کارت صدا در کامپیوتر

یکی از قطعات رایانه که حد نام آن را شنیده‌اید، کارت صداست. ولی به این تکه نسبت به دیگر قطعات درونی سیستم، کمتر پرداخته می‌شود و حتی نشان بود و فقدان کارت صدای مجزا در کامپیوتر، بر بسیاری از کاربران پوشیده است. در این مقاله، به اطلاعات عمومی در باره کارت صدا، گونه ها آن و معیارهایی که در تهیه‌ی یک کارت صدا مؤثر هستند پرداخته می‌شود.

صدا و کارت صدا در کامپیوتر

کامپیوترهای اولیه، دستگاه‌هایی تک‌بعدی بودند و تنها هدف تولید آن‌ها، اتمام محاسبات و پردازش برنامه‌ها بود. برای چنین کامپیوترهایی، توانایی پردازش، امکان ورود اطلاعات و نمایش نتایج روی یک خروجی کافی بود؛ بنابراین فکری برای فرآوری صدا متعلق به نشده بود. کم‌کم با پیشرفته‌تر شده کامپیوترها، برای مقاصدی مثل عیب‌یابی دستگاه، از بلندگوهای ابتدایی روی آن‌ها بهره‌گیری شد که توانایی تولید صداهای بسیار ساده به شکل بوق‌های کوتاه را داشت.

با رشد و پیچیده‌تر شدن کامپیوترها و مهمتر از آن، ورود این دستگاه‌ها به بازارهای عمومی در دهه‌ی 1980، تولیدکنندگان متوجه دربایستن کاربران به قابلیت توزیع صداهای پیشرفته‌تر از کامپیوتر شدند. همین مسئله شرکت‌هایی مانند IBM را به سمت تولیدکنندگان ابزارهای صوتی مشابه Adlib و Creative Labs حرکت عدل که باعث فرآوری فناوری کارت‌های صدا و قرار گرفتن آن در کامپیوترها شد.

عملکرد کارت‌های صدا

مهمترین مسئله‌ای که در مورد فرآوری صدا در یک کامپیوتر مطرح است، بحث تفاوت میانی عملکرد کامپیوتر با نوع صدا در دنیای راستین است. کامپیوترها دستگاه‌های دیجیتالی هستند و در پایین‌ترین سطح، تنها اعداد صفر و یک را می‌فهمند و فایل‌های صوتی نیز به همین چهره روی دیسک اندوخته می‌شوند. در مقابل، صوت یا صدا، از موج ساخته شده و ماهیتی آنالوگ دارد. تصادف این امواج به پرده‌ی گوش، باعث شنیده شدن صدا می‌شود. بنابراین، اولین و مهمترین عملکرد یک کارت صدا، تبدیل سیگنال‌های دیجیتال به آنالوگ و تحویل آن به بلندگوها و توزیع صدا و در حالت عکس آن، تبدیل امواج آنالوگ به سیگنال‌های دیجیتال برای ذخیره‌سازی یا ارسال در شبکه در چگونگی ضبط صداست.

تقریباً در همگی مادربردهای امروزی، کارت صدا به چهره آنـبُـرد قرار گرفته است. با این وجود برای شفا عملکرد صوتی، ویرانی کارت صدای مجتمع‌ (آنبرد) یا هر انگیزه دیگر، کارت‌های صدای جداگانه در دو نوع درونی (اینترنال) و خارجی (اکسترنال) وجود دارند. به طور کلی در یک کارت صدا، می‌توانیم چهار دسته اصلی را به عنوان قسمت‌های کلیدی تکه اسم ببریم:

• مبدل آنالوگ به دیجیتال یا ADC
• مبدل دیجیتال به آنالوگ یا DAC
• واسط اتصال کارت صدا به کامپوتر که می‌تواند از گونه PCI یا در کارت‌های خارجی، USB باشد
• درگاه‌هایی که برای اتصال ورودی‌ها و خروجی‌های صدا بهره‌گیری می‌شوند

بعضی از انواع کارت صدا می‌توانند بعضی عملیات سایر مشابه سپریدن وظیفه به عنوان یک رابط دیجیتالی سازهای موسیقی یا MIDI را نیز اتمام دهند. هرچند اکثر کارت‌های صدای معاصر برای تفریق هزینه، ساده‌تر شده و وظایف اضافی آن‌ها به درایورهای نرم‌افزاری محول شده است. بسیاری از کارت‌های صدا از یک پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال یا DSP نیز سهم می‌برند که یک ریزپردازنده‌ی به خصوص است که عملکرد آن، از روی نامش پیداست. وجود این تقسیم مایه می‌شود عملیات مربوط به صوت سرباری روی پردازنده‌ی اصلی نداشته باشد.

