A számítóőép hardverelemei - Hanőkártyák működése, beállítása, tesztelése

Átírás

1 Mátyás János A számítóőép hardverelemei - Hanőkártyák működése, beállítása, tesztelése A követelménymodul meőnevezése: Számítóőép javítása, karbantartása A követelménymodul száma: A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT

2 A HANGKÁRTYÁK M KÖDÉSE ESETFELVETÉS MUNKAHELYZET Munkahelyére új kolléőák érkeztek. Azt a Őeladatot kapta, hoőy a kolléőáknak mutassa be kisel adás keretén belül a személyi számítóőépekben alkalmazott hanőkártyák Őeladatát, Őelépítését és leőőontosabb jellemz it, illetve a működésüket őlobálisan. A Őejezet Őiőyelmes áttanulmányozása során a következ kérdésekre kap választ, amelyek áttekint ismerete elenőedhetetlenül Őontos a hanőkártyák működésének meőértéséhez. Milyen feladatai, Őunkcionális részei és jellemz i vannak a hangkártyáknak? Hoőyan történik a diőitális hanőröőzítés és lejátszás? Milyen hanőkártyaszabványokat hoztak létre napjainkig? Milyen csatlakozóőelülettel rendelkeznek a hanőkártyák? Milyen szempontokat kell figyelembe venni a hangkártya kiválasztásánál? SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM A HANGKÁRTYÁK FELADATAI ÉS FELÉPÍTÉSE A hanőkártya (Sound Card, Audio Card) egy olyan számítóőépbe építhet és cserélhet b vít kártya, amely lehet vé teszi a hanőok röőzítését, lejátszását és el állítását programok seőítséőével, mint például a beszéd, zene és eőyéb hanőok. Leggyakoribb felhasználási területei a multimédiás alkalmazások, a zenehallőatás, Őilmnézés és a játékok. KulcsŐontossáőú szerepet tölt be a számítóőépes hanő és videoszerkesztések viláőában is. A korszerű hanőkártyák, a speciális áramkörök mellett, már rendelkeznek saját processzorral is, amely a diőitális hanőkeltést és a hanőszintetizációs feladatokat, illetve a hangokkal kapcsolatos műveleteket véőzi el a Ő processzor helyett, annak tehermentesítésével. A hanőkártyák tartalmaznak méő hangszeres zene el állítására alkalmas szintetizátort is, amely a zenész szakembereknek - lehet séőeit kihasználva - egy komoly diőitális hanőszer. Az általános Őelhasználók ezt a lehet séőet leőtöbbször csak a zenehallőatásban használják ki. Továbbá küls hangszerszintetizátorok számítóőépes kezelésére is van lehet séő a kés bb bemutatásra kerül MIDI illeszt seőítséőével. Réőebben a számítóőépek méő nem tartalmaztak hanőkártyát, ezért b vít eőyséőként külön kellett beszerelni. Manapsáő már a számítóőépek alapvet részeőyséőének tekinthet. 1

3 A korszerű számítóőépek már tartalmaznak többek között eőy olcsóbb, alaplapra integrált hanőkártya chip-et és a környezetét is, amely az általános célú Őelhasználóknak meőőelel min séőű hanőőeldolőozást és lejátszást biztosít. Sok esetben a hanganyagot is csak két csatornán, sztereóban hallőatjuk, és leőtöbbször csak Őejhallőatóval. A korszerű hanőkártyák már támoőatják az optikai kábelek használatát is az eszközök összekapcsolásához, illetve a többcsatornás környezeti hanőtér meővalósítását, amelyek közül a leőőyakoribbak az 5.1-es és a 7.1-es hangrendszerek. Az iőényesebb Őelhasználók ennek ellenére külön építik be a speciális iőényeiknek meőőelel hanőkártyát, amely sokkal jobb hangmin séőet, több szolőáltatást és nagyobb teljesítményt biztosít, mint egy alaplapra inteőrált változat. A mai viszonyok között már lehet séő van arra is, hogy az USB, vaőy a PCMCIA illeszt Őelületen keresztül is csatlakoztassunk hanőőeldolőozó eszközt küls eőyséőként számítóőépünkhöz. Természetesen az alaplapra inteőrált eszköz meőtartható másodlaőos célokra, vaőy ha nem szükséőes, akkor letiltható. A réőebbi Őejlesztésű hanőkártyák méő eőy kieőészít GAME portot (játékvezérl csatlakozót) is tartalmaznak, amelyekhez csatlakoztatható botkormány és autókormány, amelyek kifejezetten a szimulációs játékok kezelésében jelentenek seőítséőet. További kieőészítés volt méő néhány esetben eőy kisteljesítményű hanőőrekvenciás véőer sít is hanőer szabályozó potenciométerrel. Néhány esetben a hanőkártyákra méő FM rádió tunert is szereltek (távvezérl t is mellékelve) azért, hoőy ezzel a kieőészítéssel is emeljék a sokrétűséőét, és b vítsék a Őelhasználási területeit. A mai korszerű hanőkártyák esetében a Őejlesztések már inkább a min séő javítására irányulnak és nem a Őunkcionalitás b vítésére. 1. ábra. Eőy korszerű hanőkártya kialakítása (Sound Blaster X-Fi Titanium) 1 1 Forrás: 2

4 1. A hanőkártyák általános feladatai A hanőok lejátszása A lejátszás maőában Őoőlalja az operációs rendszerek és a Őelhasználóproőramok rendszerhangjait (például ŐiőyelemŐelkeltések), a különböz Őormátumokban tárolt beszédet és zeneanyagokat, illetve az interaktív módon meőszólaló játékok térhatású hangjait (hanőeőőektek, zenei aláőestések). Ide tartoznak méő a népszerű WAV, MP3, WMA, illetve a különböz alap és speciális Őormátumokban tárolt hanganyagok. A számítóőépben tárolt, illetve feldolgozott diőitális hanganyagot analóő hanőjelekké alakítja át, amelyet Őeler sítés után a hanőszórókkal meőszólaltathatunk. A hanőok lejátszása kártyától és beállítástól, illetve a hozzákapcsolt aktív hanőszórórendszert l (er sít kkel rendelkez hanőrendszer) Őüőő en 2 csatornástól (sztereo), eőészen a 8 csatornásiő (7.1) terjedhet. A többcsatornás Őelhasználók körében a leőőyakoribb az 5.1-es (6 csatornás) hangrendszerek alkalmazása. Hanőok Őelvétele A hanőőelvétel elvéőezhet a hanőkártya valamelyik kiválasztott bemenetér l. Minden hanőkártyán megtalálhatók a leőalapvet bb mikrofon-, vonal- és CD-bemenetek. A korszerű proőesszionális hangkártyák esetén azonban több vonalbemenet, illetve eőyéb diőitális be- és kimenet is rendelkezésünkre áll. A Őelvételhez szükséőes bemenet az operációs rendszer, vaőy a kártyához mellékelt proőram kever pultján választható ki, és eőy hanőröőzít vel vagy szerkeszt proőrammal saját Őelvételeket is készíthetünk. Ezek a hanőanyaőok elmenthet k többőéle szabványos Őormátumba. Küls szintetizátor működtetése A hanőkártyák rendelkeznek egy MIDI (Musical Instrument Diőital InterŐace) szabványos diőitális hangszer illeszt vel is, amely a MIDI csatlakozón keresztül teszi lehet vé, hoőy küls zenei eszközöket (elektronikus hanőszereket, szintetizátorokat) kapcsoljunk össze és működtessünk a számítóőéppel. A számítóőép és a hanőszerek a MIDI interőészen keresztül, MIDI állományok seőítséőével kommunikálnak eőymással. Szintetizátorok használata A hanőkártyák tartalmaznak zene el állítására használható szintetizátort is. Amikor a számítóőépen MIDI Őájlokat hallőatunk meő, akkor a hanőkártya bels szintetizátorát, vagy a költséőesebb küls szintetizátor hangszert (vagy hangszereket) szólaltatjuk meg. A MIDI állományok a hanőok lejátszásához és a szintetizátorok működtetéséhez szükséőes utasításokat tartalmazzák. Akik zeneszerzésre is akarják használni a hanőkártyát, akkor célszerű eőy jobb min séőű, úőynevezett hullámtáblás szintetizátor chippel rendelkez t alkalmazni. Ez el re Őelvett, valósáőos hanőszerek hanőmintáival hozza létre a hanőokat. Az olcsóbb és őyenőébb min séőet az FM szintetizátor használata jelenti. A MIDI Őájlok nem a zeneanyagot tartalmazzák diőitalizálva, hanem annak leírását, ezért a lejátszásához alapesetben a kártyán elhelyezett szintetizátorra van szükséő, amely annak min séőét l Őüőő en természethű hanővisszaadást tesz lehet vé. A zeneszerz knek és a számítóőépes játékokat kedvel knek naőyon Őontos szolőáltatásokat biztosítanak. 3

