب كارت هاي صدا كه امروره استفاده مي گردد از نوع PCI بوده و در يكي از اسلات هاي آزاد برد اصلي نصب مي گردند. كارت هاي صداي قديمي عمدتاً از نوع ISA بودند. اكثر كامپيوتر هاي جديد كارت صدا را بصورت يك تراشه و بر روي برد اصلي دارند. در اين نوع كامپيوترها اسلاتي برروي برد اصلي استفاده نشده وبدين ترتيب يك اسلات صرفه جوئي شده است ! Sound Blaster Pro بعنوان يك استاندارد در دنياي كارت هاي صدا مطرح است .
انواع اتصال کارت صدا به رایانه
-Speaker(بلند گو)
-CD-Playe و میکروفن ضبط صوت (یک منبع ورودی آنالوگ)
-(یک منبع ورودی دیجیتال) CD-ROM -
- یک منبع آنالوگ خروجی نظیر ضبط صوت
- یک منبع دیجیتال خروجی
شنیدن صوت
مراحل شنیدن صوت بر خلاف روش تولید صدا است که در زیر شرح داده شده‌است:
۱- داده‌های دیجیتال از هارددیسک خوانده می‌شود و سپس در اختیار پردازنده اصلی قرار می‌گیرد.
۲-DSP پردازنده اصلی داده‌ها را برای موجود بر روی کارت صدا ارسال می‌کند.
۳-داده‌های دیجیتال را از حالت فشرده خارج می‌کند. داده‌های دیجیتال غیر فشرده شدن توسط DSP
۴-بلافاصله با مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) پردازش و یک سیگنال آنالوگ ایجاد می‌کنند. این سیگنالهای ایجاد شده از طریق هدفن یا بلند گو شنیده خواهد شد.
عملیات کارت صدا
صدا چهارعملیات خاص درارتباط باصداانجام می‌دهد:
- ضبط صدا با حالات متفاوت
- پخش موزیکهای از قبل ضبط شده مانند: MP۳، Wav و یا DVD
- ترکیب نمودن صداها
- پردازش صوتهای موجود
انواع رابط
جهت دریافت و ضبط از طریق کارت صدا لازم است رابطهای زیر وجود داشته باشد:
– رابط ورودی: این رابط برای ورود داده‌های صوتی استفاده می‌شود که دارای انواع مختلفی هستند.
- رابط خروجی: این رابط جهت ارسال سیگنالها از کارت به وسایل خارج از رایانه به کار می‌رود. یک سر کابل به کارت صوتی و سر دیگر آن به بلندگو و یا هدفون و سیمهای استریو وصل می‌شود.
_ رابط صوتی ویژه سی دی: این نوع رابطها جهت ارتباط بین دیسک گردان، سی دی و کارت صوتی می باشد و اگر این ارتباط برقرار نشود دیسکهای سی دی صوتی پخش نمی‌شود و در این حالت صدا تنها از طریق خروجی گوشی(هدفون) شنیده می‌شود.
رابط میدی بازی: اکثر کارتهای صوتی دارای این رابط هستند. این رابط ۱۵ پایه دارد و D شکل است و می‌توان به وسیله آن از ارگهای الکترونیکی، موسیقی را دریافت و به صورت فایل بر روی سی دی ذخیره کرد.
پردازنده کارت صوتی
در کارت صداهای جدید تراشه مخصوصی به نام DSP اضافه شده‌است. که مخفف Digital Signal Processor است. این تراشه رایانه را از انجام پردازش سیگنالهای صدا، پارازیت گیری، فشرده سازی داده‌ها و موارد دیگر معاف می‌دارد.
کارت صوتی دوطرفه همزمان
در این نوع کارت صدا داده‌ها می‌توانند در دو مسیر همزمان جریان داشته باشند. روی کارت صداهای دوطرفه عبارت Full doplisk نوشته می‌شود. بیشتر کارت صداهای جدید دارای این قابلیت هستند. با این کارتها برای مکالمه تلفنی بهتر از طریق رایانه استفاده می‌شود.
حافظه کارت صدا
در بیشتر کارت صداهای نوع آیزا حداقل ۲ مگابایت حافظه رم با نام حافظه نمونه سازی وجود دارد. این نوع حافظه جهت حفظ صداهای جدول موج و صداهایی که خود کارت می‌سازد استفاده می‌شود. اما در نوع کارتهای پی سی آی احتیاجی به حافظه نمونه سازی نیست. زیرا پهنای باند در این نوع کارتها بزرگ می باشد و صداها بر روی حافظه اصلی رایانه قرار می‌گیرد.
