Современные методы позиционирования и сжатия звука

сигнала. Встроенный микрофонный усилитель с этой задачей справляется, а вот

линейный вход часто не имеет стандартизованного сопротивления. Ненормальное

соотношение высоких и низких частот является следствием этого

рассогласования.

Вход для аналогового сигнала от CD-ROM также должен содержать фильтр

подавления частоты дискретизации. Выходной сигнал перед подачей на звуковую

плату не фильтруется, чтобы не конфликтовать с фильтром на карте. Большое

количество встречающихся звуковых плат разрабатывались с фильтром, но на

практике фильтр отсутствует. Примерно такой же фильтр необходим на выходе

карты после ЦАП (DAC). Его реализация особенно необходима при записи

сигнала на магнитную ленту, поскольку усилитель записи выходит из

нормального режима и происходит насыщение и паразитное намагничивание

магнитной ленты. Подмагничивание ленты производить необходимо для

качественной записи низких звуковых частот, это продиктовано физическими

особенностями записи на магнитные носители, а частота дискретизации

производит нарушение режима подмагничивания. Еще возникают проблемы с

внешними усилителями мощности с глубокой обратной связью (скажем, плохие

усилители, склонные к возбуждению). Замечается неустойчивая работа

усилителя или выход его из строя.

Использование на плате перемычек для конфигурирования аналогового

тракта только приветствуется. Очень неприятно обнаружить отсутствие

линейного выхода на звуковой плате, т.к. использовать сигнал, пропущенный

через встроенный усилитель для подачи на внешний усилитель нежелательно.

Встроенный усилитель, рассчитанный на применение с наушниками или

маленькими динамиками, имеет не лучшие характеристики, особенно по шумам и

гармоникам, да и низковольтное питание от компьютерного импульсного блока

питания, на котором висят цифровые схемы, качества не добавляет -

появляются специфические шумы от работы цифровых микросхем и двигателей

приводов внешних накопителей.

Часто, чтобы добиться сносного звучания приходится впаивать перемычки

(джамперы), которые подразумеваются, но отсутствуют на плате. К примеру,

для отключения встроенного усилителя. Причем наибольшие шумы наводятся по

питанию именно на усилитель (слышно "работу" CD-ROM и винчестера, т.к. он

обычно питается от 12-вольтовой шины). На этой шине нет специальных решений

для фильтрации помех, а мощные двигатели приводов производят их в большом

количестве. Изучение множества плат привело к печальным выводам. Ни

маститые производители, ни производители с востока с "левыми" платами не

уделяют должного внимания аналоговой части своих карт. Часто это

представлено в виде отсутствия "лишних" деталей на плате, особенно этим

поражены "левые" платы. Интересно, кому нужна такая "экономия" на мелочах?

:-)

Некоторое удивление вызвало знакомство с новой платой Monster Sound

MX300 от компании Diamond Multimedia. Революционность чипа Vortex 2 не

вызывает сомнений, но реализация платы выдает стремление фирмы экономить на

всем, чем можно и нельзя. Возможно, сам чип не дешев, но и цена платы не

мала, можно было и постараться. Отсутствует должная реализация фильтров на

выходе с ЦАП и входе с CD-ROM. Усилитель для наушников сделан на

транзисторах, возможно для меньших искажений при низком напряжении питания

(но такая схема не борется с синфазными искажениями!!!), а, скорее всего,

из экономии. Радует отдельный линейный выход. Возможность же получить от

этой карты все в воспроизведении звука требует платы расширения с цифровым

выходом S/PDIF (MX-25). Но для этого потребуется усилитель с цифровым

входом или применить внешний ЦАП и усилитель, получим почти Hi-End. Главные

плюсы в отдельном блоке питания для ЦАП и все-таки грамотное аналоговое

решение. В качестве положительного примера следует выделить фирмы Gravis (к

сожалению ушедшей с рынка звуковых карт) и Voyetra Turtle Beach. На платах

любых ценовых категорий и направлений аналоговая часть решена великолепно.

Даже старая карта Gravis Ultrasound GF1 (как много в этом звуке... :-)) в

дешевом варианте, соизмеримом в свое время по цене с современной платой

MX300 с точки зрения рассматриваемого вопроса произведена очень хорошо. Все

необходимые фильтры рассчитаны с запасом, а особенно приятно множество

перемычек, с помощью которых можно обходить любой фильтр и усилитель при

применении внешних фильтров и усилителей. Примерно такой должна быть

конфигурация звуковой платы для качественного воспроизведения звука.