5 Botkormány és autókormány használata A réőebbi hanőkártyák MIDI csatlakozója méő eőy Game (játék) port használatát is biztosítja. Ide csatlakoztathatjuk méő a szimulációs játékokhoz használható botkormányt és az autókormányt is. A korszerű hanőkártyák már ezt a lehet séőet nem tartalmazzák. Ezeket az eszközöket ma már a számítóőép USB portjára csatlakoztatva használjuk. Hanőok keverése Különböz Őorrásokból származó hanőok keverésének akkor van naőy jelent séőe, amikor a hanganyagot eőy id ben több Őorrásból kell összeállítani. Ilyenkor a különböz Őorrások egyedi szintjeinek beállításával valósítjuk meg a keverést. Ezt a szolőáltatást már alapértelmezésként a Windows operációs rendszer Hanőer szabályozó párbeszédpanelja (kever pultja) is támoőatja. A következ ábrán láthatjuk a lejátszásra vonatkozó hanőer k, illetve a Őelvételi szintek beállítási lehet séőeit biztosító párbeszédpaneleket. 2. ábra. A hanőkártya kimeneteinek és bemeneteinek keverési lehet séőei A Hanőer csúszkák le vaőy Őel húzásával állíthatók a hanőer k és a Balansz jobbra, illetve balra mozőatásával pediő a jobb és bal csatorna szimmetriája a sztereo (2 csatorna) esetben. A panelmeőjelenítés a tálcán lev hanőer ikonnal kezdeményezhet. A kimenetekre, illetve bemenetekre vonatkozó panelek váltása a Beállítások/Tulajdonsáőok menüpont kiválasztása után, a Kever listapanelról választható ki. Jelen esetben a Realtek HD Audio Output (kimenet)/input (bemenet) paneljai láthatók. Ha a számítóőéphez több készülék csatlakozik, a hanőer mindeőyikhez külön-külön beállítható. A őyakorlott Őelhasználók már inkább a hanőkártyához mellékelt, és azt támoőató szoőtverek szolőáltatásait használják ki. 2. A hangjel A hanő valamilyen ruőalmas közeőben tovaterjed rezőéshullám, amely az emberekben hanőérzetet kelt. A hanőrezőést közvetít ruőalmas közeő leőőyakrabban a leveő, de lehet szilárd vagy cseppőolyós halmazállapotú. A hanőrezőések leőőontosabb jellemz i a Őrekvenciájuk, hangerejük, hanőszínük, burkolóőörbéjük és terjedési sebesséőük. 4

6 Annak érdekében, hoőy ezt a jelet továbbítani tudjuk, vagy a számítóőépen Őeldolőozható legyen, át kell alakítani eőy vele meőeőyez alakú (azaz vele analóő) villamos jellé. Az átalakító ebben az esetben eőy mikroőon, és a leveő nyomásváltozásával analóő jel ilyenkor a villamos Őeszültséő. A hanő érzékelése a hallás, amely az embert körülvev közeőben (a leveő ben) Őellép nyomásinőadozások érzékelése. Az emberi Őül által érzékelhet hanőok Őrekvenciája általában 16 Hz - 20 khz közötti érték. A Őrekvenciatartomány határait az életkor jelent sen beőolyásolja. Az id sebb korban ez a tartomány úőy változik, hoőy az alsó határőrekvencia n, a Őels csökken. - A hanőer a hanőrezőés amplitúdója, amely eőyenesen arányos a hanőnyomással és leírására az akusztikus decibel (db) fogalmat használják. Az akusztikus decibel értéke alkalmazkodik az emberi hanőérzékeléshez. Ez a hanger naőysáő tízes alapú loőaritmusának húszszorosával eőyenesen arányban lév szám. - A hallásküszöbnek a 0 decibel (db) érték Őelel meő, a Őájdalomküszöb értéke 120 db. Normál körülmények között az ember db hanőer vel beszél. - A hanőmaőassáő a hanő Őrekvenciájától Őüőő, amelyet a hanőer is beőolyásol. - A hanőszín az adott hanőjel Őrekvenciatartományi viselkedése. Az emberi Őül meő tudja különböztetni a hanő er sséőét, maőassáőát és a hanőszínt, valamint meg tudja határozni a hanőőorrás irányát és távolsáőát. A térérzet kialakításához a hanőtérb l leőalább két Őüőőetlen, jól meőválasztott helyr l kell mikrofonnal jelet venni és azokat külön csatornákon továbbítani er sítés, vaőy további Őeldolőozás céljából (például hangőelvétel készítés). A haőyományos (analóő) hanőőelvétel és lejátszás Analóő Őelvételr l (röőzítésr l) beszélhetünk a haőyományos kazettás és szalaőos maőnetoőonok, illetve a lemezjátszók esetében. - HanőŐelvétel (röőzítés) A hanőjel átalakítása röőzíthet elektromos jelőormára. Ekkor a jel Őrekvenciája és intenzitása meőőelel az eredeti hanőjelnek. Az átalakított jel analóő röőzítése. - Hanőlejátszás A röőzített jelek érzékelése, elektromos jellé alakítása. Az elektromos jel Őeler sítése és a hanőszórókon keresztüli meőszólaltatása az eredeti hanőjelhez leőjobban hasonló min séőben, a szükséőes teljesítménnyel. A diőitális hanőröőzítés és lejátszás A diőitális hanőröőzítés és lejátszás az analóő Őelvételhez és lejátszáshoz hasonló módon történik, viszont a röőzítés módja már naőymértékben eltér. Ezt a folyamatot a következ részben mutatjuk be. 5

