REFERAT LA FIZICATEMAII: Dispozitivele Audio. Placi de Sunet si Accesorii

Elaborat de: Lilia GajiuDISPOZITIVE AUDIODispozitivele audio ale PC-urilor actuale sunt de obicei reprezentate de unadaptor audiope o placa de extensie, care se instaleaza ntr-un slot de magistrala al calculatorului. Aceste adaptoare se pot gasi si direct pe placa de baza a unora dintre sistemele actuale, la fel ca adaptoarele video. Adaptorul furnizeaza jacuri pentru boxe, microfon si uneori pentru alte dispozitive, cum ar fi un joystick sau hardul MIDI. Din punct de vedere soft, adaptorul audio are nevoie de suportul unui driver, care se instaleaza direct dintr-o aplicatie sau n sistemul de operare al calculatorului. n acest capitol se vor prezenta doar dispozitivele audio care se gasesc n PC-urile actuale, functiile lor si modul n care se instaleaza si se lucreaza cu ele.

Aplicatiile adaptorulul audioLa nceput, adaptoarele audio au fost utilizate numai pentru jocuri. La sfrsitu1 anilor '80,cteva firme, printre care AdLiB, Roland si Creative Labs, au nceput sa lanse 737g68h ze produse audio. n 1989, Creative Labs a lansatGame Blaster, care furniza sunet stereo pentru mai multe jocuri. Problema era ca aceste placi erau mult mai scumpe dect jocurile. n plus deoarece la acea vreme nu existau standarde pentru sunet, placa de sunet selectata se putea dovedi nefolositoare pentru alte jocuri.Aproape n acelasi timp cu placa Game Blaster, a devenit disponibil pentru PC un hard care suporta interfata MIDI (Musical Instrument Digital lnterface. Totusi, n acel moment, un astfel de hard era utilizat numai n aplicatii de nregistrare foarte specializate. Pe masura ce suportul MIDI a devenit o caracteristica obisnuita a instrumentelor muzicale, a devenit si o placa suplimentara mai accesibila.Cteva luni dupa aparitia placii Game Blaster, firma Creative Labs a anuntat adaptorul audioSound Blaster. Acesta era compatibil cu placa de sunet AdLiB si cu Game Blaster si continea un jac pentru microfon si un port MIDI pentru conectarea PC-ului la un sintetizator sau la un alt instrument muzical electronic. n final, adaptorul audio putea fi folosit si n alte aplicatii dect jocurile.Din pacate, la fel ca n 1989, nu exista nca nici un standard oficial pentru adaptoarele audio de PC. n multe dintre zonele industriei de calculatoare, standardele rezulta spontan, datorita acceptarii pe scara larga a produselor firmelor care au pozitie de lider ntr-un anumit segment de piata. Aceste standarde se numesc standarde de facto, spre deosebire de standardele de jure, care sunt ratificate oficial de producatorii implicati n procesul de dezvoltare.n ultimii ani, unii dintre producatorii de adaptoare audio s-au luptat pentru a obtine dominatia pe piata si astfel, exista cteva marci cunoscute. Totusi, nu exista nici un dubiu ca liderul n domeniu esteCreative Labs, firma ale carei adaptoare audio Sound Blaster domina piata si au devenit standardul de facto. n consecinta, aproape toate adaptoarele audio de pe piata emuleaza adaptorul Creative Labs Sound Blaster. Interfata Creative Labs Sound Blaster este emulata de majoritatea produselor hard, iar pentru ea au fost scrise majoritatea driverelor.n prezent, adaptoarele audio sunt folosite n mai multescopuri, printre care:- adaugarea sunetului stereo la softul multimedia de divertisment (jocuri);- marirea eficacitatii softului educational, mai ales a celui pentru copii;- adaugarea de efecte de sunet la softul de instruire si la prezentarile economico-financiare;- crearea de muzica prin utilizarea hardului si softului MIDI;- adaugarea de observatii sonore n fisiere;- conferinte audio si telefonie prin retea;- adaugarea de efecte de sunet la evenimente ale sistemului de operare;- pentru a permite unui PC sa citeasca;- redarea CD-urilor audio.