علاوه بر جک‌های 3.5 میلی‌متری معمول که به عنوان ورودی و خروجی صدا در همگی کارت‌های صدا دیده می‌شود، بعضی از کارت‌ها ممکن است درگاه‌های دیگری نیز داشته باشند. مثلاً در بعضی از کارت‌های صدا، چندین درگاه پیوست به بلندگوها برای امکان گرفتن صدای سه‌بعدی و صدای فراگیر هستی دارد. درگاه‌های ورودی و خروجی S/PDIF که می‌توانند اتصالات کواکسیال یا نوری برای انتقال صدا به صورت دیجیتال در فواصل کوتاه را انجام دهند نیز روی مدل‌هایی از کارت صدا وجود دارد. برای اتصال سر راست کارت صدا به ضبط‌کننده‌های صوتی یا تصویری، امکان وجود اتصالات USB یا FireWire نیز وجود دارد. در کنار جک 3.5 میلی‌متری برای اتصال میکروفون و بلندگو، کارت‌های صدای گران‌قیمت‌تر ممکن است از جک 6.3 میلی‌متری نیز برای این هدف سهم ببرند.

خصوصیات کارت صدا

یکی از مهمترین پارامترها در مشخصات یک کارت صدا، تعداد کانال‌هایی است که این کارت حمایت می‌کند. کانال‌ها به شمار خروجی‌هایی که کارت صدا می‌تواند داشته باشد اشاره می‌کنند. برای مثال، در سیستم‌هایی صوتی استریو، دو کانال صوتی داریم. دو بلندگوی استریو به علاوه‌ی یک ساب‌ووفر 2.1 کانال را تشکیل می‌دهد و در سیستم‌های صوتی فراگیر، 5.1 کانال و در حالت بهتر، 7.1 کانال صوتی خواهیم داشت. بنابراین برای داشتن صداهایی با این شمار کانال صوتی، کارت صدای کامپیوتر باید کمینه از همان شمار پشتیبانی کند.

در بحث ضبط صوت در کارت صدا، همان‌طور که قبلا گفته شد، بیچارگی به تبدیل موج آنالوگ به سیگنال دیجیتال وجود دارد. برای این پیشه ADC با اندازه‌گیری دقیق موج در فواصل متوالی، به اصطلاح از آن نمونه‌برداری یا آن را عددی‌سازی می‌کند. به تعداد اندازه‌گیری‌ها در ثانیه، نرخ نمونه‌برداری یا Sampling rate گفته می‌شود که با کیلوهرتز اثر دیتا می‌شود. زمانی که این صدا را مجدداً از روی رایانه پخش می‌کنیم، همین روال به نوعی به طور وارونه سپریدن می‌شود. در نتیجه هرچه میزان نرخ نمونه‌برداری بیشتر باشد، صدای ذخیره‌شده روی دیسک همانندی اکثریت به موج که صوت اصلی است خواهد داشت.

حتی بالاترین نرخ‌های نمونه‌برداری نیز مقداری افت کیفیت در صدا خواهند داشت. فرایند فیزیکی حرکت صوت در درون سیم‌ها می‌تواند مایه پدیده‌ی اعوجاج شود. بر همین اساس، تولیدکنندگان کارت صدا از دو سنجه برای نمایش میزان کیفیت و افت صدا بهره‌گیری می‌کنند:

• مجموع اعوجاج هارمونیک‌ها یا THD که با درصد نشانه داده می‌شود
• نسبت سیگنال به نویز یا SNR که با دسی‌بل بیان می‌شود

هرچه اعوجاج هارمونیک کمتر و نسبت سیگنال به نویز اغلب باشد، صدای فرآوری شده کیفیت بیشتری خواهد داشت.

منبع : https://www.computerhope.com/jargon/s/souncard.htm