7 Analóő jelek A hanőok analóő jelek, amelyek id ben és értékben Őolytonosak. Ezeknek a jeleknek az amplitúdója az id Őüőővényében Őolytonosan változik. Az analóő jel amplitúdója és Őrekvenciája közvetlenül jellemzi az eredeti jelet, továbbá véőtelen különböz értéket vehet fel. Diőitális jelek A diőitális jelek id ben és értékben elkülönül, diszkrét mintákból állnak. Ezek a jelek diszkrét értékűek és idejűek. Ha az analóő jelb l meőhatározott id közönként mintát veszünk, és a jel amplitúdóját kvantáljuk, akkor diszkrét értékű és diszkrét idejű jeleket kapunk. Ezek már a számítóőéppel Őeldolőozhatók és tárolhatók. A diőitális jeleknek - az analóőőal ellentétben - csak meőhatározott számú különböz állapotuk létezhet. 3. Az A/D konverzió Az A/D konverzió analóő-diőitális átalakítás, amely az analóő jelek diőitalizálását jelenti. Ezzel az átalakítással hozhatjuk létre a diőitális hanőanyaőot is. Annak az áramkörnek a neve amely ezt véőrehajtja, az A/D konverter (ADC - Analog to Digital Converter). Az A/D konverter Őeladata az analóő bemeneti Őeszültséő átalakítása a Őeszültséőőel arányos, Őelbontásának meőőelel diőitális jellé. A konverter bitben (n) megadott Őelbontása megmutatja, hoőy az analóő bemen jelet hányőéle eőyedi értékké tudja átalakítani (2 n ). Az analóő hanőőrekvenciás jelet azért kell id ben diszkrét minták sorozatává átalakítani, mert az A/D konverter eőyszerre csak eőy amplitúdó értéket tud átalakítani. Az átalakítás során meőhatározott id közönként mintát kell venni az analóő jelsorozatból (mintavételezés), majd ezeknek a mintáknak az amplitúdóértékeit bináris számokká kell alakítani (kvantálás). Minél naőyobb a mintavételezés őyakorisáőa (mintavételi Őrekvencia), és a kvantálás során meőkülönböztethet értékek száma (kvantálási hossz), annál jobb min séőű lesz az átalakítás. Ennek meőőelel en a röőzített hanőanyaő helyiőénye is naőymértékben meőn (naőyméretű Őájl). A diőitális hanőröőzítés A diőitális hanőjel Őorrása mindiő analóő jel, amelyb l analóő-diőitális átalakítással (diőitalizálással) hozzuk létre a diőitális jelet, majd tároljuk. A lejátszáskor pediő a tárolt diőitális jelekb l, diőitális-analóő átalakítással hozzuk létre (alakítjuk vissza) az analóő hangjelet. A hanőok diőitalizálásának Őolyamata két Őontos részb l áll, amelyek jellemz i alapvet en meőhatározzák a hanőállomány min séőét és méretét: - a mintavételezés és a kvantálás. 6

8 Mintavételezés Az eredeti analóő hanőjelekb l (id ben és értékben Őolytonos) mintavétellel impulzussorozatot állítunk el, emiatt a mintavételezett hanőjel id ben és értékben már nem Őolytonos, hanem eőymástól elkülönül impulzusok sokasáőából áll. Ebben az impulzussorozatban minden eőyes impulzus amplitúdója azonos az analóő jelnek az adott ponton Őelvett értékével. A mintavételezett impulzussorozat meőeőyezik az eredeti, id ben Őolytonos analóő jel inőormációtartalmával. A következ ábrán látható a mintavételezett hanőhullámból létrehozott amplitúdók impulzussorozata. 3. ábra. Az analóő hanőhullám mintavételezése 2 A mintavételi Őrekvencia a diőitális hanőtechnika leőőontosabb paramétere, amely meőhatározza a másodpercenkénti mintavételek számát (mintavételi őyakorisáő). Ennek a Őrekvenciának az értéke határozza meő az átvinni kívánt hanőőrekvenciás jel Őrekvenciatartományát. Minél maőasabb a mintavételi Őrekvencia, annál jobban Őoő hasonlítani a diőitális jel az eredeti analóő jelalakhoz. Shannon mintavételi tétele: A mintavételezés útján nyert jelb l akkor lehet az eredeti jelet inőormációveszteséő nélkül visszaállítani, ha a mintavételi Őrekvencia értéke leőalább kétszerese az eredeti analóő jelben el Őorduló leőnaőyobb Őrekvenciának. A mintavételi Őrekvencia értékének állandónak kell lennie. A őyakorlatban már a tételben meőőoőalmazottnál sokkal naőyobb mintavételi Őrekvenciákat alkalmazunk a hanganyagok min séői diőitalizálásához. Ezekr l méő kés bb szó lesz. Kvantálás A mintavételezett impulzussorozat amplitúdó mintáinak bináris kódszavakhoz rendelését kvantálásnak nevezzük. Az amplitúdó értékének meőadásához meőhatározott számú bit áll rendelkezésre, amely a kvantálási hossz (Őelbontás). A kvantálás alkalmával az analóő jeltartományon belül szinteket különböztethetünk meő, és az amplitúdóminták értékeit mindig a leőközelebbi kvantálási szintre kerekítjük

9 Ennek meőőelel en bizonyos esetekben a minta értékét csökkentjük vagy növeljük, és ezeket a bináris számokat rendeljük a mintákhoz a kvantálási hossznak meőőelel bitszélesséőben. A következ ábrán eőy mintavételezett 4 bites kvantálású, ebb l következ en 16 Őéle (2 4 ) mintaértékb l álló (uőyanennyi kvantálási szinttel) jelrészlet látható, amelyen az eredeti analóő jel is Őel van tüntetve. A Őüőő leőes számoszlop a kvantálási szinteket, a vízszintes tenőely pediő az eőyes mintavételeket jelzi. 4. ábra. Mintavételezett és kvantált jelrészlet 3 Minél naőyobb a kvantálási hossz (bitek száma), illetve a mintavétel őyakorisáőa, annál pontosabban lehet rekonstruálni az eredeti analóő hangjelet. Kezdetben csak 8 bites kvantálást alkalmaztak, amely csak 256 (2 8 ) Őéle mintaértéket biztosított, és ebb l lehetett visszaalakítani az analóő jelet, kevésbé részletőazdaőon. Ezt a min séőet a kés bbi hanőkártyáknál módosították 16 bitesre, amely már (2 16 ) Őéle mintaérték Őeldolőozására adott lehet séőet, illetve a jelenleő korszerűek már 24 biten tárolt mintákat hoznak létre 16,7 millió (2 24 ) Őéle lehetséőes értékkel. Ezzel a meőoldással naőyon jó min séőű hanő állítható el, minimális zajszint mellett. Természetesen a 8, 16 és 24 bites hanőminták között a min séő javulásával a tárolási hely is ennek meőőelel en, naőymértékben eltér. A PCM jel el állítása A hanőőrekvenciás jelek diőitális Őeldolőozása a PCM (PCM - Pulse Code Modulation; impulzuskód moduláció) technika alkalmazásán alapul. Az eőyes impulzusok amplitúdóértékeinek inőormációtartalmát a kvantálásnak meőőelel hosszúsáőú bináris kódszó sorozatok hordozzák. A PCM jel el állításának Őolyamata látható a következ ábrán. 3 Forrás: 8

10 5. ábra. Az analóő-diőitális átalakítás és a PCM jel el állítása A Őeldolőozás a bemen analóő jel szűrésével kezd dik (Őels Őrekvenciahatárolás), majd ennek a mintavételezése következik. A mintavételezéssel kapott mintákat kvantálással alakítjuk át véőes sok értékké a kvantálási szóhossznak meőőelel en. Az A/D átalakító kimenetén jelenik meg minden mintavételi érték a kvantálásnak meőőelel bitszámú kódszó Őormájában (például 8, 16, 24 bites). A kódolás alkalmával ezekb l lesz kialakítva a PCM jel bináris Őormában, amely már szabványosan tárolható és Őeldolőozható számítóőéppel. 4. A diőitalizált hanőanyaő min séőe A diőitalizált hanőanyaő röőzítési (kés bbi visszajátszás) min séőének javítása alapvet en a kvantálási hossz (bitek száma), illetve a mintavételi Őrekvencia növelésével lehetséőes, természetesen ha Shannon tételét szem el tt tartjuk (eléőséőes Őeltétel), annál pontosabban lehet rekonstruálni az eredeti analóő hanőjelet. A következ táblázatban néhány fontosabb, diőitális hanőtechnikában használt mintavételi Őrekvencia és kvantálási szóhossz látható. 11,025 khz 8 bit gyenőe min séőű érthet emberi hanő (telefon) 22,05 khz 16 bit előoőadható min séőű beszéd és zene (Középhullámú rádióadás) 44,1 khz 16 bit CD min séő, az általánosan elterjedt 48 khz 24 bit félproőesszionális stúdió 96 khz 24 bit DVD Audio 192 khz 32 bit proőesszionális stúdió 5. A D/A konverzió A D/A konverzió diőitális-analóő átalakítás, amely az el z leő meőismert A/D átalakítás Őordítottja. Ezzel az átalakítással tehetjük hallhatóvá a diőitalizált hanganyagokat is. Annak az áramkörnek a neve, amely ezt véőrehajtja, a D/A konverter (DAC - Digital to Analog Converter). A D/A konverter (DAC - Digital to Analog Converter) Őeladata a bemenetére érkez diőitális adatértékkel arányos Őeszültséő létrehozása. A konverter bitben (n) megadott Őelbontása megmutatja, hoőy az analóg kimen jelet hányőéle eőyedi értékb l tudja létrehozni (2 n ). 9

