基于提高計算機聲卡音質輸出的改進方法

【摘要】本文針對計算機聲卡的應用，提出提高計算機聲卡輸出音質的改進方法，改進方法一是：針對聲卡進行技術上的改進；其二是對計算機的電源進行技術上的改進。

【關鍵詞】聲卡；開關電源；回路測試法

一、緒論

聲卡也叫音頻卡。是多媒體技術中最基本的組成部分，是實現(xiàn)聲波/數(shù)字信號相互轉換的一種硬件。聲卡的基本功能是把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，或通過音樂設備、數(shù)字接口（MIDI）使樂器發(fā)出美妙的聲音。雖然聲卡普及時間并不長，但已得到了廣泛的應用，現(xiàn)在我們身邊的計算機游戲、多媒體教育軟件、語音識別、人機對話、網(wǎng)上電話、電視會議、CD唱片和VCD節(jié)目等。任何一樣都離不開聲卡，聲卡已成為多媒體電腦的主要組成部分。隨著聲卡的廣泛使用，人們對聲卡音質的要求也越來越高。

二、聲卡的分類

聲卡發(fā)展至今，主要分為板卡式，集成式和外置式三種接口類型，以適用不同用戶的需求，三種類型的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點。

（1）板卡式：卡式產(chǎn)品是現(xiàn)今市場上的中堅力量，產(chǎn)品涵蓋低、中、高各檔次，售價從幾十元至上千元不等。早期的板卡式產(chǎn)品多為ISA接口，由于此接口總線帶寬較低、功能單一、占用系統(tǒng)資源過多，目前已被淘汰；PCI則取代了ISA接口成為目前的主流，它們擁有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安裝使用都很方便。

（2）集成式：聲卡只會影響到電腦的音質，對PC用戶較敏感的系統(tǒng)性能并沒有什么關系。因此，對電腦音質要求不高的用戶，為了追求更為廉價與簡便，集成式聲卡出現(xiàn)了，此類聲卡集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更為低廉的優(yōu)點。但輸出的音質不是很好。

（3）外置式聲卡：是創(chuàng)新公司獨家推出的一個新興事物，它通過USB接口與PC連接，具有使有方便、便于移動等優(yōu)勢。但這類產(chǎn)品主要應用于特殊環(huán)境，如連接筆記本實現(xiàn)更好音質等。目前市場上的外置聲卡并不多。

集成聲卡，因受到整個主板電路設計的影響，電路板上的電子元器件在工作時，容易形成相互干擾以及電噪聲的增加，而且電路板也不可能集成更多的多級信號放大元件以及降噪電路，所以會影響音質信號的輸出，最終導致輸出音頻的音質相對較差。毫無疑問，PCI聲卡成為了多媒體電腦的主流。

三、影響聲卡輸出的因素

對于計算機聲卡性能指標的檢測，本文采用了RMAA軟件進行計算機聲卡的性能指標檢測，本次測試的性能指標共六項：分別是頻率響應、噪聲水平、動態(tài)范圍、總諧波失真、互調失真、立體聲串擾。采用了回路測試法（即從聲卡輸出并錄入測試信息）、放音測試法、錄音測試法。通過用這三種方法測試出的聲音用WAV文件格式保存，與原聲音文件進行比較，發(fā)現(xiàn)影響聲卡音質的原因主要有兩個方面。

（1）聲卡的供電不對稱

聲卡在供電的對稱性上，受到很大限制，目前主流聲卡采用PCI接口，單個PCI插槽的+12V供電能力為0.5A，而-12V的供電能力僅為0.1A，正負電源的供電能力嚴重不對稱，對聲卡的音質有嚴重影響；

（2）計算機的供電不足

計算機內部各功能組件的高能耗同樣會導致主機內部硬件處于“吃不飽”狀態(tài)，導致工作電壓的不穩(wěn)定。電壓不穩(wěn)會令電子電路工作于非正常狀態(tài)下，從而超出了電路的冗余能力，從而在聲卡上就會出現(xiàn)供電的不足，從而影響音質，這類問題一般比較隱蔽，不易發(fā)現(xiàn)。

四、技術改進

本文針對以上兩種問題提出了基于聲卡與計算機電源技術改進的解決方法：

（1）計算機聲卡的改進

以上兩個由于計算機電源供電不足而影響音質的問題，本項目對電腦聲卡進行技術的改進與創(chuàng)新。從而提出一種新型的實用聲卡。本聲卡不再使用計算機開關電源上提供的不對稱電源，而是獨立采用一種外置的電源，外置電源連接有輸出插頭，聲卡主體上設置有輸入插座，通過外界獨立的電源對聲卡進行直接的供電。改進型計算機聲卡接線圖如圖1所示：

圖1 改進型計算機聲卡接線圖

圖中包括聲卡主體1和外置的電源2，外置電源2連接有輸出插頭20，聲卡主體1上設置有輸入插座10，輸出插頭20和輸入插座10電性連接；這一種外接線性電源的形式可以跳過計算機電源標準的限制，為聲卡提供更優(yōu)質的電源供應，從而提高聲卡的音質，提升計算機的多媒體性能。

本改進型聲卡1上設有由主板插槽供電或由外置電源供電的供電模式選擇跳線或開關4，可選擇由主板插槽供電或由外置的電源2供電。這樣方便用戶自主選擇外接線性電源還是直接使用計算機的開關電源。對于計算機輸出音質要求不高的用戶，可以通過此開關的切換，從而采用計算機開關電源供電的方式。

（2）計算機電源的改進

本文提出的新型的計算機開關電源在主電源開關管與控制保護電路之間加入二級推動級變壓器，從而提高轉換的效率。其中濾波器在本新型開關電源中采用了二級電磁干擾濾波器，它用來消除來自電網(wǎng)，如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時也防止開關電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴散。開關變壓器位于三個散熱片之間的金屬線包，這個變壓器就是用來把高壓降為低壓。匝數(shù)越多，開關變壓器轉換能量越多，輸出的電流電壓也越穩(wěn)定，電源整體質量也越好?？刂票Ｗo電路負責啟動電源并進行電壓檢測和即時調整，當電網(wǎng)的供電不穩(wěn)定出現(xiàn)短路、斷路、過壓、過流、欠壓、欠流等不正常情況的時候，控制電路都會進行調整以及保護電源本身。輸出整流濾波器將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。改進型計算機開關電源電路結構圖如圖2所示。

圖2 改進型計算機開關電源的電路結構示意圖

圖中所述交流電源輸入端電壓為220V；所述藍線為-12V電壓；所述白線為-5V電壓；所述紅線為+5V電壓；所述黃線為+12V電壓；所述橙線為+3.3V電壓；所述藍線、紅線、黃線和橙線分別與控制保護電路芯片相連；所述灰線為電源信號線；所述綠線為電源開關線；所述紫線為+5V的等待電壓；所述控制保護電路芯片分別與灰線和綠線相連；所述待機電源開關變壓器與紫線相連。

作者簡介：周霞（1978-），女，湖南邵陽人，陽江職業(yè)技術學院副教授，研究方向：計算機應用與軟件設計。