JocuriLa fel ca si alte tehnologii multimedia, adaptoarele audio au fost concepute initial pentru jocuri. De fapt, multe adaptoare contin o interfata pentru joc, reprezentata de un conector la care se ataseaza un dispozitiv de control al jocului (de obicei un joystick sau palete de control). Unele adaptoare folosesc aceasta interfata si pentru a conecta un dispozitiv MIDI. Portul de joc este o zona de conflicte potentiale, deoarece si alte placi, de exemplu placile de tip multi I/O, pe care multe PC-uri le folosesc pentru a asigura porturi seriale si paralele, dispun de o interfata pentru joc. Rezultatul poate fi un conflict de adrese de port I/O, deoarece majoritatea interfetelor de joc folosesc aceleasi adrese de port I/0. n aceste cazuri, cel mai bine este sa se utilizeze interfata de joc a adaptorului audio si sa se dezactiveze oricare alta din sistem, mai ales daca vor fi utilizate dispozitive MIDI.MultimediaO placa de sunet este o cerinta obligatorie daca vrem sa transformam PC-ul ntr-un PC Multimedia (MPC). Terme-nulmultimediacuprinde mai multe tehnologii de PC, dar n principal imaginile, sunetul si stocarea. n esenta, multimedia nseamna capacitatea de a compune pe calculator imagini, date si sunet ntr-o experienta senzoriala combinata. n sens practic, multimedia nseamna adaugarea n sistem a unui adaptor audio si a unei unitati de CD-ROM.Firma Microsoft a fost cea care a constituit organizatia denumita Multimedia PC (MPC) Marketing Council, care sa genereze standarde pentru sistemele MPC. Aceasta a elaborat cteva standarde MPC si a oferit licenta pentru emblema si marca ei producatorilor al caror hard si soft respecta aceste standarde.Destul de recent, MPC Marketing Council a transferat legal responsabilitatea standardelor catre gruparea Software Publishers Association's Multimedia PC Working Group. Acest grup contine multi dintre membrii organizatiei MPC si, n prezent, este cel care guverneaza specificatiile MPC. Primul lucru pe care l-a facut acest grup a fost crearea unui nou standard MPC.Organizatia MPC Marketing Council a dezvoltat pentru multimedia doua standarde principale, MPC Level 1 si MPC Level 2, urmnd apoi si alte standarde.Pe lnga hardware, specificatiile MPC definesc si capacitatile audio ale sistemului multimedia. Aceste capacitati trebuie sa includa nregistrarea si redarea (esantionare PCM liniara) semnalelor audio digitale, sinteza de muzica si mixarea audio.Fisiere de sunetPentru a stoca sunete pe PC se pot folosi doua tipuri principale de fisiere. Unul dintre ele este denumit genericfisier de sunetsi foloseste formate ca WAV, VOC, AU si AIFF. Fisierele de sunet contin datele formelor de unde (waveform), adica nregistrari de sunete analogice, care au fost apoi digitizate pentru a fi stocate pe un calculator. Asa cum se pot stoca imagini grafice cu diferite rezolutii, fisierele de sunet pot avea rezolutii, calitatea sunetului reflectndu-se n marimea fisierului.Diferenta, n ceea ce priveste dimensiunea fisierelor, dintre nivelurile de rezolutie audio minima si maxima este foarte mare. Fisierele de sunet de calitate CD pot ocupa spatii mari pe disc. La aceasta rata, o secventa audio de 60 de secunde va ocupa peste 10 M de spatiu de stocare. Pentru aplicatiile care nu au nevoie de o rezolutie att de mare, cum ar fi adnotarile vocale, pentru semnalul audio este suficienta calitatea telefonica, rezultnd fisiere mult mai mici.

