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Soundkarten und die Anschlüsse
Die Soundkarte verarbeitet akustische Signale analog und digital. Die Verbindung erfolgt intern über den PCI-Bus (Conventional PCI, oft kurz PCI, ist ein lokaler Computerbus zum Anschluss von Hardwaregeräten an einen Computer) oder extern über den USB, (USB, kurz für Universal Serial Bus, ist ein Mitte der 90er Jahre erstmals entwickelter Industriestandard, der die in einem Bus verwendeten Kabel, Stecker und Kommunikationsprotokolle zur Verbindung, Kommunikation und Stromversorgung zwischen Computern und elektronischen Geräten definiert) im professionellen Bereich auch über den FireWire (IEEE 1394 ist ein Schnittstellenstandard für einen seriellen Bus zur schnellen Kommunikation und zur isochronen Echtzeitdatenübertragung). Die Aufgaben der Soundkarten sind: Während die ersten Modelle noch zu der bereits im Heimcomputerbereich durchgeführten Entwicklung im PC-Bereich aufschlossen, gingen die Soundfähigkeiten der PC-Soundkarten bald über die der Heimcomputer hinaus. Dies war ein wesentlicher Faktor für den Zusammenbruch des Marktes für Heimcomputer (Heimcomputer waren eine Klasse von Mikrocomputern, die 1977 auf den Markt kamen und in den 80er Jahren immer häufiger wurden) und die Übernahme der Marktposition von Spielcomputern durch PCs, die bisher fast ausschließlich als Bürocomputer dienten. Heute ist die Grundlage einer Soundkarte ein A/D-Wandlerchip, der analoge Audio
signale am Eingang der Soundkarte digitalisiert und digitales Audio umwandelt (Digital Audio ist eine Technologie, mit der Audiosignale, die in digitaler Form kodiert wurden, aufgezeichnet, gespeichert, erzeugt, manipuliert und wiedergegeben werden können), Signale am Ausgang der Soundkarte zurück in analoge Audiosignale. Ein- und Ausgänge gibt es in verschiedenen Ausführungen: Es gibt analoge Ein-/Ausgänge in Form von Klinkensteckern (Ein Telefonanschluss, auch bekannt als Klinkenstecker, Audiobuchse, Kopfhöreranschluss oder Klinkenstecker, ist eine gemeinsame Familie von elektrischen Steckern, die typischerweise für analoge Signale, hauptsächlich Audio, verwendet werden) oder Cinch-Buchsen, aber auch digitale Ein-/Ausgänge in optischer oder koaxialer Form im S/PDIF-Format (S/PDIF ist eine Art digitaler Audioverbindung, die in Verbraucher-Audiogeräten verwendet wird, um Audio über relativ kurze Entfernungen auszugeben) oder im AES/EBU-Format (AES3 ist ein Standard für den Austausch von digitalen Audiosignalen zwischen professionellen Audiogeräten) als XLR-Stecker. Qualitativ unterscheiden sich die Wandlerkarten durch die mögliche Bitauflösungswortbreite (z.B. 16 Bit oder 24 Bit), die maximale Abtastrate (In der Signalverarbeitung ist das Abtasten die Reduzierung eines kontinuierlichen Zeitsignals auf ein diskretes Zeitsignal) (z.B. 44, 96 oder 192 kHz), das Rauschverhalten, den Frequenzgang und die maximale Anzahl der Kanäle. Darüber hinaus unterstützen viele Soundkarten verschiedene Soundausgabecodes wie EAX (The Environmental Audio Extensions sind eine Reihe von digitalen Signalverarbeitungsvorgaben für Audio, die in den späteren Sound Blaster-Soundkarten von Creative Technology und den Creative NOMAD/Creative ZEN-Produktlinien enthalten sind) DTS-ES, (DTS ist eine Reihe von Mehrkanal-Audiotechnologien im Besitz von DTS, Inc) oder ASIO. Im Gegensatz zu den Onboard-Versionen verfügen normale Soundkarten auch über einen Beschleunigerchip, der die CPU ’ (Eine zentrale Verarbeitungseinheit ist die elektronische Schaltung in einem Computer, die die Anweisungen eines Computerprogramms ausführt, indem sie die in den Anweisungen angegebenen Grundrechenarten Arithmetik, Logik, Steuerung und Ein-/Ausgabeoperationen durchführt) die Rechenleistung reduziert. Professionelle Karten, mit der Möglichkeit der Aufzeichnung, werden auch als Aufzeichnungskarten bezeichnet. Mit diesen haben Sie oft die Möglichkeit, mehrere Kanäle separat aufzunehmen, was z.B. für Drumaufnahmen nützlich ist. Darüber hinaus können professionelle Konverterkarten vollduplex arbeiten (Ein Duplex-Kommunikationssystem ist ein Punkt-zu-Punkt-System, das aus zwei angeschlossenen Teilnehmern oder Geräten besteht, die in