Надеюсь, что и плата Montego II Quadzilla на Vortex 2 будет при соизмеримой

цене лучше MX300, а модификация Home Studio еще содержит и цифровой

вход/выход S/PDIF и оптический вход/выход на основной плате.

Руководствуясь этим наблюдением можно выделить несколько пунктов, учет

которых желателен при выборе звуковой платы:

Желательно иметь отдельный линейный выход или перемычки для обхода сигналом

внутреннего усилителя, что позволит не вносить в сигнал дополнительных

шумов при выводе на внешний усилитель.

При использовании звуковой платы в качестве источника сигналов для записи

на магнитный носитель необходим фильтр, режущий частоту дискретизации. Это

относится к любым выходным сигналам независимо от того, как они

синтезировались, будь то WAV, MIDI или сигнал синтеза.

Для исключения проблем с воспроизведением, оцифровкой и микшированием звука

с Audio CD, требуется, чтобы по входу для CD-ROM стоял фильтр того же

плана, что оговорен в предыдущем пункте.

Для использования платы для качественной оцифровки аналогового звука на

входе требуется хороший активный фильтр.

Пара моментов, которые отчасти могут объяснить отсутствие входных (anti-

aliasing) и выходных сглаживающих (smoothing) фильтров:

1. Безусловно, перед оцифровкой аналогового сигнала его необходимо

пропустить через входной фильтр 4-8 порядка с частотой среза 20 кГц дабы

подавить дополнительные спектральные составляющие, зеркальные основному

спектру сигнала относительно частоты дискретизации. Интересующиеся могут

прочитать любую книгу по основам цифровой обработки сигналов в библиотеке

или просмотреть главу из соответствующей книги прямо в книжном магазине.

Но, вообще говоря, большинство современных многоразрядных (16 и более) АЦП

выполнены на базе сигма-дельта технологии. Отличительной чертой данных АЦП

является существенно повышенная частота дискретизациия сигнала (1...15...20

Мгц в зависимости от реализации) и постобработка цифрового потока

нардверным цифровым фильтром, встроенным в АЦП до необходимой полосы (20 -

22 кГц). Поскольку дополнительный спектр сигнала при этом смещается в

область запредельных частот, то и достаточное его подавление возможно очень

простым фильтром. Очевидно этим и объясняется отсутствие входных фильтров

на входах плат или наличие совершенно простенького фильтра 1-2 порядка,

вызывающее недоумение у людей, которые более-менее сталкивались с этими

проблемами в профессиональных/любительских условиях.

2. Касаемо выходных (сглаживающих, восстанавливающих - кому какая

терминология нравится :-)) фильтров. Многие, видимо читали в описании CD

ROM о том, что в нём стоит 1 разрядный ЦАП с 8х частотой дискретизации.

Очевидно, что и в них применяется сигма-дельта технология, что также

позволяет использовать фильтры малых порядков для восстановления

аналогового. Сдаётся мне, что в High End CD проигрывателях, к которым

нельзя отнести CD ROM даже с большой натяжкой, эта технология не

применяется. Так что можно считать, что с CD ROM приходит нормально

отфильтрованный аналоговый сигнал, который на звуковых платах просто

приходит на аналоговый мультиплексор - кстати, один из источников

дополнительных гармоник, хоть и небольших....

А теперь обратимся к выходу. Как правильно замечено, на большинстве

карт, особенно на дешёвых, нет линейного выхода. Сигнал подаётся на выход

через достаточно дешёвый выходной усилитель с полосой усиления входного

сигнала достаточной, чтобы можно было считать сам усилитель ещё и

фильтром... :-), на входе которого, опять таки стоит небольшой пассивный

фильтр, дабы не перегружать усилитель слишком сильно высшими гармониками.

Стоит предусмотреть на такой плате наличие линейного выхода, так сразу же

возникает проблема выходного фильтра. Вспомним, что для более-менее

приличного восстановления сигнала требуется, как минимум, фильтр 4, а лучше

8, порядка, что вызывает потребность такого количества прецизионных

элементов, подверженных старению, что у производителя волосы дыбом

становятся. Использование активных фильтров на коммутируемых конденсаторах

компании MAXIM (http://www.maxim-ic.com/efp/Filters.htm) или подобных было

бы хорошей идеей. Но их стоимость - $3.00 и выше вызывает явные признаки

недовольства у производителей звуковых плат. Причём, это стоимость на один

канал - умножьте это на 2, а то и на 4 канала и получите стоимость только

фильтров равную стоимости всей платы в розничной торговле.