Fisiere MIDIAl doilea tip de fisier de sunet este fisierul MIDI, care difera de WAV la fel cum difera grafica vectoriala de cea bitmap. Fisierele MIDI, care folosesc extensii MID sau RMI, sunt fisiere n totalitate digitale, care nu contin nregistrari de sunete, ci instructiuni pe care hardul audio le foloseste pentru a genera sunetul. La fel cum adaptoarele video 3D folosesc instructiuni si texturi pentru a crea imagini pe care calculatorul le afiseaza, adaptoarele audio cu capacitati MIDI utilizeaza fisierele MIDI la sintetizarea muzicii.MlDI este un limbaj puternic de programare dezvoltat n anii '80 pentru a permite instrumentelor muzicale electronice sa comunice. MIDI a fost standardul care a revolutionat industria de muzica electronica, o industrie care de atunci respinge aproape toate ncercarile de standardizare hard a unor sisteme particulare. Folosind standardul MIDI se pot crea, stoca, edita si reda fisiere de muzica pe calculatorul, fie n tandem cu un instrument muzical electronic, de obicei un sintetizator cu claviatura, fie doar cu calculatorul.Spre deosebire de alte tipuri de fisiere de sunet, mesajele MIDI necesita un spatiu de stocare relativ mic. O ora de muzica stereo, stocata n format MIDI, necesita mai putin de 500 K. Pentru a oferi multa muzica fara a consuma un spatiu excesiv pe disc, multe jocuri folosesc sunete MIDI n locul celor nregistrate.Un fisier MIDI este de fapt o reprezentare digitala a unei partituri muzicale. El este compus dintr-o colectie de canale separate, fiecare dintre ele reprezentnd un alt instrument muzical si un alt tip de sunet. Fiecare canal specifica frecventa si durata notelor care vor fi redate de acel instrument, la fel ca o partitura.Cel mai maredezavantajal tehnologiei MIDI este faptul ca tehnologia de redare se limiteaza la sunetele care pot fi sintetizate usor. Cel mai evident neajuns este faptul ca fisierele MIDI nu pot reproduce voci (exceptnd efectele de cor sintetizate).Deoarece fisierele MIDI constau din instructiuni digitale, ele pot fi editate mult mai usor dect pe fisierele WAV. Daca dispunem de un soft corespunzator, putem selecta oricare dintre canalele unui fisier MIDI si putem schimba notele, instrumentul folosit la redarea lor si multe dintre atributele care afecteaza sunetul produs de PC. Unele pachete soft pot produce chiar partituri cu muzica din fisierele MIDI, folosind notatia muzicala standard. Un compozitor poate scrie o piesa muzicala direct pe calculator, o poate edita daca este nevoie si apoi poate tipari partitura, pentru a fi citita si de alti muzicieni.Softul de baza carepermite redarea fisiere MlDI este continut n Windows 9x si 2000 sub forma aplicatiei Media Player, mpreuna cu o selectie de fisiere MIDI. Totusi, pentru capacitatile MIDI complete, este necesar un soft de secventiere, care sa controleze tempoul fisierelor MIDI si sunetele utilizate la redarea lor sau sa taie si sa lipeasca diverse secvente muzicale prenregistrate.Multe adaptoare audio sunt distribuite mpreuna cu o selectie de produse soft care asigura cteva capacitati MIDI, iar pe Internet se gasesc o multime de instrumente freeware si shareware; dar softul cel mai puternic, care permite crearea, editarea si manevrarea fisierelor MIDI, trebuie achizitionat separat.

nregistrareaAproape toate adaptoarele audio au un jac pentru o intrare audio. Daca avem un microfon, ne putem nregistra vocea. Utiliznd aplicatia Sound Recorder, inclusa n toate versiunile de Microsoft Windows, putem reda, edita sau nregistra un fisier de sunet n formatul WAV. n panoul Sounds din Control Panel se pot atribui fisiere WAV anumitor evenimente Windows. Se pot folosi anumite sunete pentru a semnala evenimente importante, de exemplu aparitia unei erori sau receptionarea unui mesaj e-mail.Prin intermediul acestei conexiuni, utilizatorii si-au creat biblioteci care contin mii de fisiere WAV cu muzica din filme sau spectacole TV.