استریو فونیک یا مونو فونیک
کارتهای مونوفونیک صدا را از یک منبع پخش می‌کنند که به آن مونو یا یک کاناله می‌گویند. در صورتی که کارتهای استریوفونیک به طور همزمان و از دو منبع مختلف پخش می‌شود. بعضی از برنامه‌های کاربردی صدای استریو را پشتیبانی نمی‌کنند. کارتهای استریو گران قیمت تر از مونو است. بیشتر کارتهای صوتی دارای یک ورودی استریو یا دو ورودی مونو هستند.نکته: در بیشتر کارتهای صوتی حداقل ۱۶ بیت لازم است، اما برخی دیگر از ۲۴بیت و بیشتر استفاده می کنند.
عیب یابی کارت صدا
- اگر پس از نصب یک کارت صدای جدید در بعضی برنامه‌ها دچار مشکل صدا شوید، باید تنظیمهای برنامه‌ها را از نو تعیین کنید. لازم است بعضی برنامه‌ها را دوباره نصب نمود تا با کارت جدید کار کند. - اگر در بعضی برنامه‌ها صدا وجود دارد ولی هماهنگ با اعمال روی صفحه نیست لازم است برنامه‌های دیگر را ببندید تا برنامه در حال اجرا بتواند بر همه منابع دسترسی پیدا کند. - گاهی اوقات صدای خش خش و یا وزوز از بلندگو پخش می‌شود دلیل آن مزاحمت کارتهای جانبی دیگر می باشد. در این صورت لازم است جای شکاف کارت صوتی را عوض کرد. اگر باز هم اشکال رفع نشد باید کابلهای برق نزدیک به کارت صوتی را از آن دور کرد. - اگر صدایی از بلندگوهای رایانه به گوش نمی‌رسد اعمال زیر را انجام دهید:
* محل اتصال بلندگو به منبع تغذیه چک کنید.
* پیچ تنظیم بلندی صدا را تنظیم نمایید.
* سیم اتصال بلندگو به کارت را چک کنید.
* صدا را در برنامه‌های نصاب بررسی نمایید.
* برنامه راه انداز کارت صوتی را دوباره نصب کنید.
نکاتی راجع به خرید کارت صدا
در هنگام خرید کارت صدا به چه نکاتی باید توجه کرد؟
به دلیل این که مادربردهای جدید دارای کارت صدا به صورت سرخود هستند، بنابر این دیگر نیازی نیست که کارت صدا را به صورت جداگانه خریداری نمود. جز در مواردی که برای کارهای حرفه‌ای از کارت صدا استفاده می‌شود. دو نوع استاندارد اختصاصی برای کارتهای صدا وجود دارد. (استاندارد Adlih و Sound Blaster) اغلب کارتهای صوتی با Sound Blaster سازگاری دارند. با توجه به این که کارت صوتی نباید با این استاندارد به راه انداز خاصی نیاز داشته باشد. به غیر از استانداردهای ذکر شده، استانداردهای دیگری هم وجود دارند. اکثر برنامه‌های کاربردی صوتی برای محصولاتی نوشته می‌شوند که عمومیت دارند. برای همین بیشتر سازندگان، کارتهای صوتی خود را تحت این دو استاندارد می‌سازند.
نکته: بیشتر بازیهای تحت داس ازکارتهای صوتی با استانداردهای ساوند بلاستر، ساوند بلاستر ۱۶ و ساوند بلاستر پرو استفاده می‌کنند. در حال حاضر بیشتر سی دی رامها دارای فیش ورودی هدفون یا بلند گو هستند. بدین ترتیب می‌توان از صداهای آنها استفاده کرد. اما در صورتی که صدای بهتری می‌خواهید می‌توانید ازکارت صدا استفاده نمایید.
كارت صدا چيست؟
كارت صدا يكي از عناصر سخت افزاري استفاده شده در كامپيوتر است كه باعث پخش و ضبط صدا( صوت) مي گردد. قبل از مطرح شدن كارت هاي صدا ، كامپيوترهاي شخصي براي پخش صدا ، صرفا” قادر به استفاده از يك بلندگوي داخلي بودند كه از برد اصلي توان خود را مي گرفت . در اواخر سال ۱۹۸۰ استفاده از كارت صدا در كامپيوتر شروع و همزمان با آن تحولات گسترده اي در زمينه كامپيوترهاي چند رسانه اي ايجاد گرديد. در سال ۱۹۸۹ شركت Creative labs كارت صداي خود را با نام Creative Labs soundBlaster Card عرضه نمود. در ادامه شركت هاي متعدد ديگري توليدات خود را در اين زمينه عرضه نمودند.
مباني كارت صدا
يك كارت صدا داراي بخش هاي متفاوت زير است :
• يك پردازنده سيگنال هاي ديجيتال (DSP) كه مسئول انجام اغلب عمليات( محاسبات ) مورد نظر است .