Вывод из всего этого напрашивается следующий: если Вам действительно

необходим качественный линейный выход и/или хороший качественный звук из

колонок ( а кто этого не хочет :-) ) то есть три пути:

Использование дорогих звуковых карт с линейным выходом с хорошей

фильтрацией + качественные колонки

Использование карт с цифровым выходом (я думаю, что он скоро появится и на

достаточно дешёвых картах) + качественный усилитель с цифровым входом) +

качественные колонки

Использование колонок с USB входом. "Цифровой звук" - это конечно чисто

рекламный ход для рядового потребителя - динамические грмкоговорители

остаются теми же, несмотря на любые названия.

Наводки от аппаpатуpы компьютеpа на каpту

Унивеpсального метода борьбы с ними не существует. Каждый конкpетный

случай опpеделяется типами и даже экземпляpами конкpетной каpты, системной

платы, видеоадаптеpа, блока питания и т.п. Вначале имеет смысл опpеделить,

по какой из цепей идут помехи, пpи помощи pегулятоpов уpовней в микшеpе.

Hенужные входы (особенно микpофонный) вообще pекомендуется сpазу отключать

или ставить на них нулевой уpовень гpомкости.

Если пpи нулевых уpовнях всех входов помехи остаются - скоpее всего,

дело в наводках на саму каpту. Hужно поэкспеpиментиpовать с пеpестановкой

каpт в pазъемах, напpимеp, звуковую - в самый дальний, а все остальные - в

дpугой конец, или наобоpот. Hужно также попpобовать отключить все

дополнительные устpойства - CDROM, стpимеp, винчестеp и т.п. - котоpые

могут служить источ- никами наводок; некотоpые пpиводы генеpиpуют помехи

пpи наличии электpического контакта с коpпусом компьютеpа - их пpидется

установить чеpез пpокладки. Это относится и к системной плате - пpи наличии

контакта с коpпусом в точках кpепления она также мо- жет способствовать

помехам. Иногда помехи возникают в некачественных блоках питания,

вентилятоpах охлаждения блока питания или пpоцессоpа, в плохо

спpоектиpованных видеокаpтах, системных платах и т.п.

Внешние помехи чаще всего возникают пpи подключении CDROM к звуковому

входу. Их источником может быть сам CDROM или звуковой кабель. Кабель

желательно использовать экpаниpованный - скpученные пpовода больше

подвеpжены помехам извне. Можно попpобовать отсоединить по очеpеди с одной

из стоpон общие пpовода (экpан) кабеля, оставив соединение с коpпусом

только в одном из pазъемов. Также имеет смысл пpоложить кабель так, чтобы

он пpоходил максимально близко от коpпуса и максимально далеко от устpойств

компьютеpа.

Может случиться и так, что данная модель звуковой каpты сама по себе

плохо спpоектиpована или pазведена, отчего ловит свои собственные наводки.

От этого можно избавиться только заменой каpты.

Цифровая звуковая рабочая станция

Digital Audio Workstation (DAW) представляет собой специализированную

или универсальную компьютерную систему, способную выполнять запись,

хранение, воспроизведение и обработку цифрового звука.

Специализированные системы ориентированы исключительно на работу с

цифровым звуком и выпускаются в законченном исполнении, допускающем лишь

ограниченное расширение, либо нерасширяемые вообще. Универсальные системы

представляют собой обычный персональный компьютер, снабженный средствами

для ввода/вывода звука (ЦАП/АЦП и/или цифровые интерфейсы) и набором

программ для его записи, воспроизведения и обработки. Кроме этого, станция

может содержать и другие компоненты - например, аппаратные модули цифровой

обработки, музыкальные синтезаторы, записывающие CD-приводы и т.п.

Поскольку любая компьютерная система является сильным источником

высокочастотных помех, возникают определенные проблемы в достижении

профессионального качества звука при использовании встроенных АЦП/ЦАП. В

таких случаях предпочтительно использование внешних модулей АЦП/ЦАП,

выдающих и получающих цифровую информацию в реальном времени через

универсальные или собственные цифровые интерфейсы.