Caracteristicile adaptorului audio

Conectoarele

Majoritatea adaptoarelor audio au aceleasi conectoare. Aceste minijacuri de 1/8 inci asigura modalitatea de transmitere a semnalelor de la adaptor la boxe, casti si sisteme stereo si receptionarea sunetelor de la microfon, CD player, casetofon sau sistem stereo. Cele patru tipuri de conectoare ale adaptorului sunt prezentate n figura.a)Conectorul de iesire de semnal analogic stereo sau audio. Conectorul de semnal de iesire analogic este utilizat pentru transmiterea semnalelor sonore de la adaptorul audio la un dispozitiv din exteriorul calculatorului. Cablurile de la acest conector se pot lega la boxe stereo, casti sau la o statie stereo. n cazul n care se conecteaza PC-ul la o statie stereo, sunetul va fi amplificat. Unele adaptoare, de exemplu Microsoft Windows Sound System, furnizeaza pentru iesirea de semnal doua jacuri. Unul este pentru canalul stng al semnalului stereo; al doilea este pentru canalul drept.b)Conector de intrare de semnal analogic stereo sau audio. Prin intermediul acestui conector se pot nregistra sau mixa semnale sonore de la o sursa externa, de exemplu o statie stereo sau un videocasetofon, pe hard-discul calculatorului.c)Conectorul pentru difuzoare/casti. Acest conector exista pe majoritatea adaptoarelor audio, dar nu pe toate. n schimb, conectorul de iesire functioneaza si ca o cale de transmitere a semnalelor stereo de la adaptor la statia stereo sau la boxe.Daca adaptorul are att un conector de iesire ct si unul pentru difuzoare/ casti, cel pentru difuzoare/casti furnizeaza un semnal amplificat, care poate alimenta castile sau boxele. Majoritatea adaptoarelor pot furniza pentru boxe un semnal cu o putere de cel mult 4 wati. Semnalele pe care adaptorul le transmite prin conectorul de iesire sunt amplificate. Conectorul de iesire asigura n general o reproducere mai buna a sunetului, deoarece se bazeaza pe un amplificator extern incorporat n statia stereo sau boxe, care este mult mai puternic dect micul amplificator de pe adaptorul audio.d)Conectorul de intrare pentru microfon sau semnal mono. Conectorul pentru intrare de semnal mono este folosit la conectarea unui microfon cu care se poate nregistra pe disc vocea sau alte sunete. Acest jac de microfon nregistreaza mono, nu stereo, si deci nu e potrivit pentru nregistrari muzicale de foarte buna calitate. Multe adaptoare audio folosesc pentru mbunatatirea calitatii nregistrarilor caracteristica Automatic Gain Control (AGC - controlul automat al amplificarii), care ajusteaza nivelul de nregistrare din mers.e)Conectorul pentru joystick.Este un conector D cu 15 pini, la care se poate atasa orice joystick standard sau controller de joc. Daca se achizitioneaza un adaptor Y optional, portul joystick poate accepta uneori doua dispozitive. Multe calculatoare au un port de joystick, ca parte a unui circuit multi-I/O de pe placa de baza sau de pe o placaadaptoare.f)Conectorul MIDI.Adaptoarele audio folosesc portul de joystick si drept conector MIDI. Doi dintre pinii conectorului sunt desemnati sa transporte semnale la si de la un dispozitiv MIDI, de exemplu o claviatura electronica. De cele mai multe ori, va trebui cumparat separat un conector MIDI de la producatorul adaptorului audio, conector ce se cupleaza la portul de joystick si care contine doua conectoare DIN cu 5 pini, utilizate de dispozitivele MIDI, plus un conector pentru joystick. Deoarece dispozitivul MIDl si joystick-ul folosesc pentru semnale pini separati, ele se pot conecta n acelasi timp.g)Conectorul intern de tip pin.Majoritatea adaptoarelor audio dispun de un conector intern de tip pin, care se poate folosi pentru a conecta direct la adaptor o unitate interna de CD-ROM, prin intermediul unui cablu panglica. Aceasta conexiune permite canalizarea semnalelor audio de la CD-ROM direct n adaptorul audio, astfel nct sa redea sunetul prin intermediul boxelor calculatorului. Acest conector nu transporta date de la CD-ROM spre magistrala de sistem, ci furnizeaza unitatii de CD-ROM un acces audio direct la boxe.