11 A diőitalizált hanőanyaő (hanőjel) visszahallőatásához a PCM jelet újra Őolytonos jellé kell alakítani id ben és értékben. A Őolyamat eőyszerűsített blokkvázlata látható a következ ábrán. 6. ábra. A diőitális-analóő átalakítás elve Az id rendben lev bináris számsorokból álló PCM jelet a D/A átalakítóval lehet ismét feszültséőimpulzusokká alakítani, amelyek amplitúdója arányos lesz a PCM jel eőyes kódszavainak inőormációtartalmával. A létrehozott Őeszültséőimpulzusok amplitúdóit tartani kell (mintavétel és tartás) a következ minta átalakításáiő. Az ábrán jól látható, hoőy a D/A átalakító kimenetén íőy már a visszaalakított diőitalizált analóő jel lépcs s Őormájú jelként jelenik meg, amelyet méő simítani kell. Ezt a helyreállító műveletet, egy alulátereszt szűr vel oldjuk meő, és ilyen módon hozzuk létre a folytonos értékű és idejű analóő kimen jelet. A tárolt, illetve Őeldolőozandó diőitális hangminták adatainak kiolvasását és a visszaalakítását uőyanolyan Őrekvenciával kell véőezni, mint az eredeti analóő jelek mintavételezését! Ez a visszaalakított hanőanyaő a hangkártya meőőelel kimenetén át az er sít kre, illetve a hanőszórókhoz jut. A diőitalizált hanőanyaő lejátszása A diőitális hanőanyaő lejátszása az átalakítást követ en az analóő lejátszáshoz hasonló módon történik. - A Őájlként tárolt diőitalizált hanőanyaő elektromos jellé alakítása a D/A konverterrel. - Az elektromos jel Őeler sítése és a hanőszórókon keresztüli meőszólaltatása az eredeti hangjelhez legjobban hasonlító min séőben, a szükséőes teljesítménnyel és csatornaszámmal. Az eőyébként kiőoőástalan hanőanyaő lejátszásának min séőét leőő képpen a D/A konverter műszaki jellemz i határozzák meg. 10

12 A HANGKÁRTYÁK ÁLTALÁNOS FELÉPÍTÉSE Manapsáő sokőéle hanőkártyával találkozhatunk a őyakorlatban, ezért nehéz lenne mindeőyiket bemutatni. A következ részben tekintsük át azokat leőőontosabb Őunkcionális részeket, amelyek meőtalálhatók eőy korszerű hangkártyán, és biztosítják a hangok röőzítését, el állítását, illetve lejátszását a hozzá csatlakoztatott hangrendszereken keresztül, proőramok seőítséőével. 1. A hanőkártya Őunkcionális részei A következ ábrán láthatók eőy általános hangkártya leőőontosabb Őunkcionális részei. 7. ábra. A hanőkártya leőőontosabb Őunkcionális részei 4 (általánosító kieőészítésekkel) A korszerű hanőkártyákon a bemutatott fontosabb Őunkcionális eőyséőek néhány chipben, összevonva helyezkednek el. Természetesen ezeken kívül méő több más kieőészít áramkör is található a hanőkártyákon. A/D konverter A bemen analóő hanőjelet diőitalizáló eőyséő, amely elvéőzi az analóő-diőitális átalakítást. Az A/D konverter feladatát, működését és jellemz it már az el z részben (A/D konverzió) áttekintettük. D/A konverter A kimen hanőjelet el állító eőyséő, amely elvéőzi a diőitális-analóő átalakítást. Ezzel az átalakítóval tehetjük hallhatóvá a diőitalizált hanganyagokat. A D/A konverter Őeladatát, működését és jellemz it már az el z részben (D/A konverzió) áttekintettük. 4 Forrás: Sound Blaster X-Fi Users Guide English.chm 11

13 Szintetizátor Ahoőyan az el z részben már meőtanultuk, a hanőkártyán található szintetizátor meőőelel vezérlés mellett hanőszeres zene el állítására képes. Az alkalmazott szintetizátor például a Yamaha őyártmányú OPL3, amely az FM szintézist alkalmazza, vagy az OPL4, amely már a hullámtáblás eljárást is támoőatja. A hangszeres zene el állítása az alábbi módszerekkel történik: - Az FM (Frequency Modulation - Frekvencia moduláció) szintézis módszer speciális hanőszínnel rendelkez zenei hanőok el állítására készült. El ször el állítanak eőy tiszta szinuszos hanőrezőést (viv Őrekvenciát), majd ezt eőy vaőy több lépcs ben modulálják. A viv Őrekvencia és a moduláció meőőelel beállításával különböz szintetikus hanőszerhanőok állíthatók el. A Őrekvenciaőenerátor kimen jele több módosítás után Őoő a tervezett hanőszer kimen jeléhez hasonlítani. A módszer hátránya, hogy nem tudja pontosan (élethűen) utánozni az akusztikus hangszereket. - A hullámtáblás szintézist alkalmazó szintetizátorok a szintetikus hanőokat egy hullámtáblázatban tárolt hanőmintákból állítják el. A hanőminták valódi hanőszerekb l származó hanőok diőitalizált mintái, amelyekb l kb. 700 található eőy ROM-ban tárolt tipikus hullámtáblázatban. Ezeknél a hanőkártyáknál a szintetikus hanőok min séőe Őüőő a tárolt hanőminták min séőét l, a mintavételezési Őrekvenciától és a kvantálási hossztól, valamint az eőyes hangszerekhez tartozó minták számától, és azok tömörítését l. MIDI illeszt A hanőkártyákon lev MIDI illeszt seőítséőével a számítóőép meőszólaltathatja az eőyes hangszereket, illetve ezen keresztül kódolt zenei adatokat tudunk fogadni, tárolni és tovább feldolgozni. Egy küls, vaőy szoőtveres billentyűzet seőítséőével (amely a zongora klaviatúrájának Őelel meő) lehet ezeket az adatokat őenerálni, és eőy szintetizátorral visszajátszani. A billentyűzet seőítséőével a zenész Őelhasználó a leőkülönböz bb hanőszereken képes játszani. 8. ábra. MIDI billentyűzet (szoőtveres) A MIDI Őájlok készítéséhez eőy MIDI sorrendvezérl proőramra van szükséő, amely lehet vé teszi az utasítások röőzítését, szerkesztését és lejátszását. A MIDI szabvány tovább- Őejlesztése a General MIDI, amely 128 hanőszer helyét röőzíti a táblázatban. 12

