کارت صدا(۱) Sound Card کارت صدا یکی از عناصر سخت افزاری رایانه است که باعث پخش و ضبط صدا می گردد. قبل از گسترش کارت های صدا، صدا در رایانه توسط بلند گوهای داخلی ایجاد می شد. این بلند گوها توان خود را از برد اصلی می گرفتند. استفاده از کارت صدا از اواخر سال ۱۹۸۰ شروع شد. در حال حاضر شرکت های متعددی تولیدات خود را در این زمینه به بازار عرضه می کنند. کارت صوتی همانند کارت گرافیکی بر روی برد اصلی نصب می شود و در پشت آن چند فیش برای میکروفن و بلند گو قرار دارد. وظیفه کارت صدا آماده سازی سیگنال ها جهت پخش و دریافت سیگنال های ورودی از میکروفن و آماده کردن آنها برای ذخیره در رایانه است. کارت صدا، کارت صوتی نیز نامیده می شود و در بسیاری موارد می تواند اصواتی با کیفیت بسیار عالی تولید کند. صوت، یک سیگنال آنالوگ است که به صورت موج پیوسته انتشار می یابد. رایانه همواره در حال پردازش سیگنال های آنالوگ است، زیرا این سیگنال ها دائماً در حال تغییرند. در واقع لازم است که سیگنال های آنالوگ به بیت های رقمی (دیجیتال) تبدیل شوند. این عمل توسط وسیله ای به نام Analog to Digital Convertor ADC)) صورت می گیرد. سیگنال های دیجیتالی تولید شده مجدداً باید به سیگنال های آنالوگ تبدیل شوند تا بتوانند به وسیله بلند گو پخش شوند. این عمل توسط سخت افزار دیگری به نام DACصورت می گیرد. صداهای دیجیتال به فضای زیادی بر روی دیسک نیاز دارد. بنابراین به جای ذخیره صدا آن را ایجاد می کند. این عملیات شبیه سازی صوتی نام دارد و به روش های زیر صورت می گیرد: FM -1(مدولاسیون بسامد): این روش به صورت کاملاً مصنوعی صدا را ایجاد می کند و برای ساخت آن از دو موج سینوسی استفاده می کند. ۲- جدول موجی (صدای موجی): این روش کم هزینه و واقعی تر است. در این حالت از تمامی وسایل موسیقی نمونه گیری شده است و صدای دیجیتالی تولید شده در یک جدول موج ذخیره شده است. در صورتی که یک برنامه به صدایی احتیاج داشته باشد این جدول موج چه در کارت صدا و چه در دیسک، صدای واقعی را به برنامه می دهد. فایل های صوتی با پسوند Wav در ویندوز صداهای واقعی هستند که از جدول موج استفاده می کنند. بنابراین آهنگسازان حرفه ای ترجیح می دهند این گونه کارت های صدا را استفاده نمایند. این صداها در تراشه های رام کارت صوتی ذخیره می شوند و در نتیجه بسیاری از تولید کنندگان بزرگ بودن حافظه جدول صوتی را دلیل مرغوب بودن کارت صدا می دادند. ۳- ) MIDIرابط دیجیتالی ادوات موسیقی): این روش برخلاف روش قبلی صدای تولید شده را ضبط نمی کند، بلکه اطلاعات صدا مانند کوک، دوام، بلندی و سایر موارد را ضبط می کند. این اطلاعات در یک قالب استاندارد در فایل ذخیره می شود و یا به یک وسیله موسیقی جهت اجرا ارسال می شود. بنابراین یک فایل MIDI مجموعه ای از دستور العمل ها در مورد چگونگی اجرای نت هاست. نکته: فایل های MIDI جهت برقراری ویدئو کنفرانس ها و پخش فیلم در اینترنت به کار می روند. ۴- نمونه سازی فیزیکی:این روش نسبتاً جدید است و بسته به نوع ساز شبیه سازی شده است. با اینکه دارای صدای خوبی است اما بار زیادی بر پردازنده اصلی وارد می سازد. اجزای تشکیل دهنده کارت صدا - پردازنده سیگنال