Karta muzyczna

 

Karta rozszerzeń pozwalająca na odgrywanie oraz nagrywanie na komputerze dźwięku w formie plików muzycznych. Karty muzyczne umożliwiają także podłączenie do nich głośników, wzmaczniacza, 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 fo 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.