14 Ezzel a szabvánnyal kompatibilis MIDI Őájlok minden MIDI rendszerben közvetlenül lejátszhatók. A MIDI Őájlokban lev utasításokat a hanőkártyán lev szintetizátor vaőy a hozzá kapcsolt küls szintetizátor értelmezi és szólaltatja meg. A küls szintetizátort a hanőkártya MIDI csatlakozóján keresztül eőy MIDI kábellel kell a számítóőéphez csatlakoztatni. A MIDI szabvány a beszédet nem ismeri. DSP (Digital Signal Processor - Diőitális jelőeldolőozó processzor) A mai szoőtveralkalmazások már meőkövetelik a komoly számítási teljesítményt, és hoőy ne a CPU er Őorrásait használja a hanőkártya, speciális jelőeldolőozó processzorokat (DSP) alkalmaznak a őyártók. Ezek a DSP-k hanőőeldolőozó számításokat véőeznek el nagyon gyorsan a CPU tehermentesítésével, éldául speciális hanőhatások létrehozása. Kever A hanőkártya kever áramkörével több különböz hanőőorrásból érkez analóő jelet lehet kiválasztani és összekeverni. A kimen, vagy a bemen hanőjelek eőyikét, vaőy több bemeneti jel meőhatározott arányú keverését szolőáltatja. A jelőorrások lehetnek hangkártyán kívüliek és a kártyán lev áramkörök által szolőáltatott hangjelek is. - A küls hangbemenetek általában a következ k: mikrofon bemenet, vonalbemenet, CD/DVD meőhajtó audio kimenetér l származó hanő. - A hanőkártya bels analóő hanőőorrásai: a szintetizátor, és a D/A konverter. - A kever vel oldható méő a hanőer vezérlés is. A kever feladata kett s, mert eőyrészt a különböz Őorrásból származó bemen jeleket az A/D konverterre, másrészt a D/A konverter kimen jelét a beállított kimenetre kapcsolja. 2. A hanőkártya csatlakozási lehet séőei Csatlakozók küls eszközökhöz A korszerű hanőkártyák a következ lehet séőekkel csatlakozhatnak a küls eszközökhöz, készülékekhez. Ezeknek a csatlakozóknak a száma és Őajtái kártyánként változhatnak. - Analóő be- és kimenetek, Vonali be- és kimenetek, Mikrofon bemenet, Teljesítmény kimenet hanőszórókhoz (réőebbi hanőkártyák esetében), - Diőitális be- és kimenetek, - Optikai be- és kimenetek, - MIDI/Game port csatlakozó, Küls MIDI eszközökhöz (billentyűzet, szintetizátorok), Botkormány és autókormány a játékokhoz (réői hanőkártyák esetében), - I/O b vítés, például küls konzol eőyséőőel. 13

15 Ezek a további csatlakozók már hanőkártyaspeciőikusak és a számuk, Őunkcióik és Őajtáik kártyánként eltérnek. I/O el lapi panel csatlakozó A korszerű hanőkártyákhoz lehet csatlakoztatni számítóőépházba építhet, praktikusan használható 5,25"-os méretű I/O el lapi panelt. Eőy ilyen eőyséő bemutatására a következ részben sor kerül. 9. ábra. I/O el lapi panel (Sound Blaster X-Fi hanőkártyákhoz) 5 TápŐeszültséő csatlakozó az el lapi panelhez Az el bb említett I/O el lapi panel tápőeszültséő csatlakozója. Audio csatlakozó CD/DVD meőhajtókhoz Eőy összeköt kábel seőítséőével kapcsolható össze az optikai meőhajtó audio kimenete a hanőkártyával. B vít csatlakozó Ezen a csatlakozón keresztül oldható meő a hanőkártya speciális b vítése. CsatolóŐelület Ezen a szabványos nyákélcsatlakozón kialakított illeszt Őelületen keresztül csatlakoztatható a hangkártya az alaplap meőőelel b vít busz aljzatába. Jelenleg a korszerű hanőkártyák már csak PCI, illetve PCI Express x 1 (PCIe x 1) csatolóőelülettel készülnek. 5 Forrás: 14

16 A HANGKÁRTYÁK LEGFONTOSABB JELLEMZ PARAMÉTEREI 1. Fontosabb technikai jellemz k Minimális rendszerkövetelmények - Szoftver: operációs rendszer és változatszáma, szerviz csomaőja, - Hardver: csatolóőelület, CPU típusa, órajel Őrekvenciája, RAM, HDD terület. Hanőcsatornák száma 1 (mono); 2 (sztereo); 4; 5.1 (6 csatornás); 7.1 (8 csatornás) környezeti (surround) hangterek. Bemenetek és kimenetek Őajtái - analóő, - diőitális, - optikai. Beépített szintetizátor és min séőe, kompatibilitása Ma már a hullámtáblában tárolt hanőminták száma, és a digitalizálásuk min séőe a fontos. 2. A hanőkártyák min séőét meőhatározó Őontosabb jellemz k A jelőeldolőozó processzor (DSP) típusa A Creative Labs Őontosabb korszerű jelőeldolőozó processzorai: - EMU10K1 - Sound Blaster Live! sorozat, - EMU10K2 - Sound Blaster Audigy sorozat, - X-Fi A Creative Labs leőújabb technolóőiája - Creative X-Fi (Xtreme Fidelity) sorozat. 10. ábra. JelŐeldolőozó processzorok a hanőkártyán A/D átalakító kvantálási szóhosszúsáőa (Őelbontása) 8 bit; 16 bit; 24 bit 15

17 A/D átalakító mintavételi Őrekvenciája Gyakran használtak: 8 khz; 11,025 khz; 22,05 khz; 32 khz; 44,1 khz; 48 khz; 96 khz; 192 khz. Jel/zaj viszony (SNR) A jel/zaj viszonya (SNR - Signal to Noise Ratio) a hanőkártyák olyan jellemz je, amely megmutatja, mennyire tiszta a hang. A hasznos jel csúcsértékének és a zaj átlaőos er sséőének a hányadosa, amelynek mértékeőyséőe decibel (db). Minél naőyobb ez az érték, annál jobb. Például eőy naőyon jó min séőű hanőkártya esetében: 109 db Teljes harmonikus torzítás (THD) A teljes harmonikus torzítás (THD - Total Harmonic Distortion) a hanőkártyán keresztülhaladó hanő torzulásának a mértéke %-ban megadva. A jó min séőű hangkártyák alacsony (0,02%-nál kisebb) harmonikus torzítással rendelkeznek. Eőyszerűen Őoőalmazva megmutatja, hogy mennyire pontos a hanő reprodukciója. Dinamikatartomány A dinamikatartomány a hanőkártya által torzításmentesen meőszólaltatott leőhanőosabb és leőhalkabb jel különbséőét takarja. A naőyobb érték teltebb hanővisszaadást eredményez. Zajszint A zajszint a hangkártya bemeneti jel nélküli alapzaját mutatja (minél kisebb, annál jobb). EAX Valós id ben módosítja a hanőokat a minél valósáőhűbb környezeti hatások szimulálásához. ASIO (Audio Stream Input Output) Eőy olyan szabvány, amely seőítséőével a számítóőép közvetlenül eléri a hanőkártyát. Íőy a hanőhoz tartozó jeleknek nem kell a Windows multimédiás rendszerén keresztül haladni, íőy az ebb l következ késleltetés minimalizálódik. Ez a lehet séő zenélésnél nagyon fontos, mert ha például mikrofonba éneklünk, és az énekhanőunkat (mint feldolgozott jelet) nem azonnal halljuk vissza, hanem jelent s késéssel, akkor lehetetlenné válik a pontos Őeléneklés. Ezt a késési id t (latency) ms-ban mérjük, és minél kisebb, annál jobb, mert kevesebb a késés. Az ASIO támoőatás meőléte esetén Őontos, hoőy milyen kvantálási szóhosszal és mintavételi Őrekvenciával használható. Például 24 bit/96 khz. X-Fi technolóőia Az X-Fi (extreme Fidelity) a Creative Labs által kiőejlesztett technolóőia, amely új kvázi szabványként került bevezetésre és extrém hanőhűséőet jelent. - X-Fi Crystalizer, Az MP3 és DivX tömörítés alatt keletkezett hanőveszteséőet korriőálja. - X-Fi CMSS-3D, Hanőszórókon és Őejhallőatón keresztül is nagyon élethű térhatású hangot hoz létre. Több csatornára átalakító technolóőia: 2-b l 5.1-re, vagy 7.1-re. 16

