声卡是怎么工作的？

说到声卡，应该90后的朋友大多都不会有深入的了解，也许概念就只停留在知道它是让电脑发出声音的一个部分，这也得益于科技的发展让曾经的庞然大物，现在变成一块小小的芯片和几颗元件就集成在电脑主板上。

可是你知道声卡是怎么工作的吗？哈哈，那就开始上课了！

1、简介

在声卡出现之前，PC被限制为只能靠在主板上微小的扬声器发出“beeps”的声音。 从90年代开始，声卡出现在多媒体电脑上，并且指引计算机进入到全新的游戏时代。

2、剖析声卡的结构

典型的声卡由以下的组件组成：

● 一个数字信号处理器(DSP)，负责大部分的运算

● 一个数模转换器(DAC)，负责把音频输出电脑

● 一个模数转换器(ADC)，负责把音频输入电脑

● 只读存储器(ROM)或者Flash 存储器，用于储存数据

● 音乐设备数字接口(MIDI)，用于连接外部的音频设备（对于大部分声卡而言，游戏端口也可以用于连接外部的MIDI适配器）

● 用于连接扬声器和麦克风的插口，还有线性输入(line in )和线性输出(line out)

曾经流行的声卡通常被插到周边组件互连(PCI)插槽上，而比较旧或者廉价的声卡则使用工业标准架构（ISA)总线 。而今天很多电脑都把声卡作为芯片整合到了主板上面（大多数都是小公蟹LOGO了），这样就释放出了插槽用于其它的组件。

现在很多不同制造商生产的不同品牌声卡都使用了相同的芯片，而最基本的芯片都来自第三方的销售商；为了使产品区分开来，声卡制造商会对其加入不同的功能，还有捆绑各样不同的软件。

3、声卡可以连接的设备

耳机、扩音机/扬声器、模拟的输入源、麦克风、收音机、卡带机、CD 播放器、数字输入源、数字 录音磁带(DAT)、CD-ROM 驱动器、模拟输出设备 - 卡带机、数字输出设备、数字 录音磁带(DAT)

一些最高端的专业声卡已经可以通过扩展配件支持8声道乃至16声道的扬声器和支持数字接口。对于高保真音频的爱好者，现在还有新一代的数字声卡。数字声卡对于需要数字处理 的应用来说非常实用，例如CD-R和DAT。

该类型声卡可以一直保持数字的信号，而不经过任何的数模转换，因此可以有效地减少“代损失”。数字声卡规定了数字声音的输出和输入，因此你可以从DAT，DVD或者CD直接读取数据并存储在硬盘上。

4、迷人的波表  

通常，声卡能够完成四件事情：

● 播放预先录制好的音乐（例如WAV 或者MP3)，游戏或者好莱坞大片

● 以广泛的媒体格式从外部的音源（麦克风或者卡带播放器）记录音频

● 合成声音

● 处理现成的声音

DAC和ADC提供了方法处理声卡音频的输入和输出，而DSP则检查整个过程。DSP还可以捕获声音的任何变化，例如回音或者反射 ；此外因为DSP主要集中音频的处理，电脑的主处理器可以空闲出来做其它的任务。

早期的声卡使用FM合成来产生声音。FM合成以不同的频率来捕获音调，然后把它们合成为接近的声音，例如喇叭产生的号声。FM技术已经相当的成熟，但说到声音的真实来说，它比不上波表合成。

波表合成通过对真实的音乐设备 产生的声音进行采样，该样本接着会以非常高的精确度进行循环的播放和重新产生声音。波表合成事实上已经成为大部分声音的标准，但一些廉价品牌的声卡仍旧还在使用FM合成。其中还有些声卡提供不同的类型。  

很多成熟的声卡还提供对MIDI设备的支持；你可以使用音乐程序，把MIDI设备的音乐设备连接在声卡上（例如电子键盘），这样在你播放的过程中可以在电脑屏幕上看见音乐乐谱的变化。

5、声音的产生  

现在我们假设你正在使用麦克风，并且声音输出在扬声器上。声卡通过麦克风（数据输入）以WAV的格式创建声音文件，转换数据成为文件，并记录在硬盘上的过程如下：

● 声卡从麦克风插孔接收连续、模拟的波型信号输入，该模拟信号具有不同的频率和振幅

● 电脑的软件选择那些有用输入的信号，这主要根据是否麦克风输入的声音是否是需要的

● 混合过程，模拟波形的信号通过模数转换器(ADC)芯片进行实时的处理，以1和0的形式把信号记录起来--产生二进制（数字）的输出

● 从ADC产生的数字输出流进DSP，DSP通过存储在声卡其它芯片上的指令对其进行再编程；DSP的功能之一是对现有的数字数据进行压缩，以节省空间。在该任务的进行过程中，DSP可以允许电脑的主处理器执行其它的任务。

● DSP输出的数据通过声卡的连接被输送到电脑的数据总线（或者从声音芯片到主板的数据总线之间流动： 这主要是集成声卡）。

● 数字数据被电脑的主处理器进行处理，然后发送到硬盘控制器，接着它以WAV文件的形式记录在硬盘上。

在听已经预先记录好的WAV文件时，该处理过程只是简单的反转：

● 数字数据从硬盘读取出来，然后通过中心处理器(CPU)的处理

● CPU把数据发送到声卡的DSP

● DSP解压缩数字数据

● 从DSP解压缩的数字数据流被数模转换器(DAC)进行实时的处理，通过耳机或者扬声器产生模拟的信号。

５、专业领域的独立声卡 

对一些专业人群而言，例如电竞职业选手、录音师、混音师、作曲人、等等，显然电脑主板上的集成声卡性能是远远不够的，而这时候他们就会选择有针对性的独立声卡及其扩展附件以满足需求。

当然，如果你仅仅只是要求音质出众的HIFI烧友，集成声卡显然也不是你的菜，因为那只能听个响，而市面也有很多价格便宜专为音质而制作的独立音频声卡是不错的选择。