Большинство специализированных рабочих станций используют для хранения

звука жесткие диски с интерфейсом SCSI (Small Computer System Interface -

интерфейс малых компьютерных систем), ставшие универсальным стандартом -

любая популярная компьютерная система имеет возможность подключения этих

дисков. Достоинствами SCSI является универсальность среди всех компьютерных

систем, возможность подключения до семи устройств (любых, не только

дисковых) к одному контроллеру, хороший арбитраж при конкуренции устройств,

интеллектуальность каждого устройства, более высокое общее качество

исполнения, возможность использования интерфейса для прямой связи между

двумя станциями. К недостаткам SCSI следует отнести высокую стоимость

интерфейсов и дисков и ограниченный спектр выпускаемых моделей.

В компьютерах типа IBM PC более популярны жесткие диски с интерфейсом

IDE (Integrated Drive Electronics - электроника, встроенная в накопитель),

не получившие распространения в других системах.

Достоинства IDE-дисков - простота, хорошая производительность, не

уступающая большинству SCSI-дисков, а в ряде случаев - превосходящая их,

низкая стоимость, массовый выпуск, широкий спектр моделей. Недостатки -

низкая производительность и надежность моделей низших классов, возможность

подключения только двух накопителей к одному контроллеру, невозможность

прямого соединения двух станций, часто худшая поддержка драйверами

операционных систем.

Среди пользователей звуковых рабочих станций - как домашних, так и

студийных - бытует мнение, что только диски SCSI способны обеспечить нужное

быстродействие. Однако, несмотря на ряд очевидных преимуществ SCSI,

большинство даже профессиональных рабочих станций на IBM PC вполне может

обходиться дисками IDE. Скорость чтения/записи типовых моделей IDE-дисков

сегодня (конец 1998 г.) находится на уровне 6-10 Мб/с при времени поиска

около 8-10 мс, что равнозначно таким же типовым (не High End) моделям SCSI.

Такой жесткий диск свободно справляется с одновременным чтением 16-

разрядных звуковых данных по 20-30 звуковым каналам на частоте

дискретизации 48 кГц, и несколько меньшим объемом данных в случае записи.

Другое дело, что в случае SCSI его внутренняя оптимизация (сортировка

запросов для минимизации перемещения головок в SCSI-2) часто маскирует

неоптимальную работу ОС и звуковой программы, а для достижения такого

уровня на IDE может потребоваться хороший драйвер ОС и аккуратно сделанная

программа (например, DDClip).

Причины нелюбви многих пользователей к IDE-дискам происходят оттого,

что с этими дисками они обычно сталкиваются в дешевых, некачественно

собранных и протестированных компьютерах средней мощности, состоящих из

разномастных компонент, нередко плохо совместимых друг с другом. И напротив

- SCSI-диски чаще всего ставятся в более мощные и дорогие модели,

содержащие компоненты "уважаемых" производителей, более тщательно собранные

и проверенные. Замена во втором варианте диска SCSI на IDE примерно равной

производительности и сборка/настройка системы с учетом особенностей IDE во

многих случаях не окажет заметного влияния на ее производительность.

Класс AV (Audio/Video) у жестких дисков означает их способность

предельно равномерно, без пауз, записывать и считывать потоки данных.

Такие диски снабжаются внутренним буфером большего размера и не

прерывают процесса чтения/записи термокалибровкой системы позиционирования.

Для систем цифровой записи, имеющих недостаточное быстродействие и объемы

ОЗУ, чтобы сгладить возможные неравномерности в работе обычных дисков,

диски класса AV являются единственным возможным выходом.

Следует иметь в виду, что наличие аббревиатуры AV в обозначении диска

еще не означает его принадлежности к классу Audio/Video - об этом должно

быть явно упомянуто в паспорте диска.

Однако указанная особенность в общем случае необходима только при

работе с качественной видеоинформацией, скорость поступления которой

составляет порядка 10 мегабайт в секунду на канал. В случае же звуковых

систем скорость одноканального 16-разрядного потока с частотой

дискретизации 48 кГц на два порядка меньше и составляет всего 94 килобайта

в секунду. В то же время почти никакая рабочая станция не в состоянии

обеспечить одновременную работу с сотней каналов, как и жесткий диск не в

состоянии параллельно обрабатывать такое количество данных, расположенных в

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28