Controlul de volumUnele adaptoare audio auo rotita pentru controlul volumului, lnga jacurile de intrare/iesire, dar placile de sunet sofistica nu o au. Acest control este de obicei redundant, atta timp ct sistemul de operare sau soft-ul livrat cu adaptorul furnizeazao combinatie de taste sau un cursor vizual care pot fi folosite la reglarea volumului.Procesoare de semnal digital multifunctionaleMulte adaptoare folosesc procesoare de semnal digital (DSP) pentru a elibera procesorul sistemului de activitati complexe, cum ar fi filtrarea zgomotului din nregistrari sau din comprimarea audio. Circuitul DSP permite unui adaptor audio sa fie un dispozitiv multifunctional.

Drivere de sunetLa fel ca pentru multe dintre componentele PC-ului, un driver asigura o legatura vitala ntre un adaptor audio si aplicatia sau sistemul de operare care l foloseste. Sistemele de operare ca Windows 9x, 2000 si Windows NT contin o biblioteca mare de drivere pentru majoritatea adaptoarelor audio de pe piata. De cele mai multe ori, aceste drivere sunt scrise de producatorul adaptorului audio si sunt doar distribuite de Microsoft. S-ar putea ca driverele livrate mpreuna cu adaptorul sunt mai recente dect cele incluse n sistemul de operare. Cel mai bun loc n care pot fi gasite cele mai recente drivere pentru o componenta hard este situl Web al producatorului sau alt serviciu online.