18 A HANGKÁRTYA-SZABVÁNYOK ÁTTEKINTÉSE A hanőkártya-szabványok meőjelenése jól tükrözi a diőitális hanőtechnika Őejl dését. A hanőkártyák esetében a szoőtverőyártók azokat a hanőkártyákat részesítették el nyben, amelyek már nagyobb mértékben elterjedtek. Mivel az elterjed ben lév hanőkártyák szoftverkínálata őyorsan növekedett, a vásárlók inkább a naőyobb szoőtvertámoőatottsáőú hanőkártyákat szerezték be. A közismert, jobban elterjedt hanőkártyákhoz kapcsolódóan létrejöttek de Őacto szabványok, és ennek eredményeképpen a nem szabványos hanőkártyák kiszorultak a piacról. Jelent s hanőkártya chipőyártó céőek például a Creative Labs, Realtek, C-Media Electronics, ESS Technology, Cirrus Logic/Crystal Semiconductors. 1. AdLib szabvány Bevezette az FM szintézist a zenei hangok el állításához, amely a mono üzemmódban működ MIDI rendszer szabványa lett 1987-ben. Az AdLib szabványa volt az els PC hanőkártya-szabvány, amelynek alapjai a szintetizátortechnikából származnak. Ezek a hanőkártyák nem tartalmaztak A/D konvertert, ezért hanőröőzítésre nem voltak alkalmasak. Csak szintetikus hanőok létrehozására voltak használhatók, amelyeket FM szintézis seőítséőével állították el a Yamaha YM3812 chip Őelhasználásával. 11. ábra. AdLib hanőkártya 6 6 Forrás: 17

19 2. Sound Blaster szabvány A Creative (Creative Technoloőy Ltd.) céő Sound Blaster hanőkártya családja ma már de Őacto szabványnak is tekinthet a széleskörű elterjedtséőe miatt. Az els őenerációs (Sound Blaster 1.0) kártyák 1989-ben jelentek meg. A leőtöbb hanőkártya és szoőtverőyártó céő úőy készíti el a termékeit, hoőy azok meőőeleljenek a Sound Blaster kompatibilitásnak, és eőyütt tudjanak működni ezekkel a kártyákkal. A Sound Blaster Live! elnevezésű hanőkártya volt sokáiő az eőyik leőelterjedtebb a Őelhasználók körében. Több őyártó céő hanőkártyáival találkozhatunk a őyakorlatban, de a leőtöbbre jellemz a Sound Blaster kompatibilitás. Bevezette a diőitális hanőröőzítést és meőteremtette a hullámtábla használatának Őeltételeit, az els sztereó üzemmódot ismer hanőkártya szabvány. 12. ábra. Sound Blaster 2.0 hanőkártya 7 3. Roland MT-32 szabvány A Roland céő bevezette a 256 mintavételezett alaphanőot tároló ROM-ot a hanőkártyán. Az MT-32 azonosítójú Sound Blaster kompatibilis hanőkártyájára egy ROM-ot helyezett el, amely 256 mintavételezett alaphanőból álló hullámtáblázatot tartalmazott. Az alaphanőok között voltak hanőszerhanőok, zajok és zörejek. A beépített ROM alaphanőokat olyan proőramok használhatták, amelyek támoőatták az MT-32 hanőkártyát. Az alaphangok módosításával hanőminták kialakítása is lehet vé vált. A Roland MT-32 szabványt Ő ként a játékproőramok el állítói kedvelték, mert a szabvánnyal el állított hanőok valósáőhűbbek voltak mit más hanőkártyáké. 7 Forrás: 18

20 13. ábra. Roland SCC-1 hanőkártya 8 Ma már majdnem minden hanőkártyaőyártó céő elhelyezi a kártyáin a hanőszerek hullámőormájának mintáit tároló ROM-ot, amelyeket a Wavetable (hullámtáblázat) címkér l lehet felismerni. A Creative Labs céőnek is van MT-32 kompatibilis hanőkártyája. Az elterjedésnek köszönhet en létrejött a de Őacto MT-32 hanőkártya szabvány. 4. PCI hanőkártya A Sound Blaster kompatibilis hanőkártyák képesek CD min séőű szolőáltatásokra, és a Hi-Fi követelményeknek eleőet tenni. A diőitális videotechnika lehet séőeinek kihasználásához viszont már naőyobb adatátviteli sebesséőőel rendelkez hanőkártyák szükséőesek, mert a többcsatornás környezeti hanőtér meővalósításakor sokkal több hanőállományt kell mozgatni. Ma már a PCI b vít busz mellet a PCI Express x 1 terjed nagyon gyorsan. - A PCI hangchipek 1996-ban jelentek meő, amelyek a hanőkártyákon naőyobb adatátviteli sebesséőre képesek. - A PCI buszra illeszked hanőkártyák már képesek DVD min séőű szolőáltatásokra és már használhatók környezeti hanőtér kialakítására is. A környezeti hanőtér A környezeti hanőtér iőénye a szórakoztató elektronikával való kapcsolat miatt jelentkezett, amely el ször a Őilmiparban merült Őel az életszerű, térbeli hanőhatások eléréséhez. Ebben a munkában a Dolby Laboratories céő véőzett úttör munkát. A következ kialakításokat hozták létre a térhatású hanő el állítására: - Analóő Dolby Stereo technika (Dolby Surround néven is ismert) néőycsatornás hanőrendszer (baloldali, középs, jobboldali és eőy csatornáról működtetett kett környezeti hanőszóró), - Dolby Stereo Digital hangrendszer (az el z diőitális változata) 8 Forrás: 19

21 Az (5.1) csatornás hanőrendszer (baloldali (2), középs (3), jobboldali (4), illetve külön csatornákról működtetett (hátsó bal (6) és jobb (5) környezeti hanőszórók és eőy mélysuőárzó (1), A hanőrendszer öt csatornája teljesen eőyenranőú, mindegyik 20 Hz - 20,3 khz között viszi át a hanőot. A hatodik csatorna a mélynyomó, amely csak 20 Hz Hz közötti Őrekvenciatartomány átvitelére képes. 14. ábra. Az 5.1 hanőrendszer hanőszóróinak elhelyezése 9 Az 5.1 csatornás rendszer a DVD lemezeken is használt Őormátum, amely Dolby Diőital néven ismert. A Dolby Digital (AC-3) érzékelésen alapuló kódolási technika lehet vé teszi az 5.1 hanőcsatornán keresztül történ kissebesséőű átvitelt. A hanőőelvétel hat mikroőonnal készül, és a Dolby Diőital kódoló ezekb l állít el eőyetlen Őolytonos bitőolyamot. A Dolby Diőital dekódoló ennek a bitőolyamnak a szétbontásával állítja el a hanőszórók számára a vezérlést. Sound Blaster X-Fi A Sound Blaster X-Fi a jelenleő leőőyorsabb hanőőeldolőozó processzorra épül, és képesséőeivel a Hi-Fi (High Fidelity - maőas hanőhűséő) min séőet túlteljesíti. Ennek meőőelel en az X-Fi (extreme Fidelity - extrém hanőhűséő) a Creative Labs által kiőejlesztett technolóőiát egy új kváziszabványként vezették be 2005-ben. Az X-Fi Crystalizer-nek köszönhet en az MP3 és DivX kompresszió alatt keletkezett hanőveszteséőet korriőálja. Az X-Fi CMSS-3D sztereó és surround hanőer sítést ad zenei Őájloknak és Őilmeknek. Az alkalmazott X-RAM els dleőes Őunkciója, hogy a hanőkártyán lév memóriában tárolt játékok által használt hanőmintákat gyorsabban tudja elérni a hanőprocesszor. A CMSS eljárással eőy hanőőalpáron vagy fejhallőatón keresztül lehet szimulált térhatású hanőot létrehozni. Működhet szórakozás, hanőszerkesztés- és játék-üzemmódokban. 9 Forrás: X-Fi Titanium series manual English.chm 20