• يك مبدل ديجتيال به آنالوگ (DAC)
• يك مبدل آنالوگ به ديجيتال(ADC) براي صوت ورودي به كامپيوتر
• حافظه ROM يا Flash براي ذخيره سازي داده
• يك اينترفيس دستگاههاي موزيكال ديجيتالي (MIDI) براي اتصال دستگاه هاي موزيك خارجي
• كانكنورهاي لازم براي اتصال به ميكروفن و يا بلندگو
• يك پورت خاص ” بازي” براي اتصال Joystick
اغلب كارت هاي صدا كه امروره استفاده مي گردد از نوع PCI بوده و در يكي از اسلات هاي آزاد برد اصلي نصب مي گردند. كارت هاي صداي قديمي عمدتا” از نوع ISA بودند. اكثر كامپيوتر هاي جديد كارت صدا را بصورت يك تراشه و بر روي برد اصلي دارند. در اين نوع كامپيوترها اسلاتي برروي برد اصلي استفاده نشده وبدين ترتيب يك اسلات صرفه جوئي شده است ! Sound Blaster Pro بعنوان يك استاندارد در دنياي كارت هاي صدا مطرح است .
اغلب توليد كنندگان كارت صدا از مجموعه تراشه هاي مشابه استفاده مي نمايند.پس از طراحي تراشه هاي فوق توسط شركت هاي مربوطه توليد كنندگان كارت صدا، امكانات و قابليت هاي دلخواه خود را به آنها اضافه مي نمايند.
كارت صدا را مي توان به يكي از دستگاههاي زير متصل نمود :
• هدفون
• بلندگو (Speaker)
• يك منبع ورودي آنالوگ نظير : ميكروفن راديوضبط صوت و CD player
• يك منبع ورودي ديجيتال نظير CD-Rom
• يك منبع آنالوگ خروجي نظير ظبط صوت
• يك منبع ديجيتال خروجي نظير CD-R
عمليات كارت صدا
يك كارت صدا قادر به انجام چهار عمليات خاص در رابطه با صدا است :
• پخش موزيك هاي از قبل ضبط شده ( از CD فايل هاي صوتي نظير mp3 و يا Wav ) بازي يا DVD
• ضبط صدا با حالات متفاوت
• تركيب نمودن صداها
• پردازش صوت هاي موجود
عمليات دريافت و ارسال صوت (صدا) براي كارت صدا از طريق بخش هاي DAC و ADC انجام مي گيرد. پردازش هاي لازم و مورد نياز بر روي صوت توسط DSP انجام مي گيرد و بدين ترتيب عمليات اضافه اي براي پردازنده اصلي كامپيوتر بوجود نخواهد آمد.
توليد صوت
فرض كنيد، قصد داشته باشيم كه از طريق ميكروفن صداي خود را به كامپيوتر انتقال دهيم . در اين حالت كارت صدا يك فايل صوتي با فرمت wav را ايجاد و داده هاي ارسالي توسط ميكروفن در آن ذخيره گردند. فرآيند فوق شامل مراحل زير است :
۱ – كارت صدا از طريق كانكتور ميكروفن سيگنال هاي پيوسته و آنالوگي را دريافت مي دارد.
۲ – از طريق نرم افزار مربوطه نوع دستگاه ورودي براي ضبط صدا را مشخص مي نمائيم .
۳ – سيگنال آنالوگ ارسالي توسط ميكروفن بلافاصله توسط تراشه مبدل آنالوگ به ديجيتال (ADC) تبديل و يك فايل حاوي صفر و يك توليد مي گردد.
۴ – خروجي توليد شده توسط ADC در اختيار تراشه DSP براي انجام پردازش هاي لازم گذاشته مي شود. DSP توسط مجموعه دستوراتي كه در تراشه ديگر است برنامه ريزي براي انجام عمليات خاص مي گردد. يكي از عملياتي كه DSP انجام مي دهد فشرده سازي داده هاي ديجيتال بمنظور ذخيره سازي است .
۵ – خروجي DSP با توجه به نوع اتصالات كارت صدا در اختيار گذرگاه داده كامپيوتر قرار مي گيرد.
۶ – داده هاي ديجيتال توسط پردازنده اصلي كامپيوتر پردازش و در ادامه براي ذخيره سازي در اختيار كنترل كننده هارد ديسك گذاشته مي شوند. كنترل كننده هارد ديسك اطلاعات را بر روي هارد و بعنوان يك فايل ضبط شده صوتي ذخيره خواهد كرد.
شنيدن صوت
مراحل گوش دادن به صوت به شرح زير مي باشد ( برعكس روش گفته شده در ارتباط باضبط صوت):
۱ – داده هاي ديجيتال از هارد ديسك خوانده شده و در اختيار پردازنده اصلي قرار مي گيرند.
۲ – پردازنده اصلي داده ها را براي DSP موجود بر روي كارت صدا ارسال مي دارد.
۳ – DSP داده هاي ديجيتال را ازحالت فشرده خارج مي نمايد.
۴ – داده هاي ديجيتال غيرفشرده شده توسط DSP بلافاصله توسط مبدل ديجيتال به آنالوگ(DAC) پردازش و يك سيگنال آنالوگ ايجاد مي گردد. سيگنال هاي فوق از طريق هدفوق يا بلندگو قابل شنيدن خواهند بود.