BoxelePrezentarile reusite, aplicatiile media si lucrul cu fisiere MIDI necesita boxe stereo externe cu fidelitate foarte buna.Placile de sunet asigura putin sau deloc amplificarea necesara pentru a comanda boxele externe. Desi unele placi de sunet au mici amplificatoare de 4 wati, acestea nu sunt suficient de puternice pentru a comanda boxe de calitate. De asemenea, boxele conventionale asezate lnga display pot genera interferente magnetice, cauznd distorsionarea culorilor si a obiectelor de pe ecran sau alterarea datelor nregistrate pe dischete sau pe alte medii magnetice.Pentru a rezolva aceste probleme, boxele pentru calculator trebuie sa fie mici, eficiente si cu surse proprii de alimentare. De asemenea, ele trebuie sa dispuna de ecranare magnetica, fie sub forma straturilor izolatoare adaugate n carcasa boxei, fie sub forma unei compensari electronice a distorsiunii magnetice.Calitatea sunetului depinde de calitatea boxelor. Un adaptor audio de 16 biti poate furniza boxelor un sunet mai bun, dar chiar si un adaptor de 8 biti suna bine prin intermediul unei boxe bune. Pentru a evalua calitatea boxelor existatrei criterii de baza:Raspunsul n frecventareprezinta masura gamei de sunete de frecventa nalta si de frecventa joasa pe care o boxa le poate reproduce. Gama ideala este de la 20 Hz la 20 KHz, gama pe care o poate auzi omul. O boxa exceptionala poate acoperi o gama cuprinsa ntre 30 Hz si 23.000 Hz, iar modelele mai slabe pot acoperi numai o gama cuprinsa ntre 100 Hz si 20.000 Hz. Raspunsul n frecventa este cea mai nselatoare specificatie, deoarece boxe care redau aceeasi gama de sunete pot suna complet diferit.Distorsiunea armonica totala (THD)reprezintaexpresia distorsiunii sonore sau a zgomotului generat prin amplificarea semnalului. Mai simplu, distorsiunea reprezinta diferenta dintre sunetul trimis catre boxa si sunetul pe care l auzim. Distorsiunea totala se masoara procentual. Un nivel acceptabil de distorsiune este mai mic de 0,1 procente. Pentru unele echipamente de nregistrare cu calitate CD, standardul obisnuit este 0,05 procente. Unele boxe au o distorsiune totala de 10 procente sau mai mult. Castile au de cele mai multe ori o distorsiune de aproape 2 procente sau mai mica.Numarul de watireprezinta amplificarea pentru comanda boxelor. Multe adaptoare audio au amplificatoare incorporate, care furnizeaza pna la opt wati pe fiecare canal (majoritatea furnizeaza 4 wati). Totusi, aceasta putere nu este suficienta pentru a asigura un sunet de calitate, de aceea multe boxe au amplificatoare interne. Prin actionarea unui comutator sau apasarea unui buton, aceste boxe vor amplifica semnalele pe care le primesc de la adaptorul audio.Pentru alimentarea amplificatoarelor din ele, boxele pentru PC folosesc fie baterii fie prin intermediul unui adaptor, direct la curent alternativ.La majoritatea boxelor exista de asemenea uncontrol de volum, desi unele folosesc un singur control pentru ambele boxe. Multe boxe pentru calculator dispun si de uncomutator pentru reglarea dinamica a basilor (DBB).Acest buton asigura basi mai puternici si sunete nalte mai clare, indiferent de volum. Alte boxe aucomutatoare pentru reglarea basilor si a sunetelor naltesau unegalizator cu trei benzi pentru controlul frecventelor joase, medii si nalte. Daca ne bazam pe puterea adaptorului audio si nu pe cea a amplificatorului incorporat n boxe, controalele de volum si de reglare a basilor nu au nici un efect.Un minijac stereo de 1/8 inci conecteaza mufa de iesire a adaptorului audio la una dintre boxe. Boxa mparte apoi semnalul si l transmite, pe un cablu separat, la a doua boxa (numita de multe ori "boxa satelit").

MicrofoaneleUnele adaptoare audio sunt livrate mpreuna cu un microfon, dar rnajoritatea nu. Microfonul este necesar pentru nregistrarea vocilor ntr-un fisier WAV. Alegerea unui microfon este destul de simpla. Pentru a fi conectat la calculator, microfonul trebuie sa aiba un minijac de 1/8 inci care sa se conecteze la intrarea de microfon sau de sunet a adaptorului audio. Majoritatea microfoanelor au un comutator de pornire/oprire.Ca si boxele, microfoanele sunt evaluate prin gama de frecvente. Totusi, aceasta nu reprezinta un criteriu foarte important la cumparare, deoarece vocea omului are o gama limitata. Daca se nregistreaza numai voci, se poate alege un microfon care acopera o gama limitata de frecvente. Capacitatile de nregistrare ale unui microfon bun se extind la frecvente n afara gamei n care se ncadreaza vocea.Daca se nregistreaza muzica este necesara alegerea unui microfon scump, de foarte buna calitate, dar care poate da rezultate mediocre daca adaptorul audio nu este suficient de bun.Daca nregistrarile se fac ntr-un loc zgomotos, este necesara utilizarea unui microfon unidirectional, care mpiedica nregistrarea sunetelor nedorite. Un microfon omnidirectional este cel mai bun pentru nregistrarea conversatiilor n grup.