های دیجیتال که عملیات مورد نظر را انجام می دهند. - مبدل آنالوگ به دیجیتال (ACD) برای صوت ورودی به رایانه - مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) - حافظه ROM یا فلش جهت ذخیره سازی اطلاعات - اینترفیش دستگاه های موزیکال دیجیتالی (MIDI) جهت اتصال دستگاه های موزیک خارجی - کانکتورهای لازم جهت اتصال به میکروفن یا بلند گو - پورت مخصوص بازی برای اتصال Joystick کارت های صوتی قدیمی عمدتاً از نوع ISA بوده اند، اما کارت صداهای امروزی از نوع PCI هستند که بر روی برد اصلی نصب می گردند. بیشتر مادربردها در حال حاضر کارت صدا را به صورت یک تراشه بر روی برد اصلی دارند. انواع اتصال کارت صدا به رایانه - بلند گو (Speaker) - یک منبع ورودی آنالوگ (میکروفن ضبط صوت و CD-Player) - یک منبع ورودی دیجیتال نظیر CD-ROM - یک منبع آنالوگ خروجی نظیر ضبط صوت - یک منبع دیجیتال خروجی شنیدن صوت مراحل شنیدن صوت بر خلاف روش تولید صدا می باشد که در زیر شرح داده شده است: ۱- داده های دیجیتال از هارددیسک خوانده می شود و سپس در اختیار پردازنده اصلی قرار می گیرد. ۲- پردازنده اصلی داده ها را برای DSP موجود بر روی کارت صدا ارسال می کند. 3- DSP داده های دیجیتال را از حالت فشرده خارج می کند. ۴- داده های دیجیتال غیر فشرده شدن توسط DSP بلافاصله با مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) پردازش و یک سیگنال آنالوگ ایجاد می کنند. این سیگنال های ایجاد شده از طریق هدفن یا بلند گو شنیده خواهد شد.
وظایف کارت صدا
کارت های صدا حداقل 4 وظیفه را در کامپیوتر بر عهده دارد. آنها بعنوان synthesizer رابط MIDI و مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D) در حال ضبط کردن و مبدل دیجیتال به آنالوگ (D/A) در حال پخش عمل می کنند. اکنون به توضیح هر کدام می پرداریم:
The Synthesizer:
Synthesizer رساننده صدایی است که کارت صدا تولید کرده است. در اینجا ما سه نوع سیستم داریم:
FM Synthesiz,Ware tables Sampling,Physical Modeling
FM Synthesiz:
ارزانترین کارتهای صدا از تکنولوژی FM برای مدل کردن آلات موسیقی متفاوت استفاده می کنند. این کارتهای صدا واقعاٌ Synthesizer هستند. کارت صدا اصواتی تولید می کند که از ترکیب یک سری صداهای مصنوعی ساخته شده است.
Ware tables Sampling:
Ware table بهترین وگرانترین تکنولوژی در کارتهای صدا است. این بدان معنی است که صدا در کارتهای صدا از دستگاههای واقعی ضبط می شود. بعنوان مثال از روی یک پیانو یک نمونه کوچک ضبط و ذخیره می شود و زمانی که موزیک اجرا می شود در حقیقت شما به این اصواتی که بصورت نمونه ضبط شده است گوش می دهید، لذا زمانی که این نمونه های صوتی دارای کیفیت بالایی باشند کارت صدا اصوات دل انگیزتری تولید می کند. در این حالت صدای پیانو مانند یک پیانو واقعی شنیده می شود. سیستم Ware table در کارت صداهای Blasters AWE بکار رفته است.
Physical Modeling:
در این حالت اصوات تولیدی در نتیجه نرم افزار مدل شده اند. در این حالت به نظر می آید که پروسسور باید کار طاقت فرسایی انجام دهد.کارت صداهای Orginal مارک Gold شامل صدای 14 دستگاه هستند که بدین روش مدل شده اند.