beide Richtungen miteinander kommunizieren können), d.h. gleichzeitig wiedergeben und aufnehmen. Die meisten Soundkarten verfügen auch über eine MIDI-Schnittstelle (MIDI ist ein technischer Standard, der ein Protokoll, eine digitale Schnittstelle und Anschlüsse beschreibt und es einer Vielzahl von elektronischen Musikinstrumenten, Computern und anderen verwandten Geräten ermöglicht, sich miteinander zu verbinden und zu kommunizieren) und einen sogenannten Gameport (Der ursprünglich auf dem Game Control Adapter eingeführte Gameport ist ein Geräteport, der in den 80er und 90er Jahren bei IBM PC-kompatiblen und anderen Computersystemen gefunden wurde) zum Anschluss eines Joysticks. (Ein Joystick ist ein Eingabegerät, das aus einem Stick besteht, der auf einer Basis schwenkt und seinen Winkel oder seine Richtung an das Gerät meldet, das er steuert) Bis etwa Ende der 90er Jahre enthielten die Karten oft einen FM-Synthesizer-Chip, der es ermöglichte, elektronische Musik zu spielen (Elektronische Musik ist Musik, die elektronische Musikinstrumente und elektronische Musiktechnologie in ihrer Produktion einsetzt, ein elektronischer Musiker, der ein Musiker ist, der solche Musik komponiert und/oder aufführt) durch Klangsynthese (ein Synthesizer ist ein elektronisches Musikinstrument, das elektrische Signale erzeugt, die über Instrumentenverstärker und Lautsprecher oder Kopfhörer in Klang umgewandelt werden) und ohne die Verwendung von Samples (digitalisierte Klänge). Der nächste Schritt zur Verbesserung der Klangqualität war die Implementierung einer einheitlichen Schnittstelle zur Erweiterung der Soundkarte (Eine Soundkarte ist eine interne Erweiterungskarte, die die Ein- und Ausgabe von Audiosignalen zu und von einem Computer unter Kontrolle von Computerprogrammen ermöglicht) über Wavetable. (Sample-basierte Synthese ist eine Form der Audiosynthese, die entweder mit subtraktiver Synthese oder additiver Synthese kontrastiert werden kann) Durch die stetig steigende Rechenleistung wurden jedoch sowohl der FM-Synthesizerchip als auch die Wavetable-Erweiterungsoption überflüssig. Dem begrenzten Platz auf einer Slotblende wird bei einigen Modellen mit zusätzlichen Kabelpeitschen (ein Spezialkabel mit vielen Anschlussmöglichkeiten, das den Joystick-Port belegt) oder einer Breakout-Box (eine Breakout-Box ist ein kritisches elektrisches Testgerät, das zur Unterstützung von Integrationstests, zur Beschleunigung der Wartung und zur Rationalisierung des Fehlerbehebungsprozesses auf System-, Subsystemund Komponentenebene durch Vereinfachung des Zugangs zu Testsignalen eingesetzt wird) (ein zusätzliches Modul in Form eines Einsatzes für einen 5 ¼ Zoll Slot) begegnet. Soundkarten können auch in das Mainboard integriert werden. Es gibt auch externe Soundmodule. Der Vorteil dieser ist, dass sie gegen die elektromagnetischen Störfelder im Inneren des Computergehäuses immun sind. Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler, ADC × Analog-Digital-Wandler). Sein Gegenstück ist der Digital-Analog-Wandler (In der Elektronik ist ein Digital-Analog-Wandler ein Gerät, das ein digitales Signal in ein analoges Signal umwandelt) oder DAC. Die ADW quantisiert ein kontinuierliches Spannungssignal sowohl in Zeit als auch in Amplitude. Nach der Umwandlung ist jedes Signal also treppenförmig, vergleichbar mit einem Notenblatt. Die Hauptparameter eines ADW sind seine Auflösung in Bit und seine Umwandlungsrate, von der die maximale Umwandlungsrate abhängt. Die Auflösung stellt auch die Genauigkeitsgrenze für die Umwandlung dar. Die nutzbare Genauigkeit wird durch Nichtlinearitäten in der Analogschaltung reduziert (Analogelektronik sind elektronische Systeme mit einem stufenlos veränderlichen Signal, im Gegensatz zur digitalen Elektronik, bei der die Signale in der Regel nur zwei Pegel aufweisen). Die Umwandlungsrate ist in der Regel konstant, kann aber bei speziellen Umrichtertypen vom Wert der angelegten Spannung abhängen. Die mit der Zeit linear ansteigende Spannung Uc am Kondensator (A-Kondensator ist eine passive zweipolige elektrische Komponente, die elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert) wird mit einer Referenzspannung U0 verglichen.