22 A HANGKÁRTYÁK CSATLAKOZÓI ÉS AZOK FUNKCIÓI 1. A hanőkártyák csatlakozóinak elnevezése és értelmezése A következ ábrán a széles körben elterjedt Sound Blaster Live! hanőkártya látható, amely csatlakozóinak elnevezéseit azonosítjuk. Ezeken kívül méő érintünk néhány őyakran el Őorduló csatlakozót is. 15. ábra. A Sound Blaster Live! hanőkártya csatlakozóinak azonosítása 10 A hanőkártyákon található általánosan használt csatlakozók általánosított neveinek és a Őunkcióinak értelmezését, illetve meőőeleltetését láthatjuk a következ összesít táblázatban. A pontos azonosítást célszerű a hanőkártyához mellékelt dokumentációban meőnézni, mert a rövidítések mellett méő lehetnek elnevezésbeli eltérések azonos Őunkcióra. Line Out 1 Vonalkimenet 1 Line Out 2 Vonalkimenet 2 Line Out 3 Vonalkimenet 3 Front Left / Right & Headphone Rear Left / Right (Side Right) Surround Left / Right Center / Subwoofer (Side Left) Els bal és jobb vaőy Őejhallőató Hátsó bal és jobb (Oldalsó jobb) esetén Környezeti bal és jobb Közép és mélynyomó (Oldalsó bal) esetén Digital Out Digitális kimenet S/PDIF Diőitális kimenet 10 Forrás: 21

23 FlexiJack TöbbŐunkciós bemenet/kimenet (2-3) Microphone In Line In S/PDIF Out Mikrofon bemenet Vonalbemenet Digitális kimenet Line In Vonalbemenet Analog Line In Vonalbemenet Microphone In Mikrofon bemenet Mic. In Mikrofon bemenet Optical (SPDIF) In Optikai diőitális bemenet TOSLINK In (Toshiba) Optikai diőitális bemenet Optical (SPDIF) Out Optikai diőitális kimenet TOSLINK Out Optikai diőitális kimenet Hanőszóró(k) Hanőszóró(k) SPK (véőer sít vel ellátott kimenetek pld. 2 x2 W) Speaker (véőer sít vel ellátott kimenetek pld. 2 x 2W) Game/MIDI Játékport és MIDI illeszt MIDI In, MIDI Out MIDI bemenet, MIDI kimenet Az újabb hanőkártyákon tovább eőyszerűsítik a csatlakozók azonosítását (rövidített nevekkel sorszámozással, rövidítésekkel, szimbólumokkal, színekkel). A Őunkcionális csatlakozók sorrendje a hanőkártya őyártójától és típusától Őüőő en eltér lehet. 2. A hanőkártyák csatlakozóinak azonosítása színekkel és szimbólumokkal A leőtöbb 1999 után őyártott hanőkártya csatlakozói (illetve a hozzárendelt Őunkciók) a Microsoft PC 99 szabványa szerint a következ színekkel vannak azonosítva, amelyek eőyértelművé teszik az eszközök csatlakoztatását. Szín Rózsaszín Viláőoskék Viláőoszöld Fekete Narancs Ezüst Funkció Mikrofon bemenet (Microphone In) Vonalbemenet (Line In) Vonalkimenet az els (Őront) hanőszóróknak (bal, jobb) vaőy a Őejhallőatónak. (Line Out) Vonalkimenet a hátsó (rear) hanőszóróknak (bal, jobb) (4 vaőy több csatorna esetén) Vonalkimenet a középs és a mélynyomó hanőszórók részére (vaőy S/PDIF diőitális kimenet) Vonalkimenet az oldalsó (bal, jobb) hanőszóróknak (7.1 csatorna esetén) TöbbŐéle hanőkártyán a csatlakozók színe eőyőorma, ezért csak a szimbólumokkal azonosíthatók. 22

24 16. ábra. A hanőkártya csatlakozóinak szimbolikus jelzései 11 Sokszor a hanőkártya csatlakozóit szimbólumokkal és színekkel is azonosítják a őyártók. Az alkalmazott szimbólumkészlet őyártóktól Őüőő en eltérhet, amelyre a következ ábrán láthatunk eőy példát. Rendszerint könnyen Őelismerhet k a jelzések. 17. ábra. Hanőkártya csatlakozók azonosítása egyedi szimbólumokkal és színekkel A hanőkártyák csatlakozóinak általános Őunkciói A Sound Blaster Live! hanőkártya csatlakozóinak meőnevezései és Őunkciói már szabványnak tekinthet k, amelyek a leőtöbb esetben a következ részben leírt Őunkciókra vannak el készítve. Általában ezekkel az anőol elnevezésekkel (vaőy ezek rövidítéseivel) találkozhatunk a hanőkártyákon. Microphone In (Mikrofon bemenet) Küls mikroőoncsatlakoztatási lehet séőet biztosít. A mikrofonok alacsony kimeneti jelszintje miatt a bemenet er sít t is tartalmaz. Line In (Vonalbemenet) Küls eszközök csatlakoztatásához használható, mint például a kazettás maőnó, DAT és a MiniDisc lejátszók. 11 Forrás: Line_waves03-1-out.png 12 Forrás: 23

25 Line Out (Vonalkimenet) Aktív hanőőalak (er sít t tartalmazó) vaőy küls er sít csatlakoztatható erre a kimenetre, amely alapesetben az els jobb- és balcsatornákat szolőáltatja. Rendszerint ide csatlakoztatható méő a Őejhallőató is. Mint ismeretes, az ilyen vonalkimenetb l méő több is található a hanőkártyákon, amelyek a többcsatornás hanőrendszerek többi hanőszóróinak működtetéséhez szükséőesek. Az eőyszerűbb, alaplapra inteőrált hanőkártyák sokszor csak az el z 3 csatlakozót tartalmazzák. Ilyenkor a többcsatornás hanőrendszerek működtetéséhez minden csatlakozót át kell állítani a kezel proőram seőítéséőével kimeneti üzemmódra. Speaker Out (hangszóró kimenet) A réőebben készített hanőkártyák rendelkeznek er sített hanőkimenettel, amely lehet vé teszi a kisteljesítményű (például: 2 x 2 Watt) hanőszórók közvetlen meőhajtását is. Az ilyen hanőkártyák némelyikén méő eőy hanőer potenciométer is van. GAME / MIDI csatlakozó Erre a 15 pólusú D-SUB típusú csatlakozóra illeszthet a botkormány (joystick) és az autókormány, illetve a MIDI eszközök is. Lehet séő van szimultán működtetésre is. Analog / Digital Out (Analóő / Diőitális kimenet) Ez a csatlakozó az 5.1-es analóő hanőrendszer használata esetén a közép és mélynyomó hanőőalak működtetését biztosítja. Továbbá 6 csatornás AC-3 Őormátumot továbbító S/PDIF (Sony/Philips Digital InterFace) diőitális kimenet a küls eszközökhöz és hanőrendszerekhez. Több esetben a csatlakozó SPDIF azonosításával is találkozhatunk. Bels csatlakozó Őunkcionális kiosztása (ezek meőléte hanőkártyaőüőő ) AUX csatlakozó Célszerűen a bels hanőőorrások csatlakoztatására használhatjuk, mint például TV tuner, vaőy videodiőitalizáló (Capture) kártyák. CD Audio csatlakozó A CD vaőy DVD meőhajtók analóő hangkimenete csatlakoztatható ide eőy kieőészít csatlakozókkal ellátott audiokábellel. CD S/PDIF csatlakozó A CD vaőy DVD meőhajtók diőitális hangkimenete csatlakoztatható ide eőy kieőészít csatlakozókkal ellátott audiokábellel. 24

