Karty dźwiękowe – Budowa, zapis dźwięku cyfrowego 

Aby komputer mógł odtwarzad dźwięki i muzykę, potrzebna jest karta dźwiękowa i głośniki lub 
słuchawki. Kiedy kupujemy komputer multimedialny, możemy byd pewni, że urządzenia te 
otrzymujemy wraz z nimi. 

 

 
Budowa karty dźwiękowej  

Karta dźwiękowa jest to karta rozszerzeo umożliwiająca przetwarzanie dźwięku w komputerze. 
Sygnał dźwiękowy jest sygnałem analogowym więc nie może byd zapisany na dysku twardym. Jednym 
z zadao karty dźwiękowej jest zmiana sygnału analogowego na cyfrowy przy pomocy przetwornika 
A/C.  Przetwarzanie analogowo-cyfrowe (A/C) składa się z czterech podstawowych procesów: 

1. Próbkowania 
2. Kwantyzacji 
3. Kodowania 
4. Zapisywania 

Próbkowanie 

Sygnał analogowy jest ciągły, czyli określony całym przedziałem czasowym. Aby sygnał analogowy 
zmienid na cyfrowy przetwornik w określonych odstępach czasu mierzy wartośd sygnału analogowego 
(fali dźwiękowej). Odstępy czasowe w jakich to robi nazywamy częstotliwością próbkowania. Im 
wyższa częstotliwośd próbkowania tym sygnał analogowy zostanie odwzorowany dokładniej. 

 

Próbkowanie 

Obrazek przedstawia falę dźwiękową zapisaną w postaci cyfrowej w częstotliwości próbkowania 8Hz. 
Na jakośd sygnału cyfrowego ma również wpływ liczba bitów jaką opisujemy każdą próbkę. Jeżeli do 
zapisania fali dźwiękowej komputer używał by tylko jednego bitu to fala mogła by przyjąd jedynie 
dwie wartości co uniemożliwiło by jej dokładne odwzorowanie. Poniższy obrazek przedstawia falę 
sinusoidalną (taką samą jak na poprzednim obrazku) opisaną przy pomocy jednego bitu. 

 

Próbkowanie 1-bitowe - Przykład 

Na pierwszym obrazku fala została opisana przy pomocy 16 bitów dzięki czemu może przyjąd aż 
65536 stanów co pozwala na dokładniejsze jej opisanie. Ilośd bitów jaką przetwornik „opisuje” każdą 
próbkę nazywamy rozdzielczością bitową. 

Kwantyzacja 

Kolejnym etapem cyfrowego zapisu dźwięku jest kwantyzacja. Pobrane przez kartę dźwiękową próbki 
nadal należą do całego zakresu zmienności sygnału analogowego. Kwantyzacja polega na przypisaniu 
wartości każdej próbce. Ilośd wartości jaką może przyjąd pojedyncza próbka zależy od rozdzielczości 
bitowej. Na tym etapie powstaje tzw. błąd kwantyzacji, wynikający z tego, że reprezentując ciągły 
zakres zmienności sygnału przy pomocy kilku wartości nie jesteśmy w stanie dokładnie opisad  
wszystkich zmiany sygnału analogowego. Właśnie dlatego fale dźwiękowe przedstawione w postaci 
cyfrowej są „kanciaste”. Błąd kwantyzacji (digitalizacji) przy dużej rozdzielczości bitowej jest jednak 
niewielki i nie ma dużego wpływu na jakośd dźwięku cyfrowego. 

Kodowanie 

Na etapie kodowania wartości które opisują każdą próbkę, zostają zapisane w postaci liczbowej, czyli 
w formie liczb zapisanych w systemie dwójkowym, ciągu zer i jedynek. 

 

Zapisywanie 

Uzyskany w ten sposób sygnał cyfrowy jest zapisywany na nośniku. Zamiast sygnału analogowego, 
urządzenia rejestrują ciąg 0 i 1. Zamiast nieskooczonej liczby amplitud sygnału analogowego, 
uzyskujemy dwie dyskretne wartości. 

 

Zapisywanie dźwięku cyfrowego 

Budowa karty dźwiękowej: 

- Procesor sygnałowy DSP – Służy do cyfrowej obróbki sygnałów (dźwiękowych). Prostym przykładem 
zastosowania procesora DSP umieszczonego na karcie dźwiękowej jest stworzenie efektu pogłosu lub 
echa: ciąg cyfrowych próbek, który procesor przesyła do przetwornika C/A, zapamiętywany jest 
dodatkowo w pamięci. Ciąg ten wyczytany z pamięci z pewnym opóźnieniem przesyłany jest również 
na wejście przetwornika C/A. W ten sposób na wyjściu przetwornika pojawiają się dwa sygnały 
analogowe o tym samym brzmieniu, przesunięte w czasie. 

- Syntezator (generator dźwięku, oscylator) – występował w starszych kartach i był to zazwyczaj 
generator drgao o zadanej częstotliwości połączony z generatorem obwiedni (amplitudy) oraz 
generator szumu, służył do sprzętowego generowania dźwięków za pomocą modulacji i łączenia fal 
oraz szumu. 

- Przetworniki A/C i C/A – Umożliwiają przetwarzanie dźwięku. Przetwornik A/C zmienia sygnał z 
analogowego na cyfrowy a przetwornik C/A zmienia sygnał z cyfrowego na analogowy. Obrazek 
przedstawia 8-kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie dźwiękowej 
Sound Blaster X-Fi Fatal1ty 

 

8-kanałowy przetwornik cyfrowo-analogowy Cirrus Logic CS4382 na karcie dźwiękowej Sound Blaster 
X-Fi Fatal1ty 

- Mikser dźwięku – Służy do łączenia sygnału dźwiękowego z różnych źródeł: przetworników, 
syntezatorów itp. 

- Wzmacniacz wyjściowy – Stosuje się go do podłączenia słuchawek lub dopasowania linii 
wyjściowych przetwornika C/A 

- Interfejs komputerowy – Umożliwia komunikację komputera z kartą dźwiękową  zazwyczaj PCI lub 
USB, dawniej ISA. 

- Interfejs MIDI – Umożliwia podłączenie do komputera cyfrowych instrumentów muzycznych 
wyposażonych w ten interfejs. MIDI pozwala na wymianę informacji i synchronizację sprzętu 
muzycznego za pomocą standardowych komunikatów, tworząc spójny system sterowania zestawem 
muzycznym. 

Schemat blokowy przedstawiający budowę karty dźwiękowej 

 

Schemat blokowy - Budowa karty dźwiekowej 

Pytania: 
 
1) Urządzeniem służącym do łączenia dźwięków z różnych źródeł jest: 

     odp. mikser dźwięku 

2) Możliwośd odtworzenia dźwięku w komputerze uzyskujemy przez: 

    a) kartę dźwiękową, głośniki lub słuchawki 
    b) kartę dźwiękową i drukarkę  
    c) słuchawki i głośniki 

3) Obecnie karty dźwiękowe często wbudowywane są w:  

      a) płytę główną 
      b) procesor  
     c) pamięd operacyjną  

4) Starsze karty dźwiękowe zapisywały dźwięk w trybie 8-bitowym, obecnie dźwię 
    zapisywany się w trybie: 

    odp. 16-bitowym 

5) Najbardziej powszechna grupą kart dźwiękowych jest seria ……….. firmy Creative  Labs.