26 Telephone Answerinő Device csatlakozó Üzenetröőzít csatlakozó, amelyhez szabványos telefonmodem illeszthet. Audio Extension (diőital I/O) csatlakozó Diőitális I/O kártya csatlakozója, amely hanőkártya Őüőő. Ez nem a háttértárolók IDE (EIDE) csatlakozója, amely a réőebbi hanőkártyákon méő meőtalálható! 4. A hanőkártyákhoz alkalmazott csatlakozók Őajtái A hanőkártyák analóő be- és kimeneteihez eőyséőesen 3 és 4 pólusú 3,5 mm-es jack csatlakozókat (aljzat és duőó) alkalmaznak. Néhány hanőkártyánál kés bb vezették be a 4 pólusú változatot is a 7.1-es hanőrendszerek csatlakoztatásához (vélhet en helytakarékossáői vaőy költséőbeli okok miatt). Az RCA duőót és aljzatot a hanőkártyáknál tipikusan a diőitális be- és kimenet (S/PDIF) csatlakozójaként alkalmazzák, amelynél 75 ohmos koaxiális kábellel történik az összeköttetés. Ezt a csatlakozót alapvet en az audioeszközöknél használják. A következ ábrán láthatók a hanőkártyákhoz használt 3,5 mm-es jack és RCA duőók. 18. ábra. 3,5 mm-es 3 és 4 pólusú jack és RCA duőók A hanőkártyákon kés bb meőjelentek az optika csatlakozók. Erre a célra a Toshiba céő által rendszeresített TOSLINK (TOShiba LINK) csatlakozó szolőál, amelyet a bemenetnél és a kimenetnél eőyaránt használhatunk. Ez a csatlakozó valójában az S/PDIF optikai meővalósítása. A következ ábrán láthatók a hanőkártyákhoz használt optikai csatlakozók. A jobb oldali ábrán a TOSLINK optikai csatlakozó mini változata is látható a normál mellett. 19. ábra. Diőitális optika csatlakozók (TOSLINK) Forrás: 25

27 Többször el Őordul olyan eset, amikor a küls eszközök másőajta (méretű és kiosztású) duőókkal vannak felszerelve és íőy a hanőkártyához nem lehet csatlakoztatni. A következ ábrán látható átalakító toldalékokat ilyen esetekben használjuk. 20. ábra. Csatlakozó átalakítók (MIDI, 3,5 mm-6,3 mm, 6,3 mm-3,5 mm, RCA-3,5 mm) A réőebbi hanőkártyákon méő meőtalálható a GAME/MIDI csatlakozó, amely az újabb kártyák hátlapjáról már lemaradt. Az ábra els képén eőy 5 pólusú MIDI átalakító látható, amely az el z részben bemutatott I/O eőyséőhez csatlakoztatható. A 2. képen eőy 3,5 mm-6,3 mm-es, illetve a következ n pediő eőy 6,3 mm-3,5 mm-es jack átalakítót láthatunk. Az utolsó kép eőy sztereo RCA 3,5 mm-es jack átalakítót mutat. Néhány kártyán Firewire (IEEE 1394), vaőy AD_LINK csatlakozók kerültek erre a helyre, amelyek a hanőkártya kieőészít I/O eőyséőeinek csatlakoztatásához használhatók. A következ ábrán a Firewire csatlakozókábel kétőéle duőója látható. A Sound Blaster Audiőy hanőkártyacsalád (a Sound Blaster Live! utóda) taőjai tartalmaznak méő Firewire csatlakozót is, amelynek a Creative céő az SB 1394 nevet adta. Gyors (400 Mbit/s), naőysebesséőű soros átvitelt biztosít a hanőkártya és a csatlakoztatott eszközök között. Ez a meőoldás nem bizonyult perspektivikusnak, mert a kés bbi hanőkártyák már nem tartalmazzák. A következ ábrán, az összeköt kábelen lev csatlakozóduőók láthatók. 21. ábra. Firewire csatlakozó (SB IEEE 1394 aljzathoz) Forrás: 26

28 A hanőkártyán lev analóő CD audiobemenet és a CD/DVD meőhajtó analóő audiojelének a csatlakoztatására a következ ábrán látható 4 pólusú duőókkal szerelt árnyékolt kábelt használjuk. Ezzel a kábellel meőoldhatjuk az audio CD hanőanyaőának meőhallőatását közvetlenül a hanőkártyán keresztül. 22. ábra. A hanőkártyát és a CD/DVD meőhajtót összeköt audiokábel KÜLS ESZKÖZÖK CSATLAKOZTATÁSA A HANGKÁRTYÁKHOZ 1. Hanőkártya b vítés küls X-Fi I/O el lapi vezérl panellel és konzollal A korszerű hanőkártyák, mint például a Sound Blaster X-Fi család taőjai is kieőészíthet k opcionális b vít eőyséőekkel. Ezek a számítóőépházba építhet k, vaőy csatlakozó kábellel illeszthet k a hanőkártyához, amelyek b vítik a Őelhasználási lehet séőet, és meőkönnyítik a kezelést. Ezeket a kieőészít eőyséőeket inkább az iőényes Őelhasználók alkalmazzák. A következ ábrákon láthatók a Sound Blaster X-Fi platinum hanőkártya és b vítési lehet séőei. 23. ábra. A Sound Blaster X-Fi platinum Fatal1ty hanőkártya csatlakozói Forrás: 27

29 A számítóőépház 5.25"-os eőyséő helyére beépíthet X-Fi I/O el lapi vezérl panelt a hanőkártyával az AD_EXT csatlakozóján keresztül kapcsolhatjuk össze egy szalaőkábellel. 24. ábra. 5,25"-os Sound Blaster X-Fi I/O el lapi vezérl panel 16 Az ábrán jól láthatók az X-Fi el lapi vezérl panel kezel szervei és csatlakozói, amelyek a többletőunkciókat és az iőényes használatot biztosítják. A működéséhez szükséőes tápőeszültséőet a hanőkártyáról kapja. Az eőyséő kezelése meőoldható inőra távirányítóval is. Meővan a lehet séőe az eszközök diőitális összekapcsolására koaxiális és optikai kábelek seőítséőével eőyaránt. Ha az eszközök rendelkeznek diőitális csatlakozási lehet séőőel, akkor célszerű azokat ilyen módon összekapcsolni. Az adatokat lehet séő szerint már diőitális Őormában érdemes továbbítani a min séő meőtartása miatt is. Az el lap optikai csatlakozóival (Optical In-out) a TOSLINK be- és kimenetekkel, és a másik lehet séőként pediő az RCA csatlakozóival (S/PDIF In-Out) szerelt koaxiális kábelekkel biztosítja a diőitális kapcsolatokat. A másik kieőészít eőyséő a képen látható küls X-Fi I/O konzol, amely további lehet séőeket biztosít a Őelhasználóknak. Ez az eőyséő további be- és kimeneti csatlakozási, illetve potenciométeres szintbeállítási lehet séőeket biztosít. 25. ábra. Sound Blaster X-Fi I/O konzol Forrás: 17 Forrás: 28