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HD AUDIO-新电脑音频规范

收藏 分享 2011-5-21 07:46| 发布者: bbs01| 查看数: 159211| 评论数: 0

摘要: 声卡是电脑的喉舌,没有声卡的家用电脑是不完整的,在声卡诞生的起初十几年里,声卡都是作为一块单独的卡出现,直到1996年Inter(英特尔)联合AD、YAMAHA、NS和Creative(创新)一起推出Audio Codec'97规范(即AC'97 ...

   [HD AUDIO的介绍与分析]

对HD AUDIO的浓厚兴趣驱使我们去实际感受一下915平台上的板载声卡。由于目前尚未有基于HD AUDIO规范的独立声卡出现,下文主角是板载HD AUDIO声卡,而本文重点也在于此。我们最终拿到手的是技嘉GA-8ANXP-D主板,HD AUDIO codec采用Realtek ALC880,板载声卡使用的AC’97 codec芯片中,Realtek生产的codec产品性价比较高,使用量很大,其它厂商还有VIA和CMI的产品较为常见。ALC880是完全遵循HD AUDIO规范的,具有代表性,这也是本文的意义所在。


 

HD AUDIO-新电脑音频规范

我们手头的两台机器,其中一台的主板板载AC97声卡采用Realtek ALC201a codec芯片,而另外一台则采用Realtek ALC100 codec芯片,这两块AC97 codec使用也非常频繁,具有一定代表性,我们先来对比一下功能指标(根据datasheet):

ALC100:

 基于AC97 2.1规范。

 高信噪比。

 16bit ADC和DAC。

 固定采样率48khz的16bit立体声全双工codec。

 四个模拟线路输入。一个立体声线路输出。

 各输出输入通道音量调节为32级(5bit)。

 两只麦克风输入,软件可选择。

 软件3d音频加强。

ALC201a:

 基于AC97 2.2规范

 信噪比高于90db。

 支持S/PDIF-OUT数字输出。

 18bitDAC和18bitADC,全双工。

 线路输出具备50mW/20ohm的驱动能力。

 输入采样率可变(这点似乎实际很少板载声卡做到)。

 四个模拟线路输入。一个立体声线路输出。

 各输出输入通道音量调节为32级(5bit)。

 两只麦克风输入,软件可选择。

 软件3d音频加强。

针对不同的规范,对具有代表性的实际产品进行对比应该更具说服力。

ALC880和普通AC97codec芯片大小和封装都一样,从datasheet上我们了解到其主要指标如下:

1. DAC信噪比在100db以上,ADC信噪比在85db以上。

2. 8个DAC通道支持16/20/24bit PCM格式 7.1声道模拟输出。

3. 3个立体声ADC通道支持16/20bit PCM格式模拟输入(其中麦克风占两个。即最多支持4只麦克风输入)。

4. 所有DAC支持 44.1K/48K/96K/192kHz 采样率,所有ADC支持44.1K/48K/96K采样率。

5. 对DVD-Audio的回放支持4声道192khz模式和6声道96khz模式(24bit)。

6. S/PDIF-OUT 数字输出指标为:深度16/20/24bit,采样率44.1K/48K/96K。

7. S/PDIF-IN 数字输入指标同数字输出。

8. 兼容AC’97规范。

9. 音量调节范围:–64dB ~ +30dB,1db调节。

10. 输入输出接口自动阻抗感应(设备一接驳上驱动程序控制面板会马上作出反应)。

11. 输出输入接口功能可以实时重定义(某些专业声卡才具备类似这样的功能)。

12. 内建耳机放大功能适用于任何一个被指定为耳机输出的接口。

13. 支持两个 GPIOs (General Purpose Input/Output),为应用程序定制输出输入接口设定。

14. 内建DVD-Audio内容保护功能(数字输出被屏蔽等措施)。

15. 软件兼容EAX1.0/2.0、D3D、A3D、HRTF 3D、I3DL2。

16. 软件模拟26个环境音效。

17. 软件实现10段均衡器。

18. 卡拉OK模式中软件实现语音消除和变调功能。

19. 软件实现麦克风回音消除及声音定向功能。

。。。。。。

从指标和功能上看,新一代的HD AUDIO音频codec确实较普通AC97规范Codec有着质的提升(甚至相当一部分的市售独立声卡也未能达到这么高的指标),从性能指标上看如此,从功能上也是如此。上述列表中,前4项对音质的决定很主要。普通AC97 Codec的信噪比不高,加上主板上电路纵横,设计不太好的主板所附带的AC97声卡在使用劣质电源时输出有明显可闻噪声甚至电流声,这也是很多人大凡提到板载声卡就说音质差噪音严重的原因,其实设计较好的主板上AC97声卡在使用质量过关的电源时,一般来说底噪是非常小很难听到的,ALC880的信噪比有明显提升,有一个比较好的基础,但是我们认为一块设计较好的主板和一个质量较好的电源依然是非常必要的。

声卡而言最重要的就是模拟输出了,而掌管模拟输出的就是ALC880的DAC,我们看到其指标达到了最高24bit192khz输出,这是很高的指标,许多专业声卡的模拟输出甚至还达不到这个标准,不过,像192khz这样的指标基本是个摆设,很少会用得着,当今最常用的还是16bit44.1khz,不久的将来,24bit96khz会代替16bit44.1khz成为主流。ALC880具备8声道输出,在5.1系统尚未真正普及的现今,大多数人还享受着2.0立体声音箱或2.1音箱,质量完全等同的8声道模拟输出可以说很超前的,完全可以适应未来的7.1家庭影院系统。也就是说,模拟输出从指标上来看是完全够用了,甚至是在未来几年内也不会落后。

对家用电脑来说,输入部分也是比较重要的,现在热火朝天的网聊运动就离不开麦克风输入,ALC880的各项模拟输入最高支持到20bit96khz,这也是非常高的指标了,而且其具备接驳4只麦克风输入的能力,将来的7.1电脑家庭娱乐系统如果同时接驳4只麦克风,那么就可以来一曲全家合唱了。

ALC880的数字输出输入能力以经等同于市面上一些高端娱乐声卡了,最高达到了24bit96khz。不能不承认,板载声卡数字输出接驳外置音频DAC设备确实是大幅提升音质表现的一个捷径,经常聆听音乐的朋友可以选择这种听音模式,当然,数字信号质量的好坏也要受限于主板设计水平和电源质量。

ALC880具备一个非常人性化的设计,所有输入输出接口可以自动感应设备接入并给出提示,而且每个接口的功能可以随意设定。由于主板的接口在后面,以往很多朋友都对经常爬到桌子下面插拔耳机、麦克风或是音箱感到痛苦不已,ALC880这个功能就可以避免这样的烦恼了,在控制面板上点几下鼠标即可完成接口的切换。相对AC’97Codec,ALC880还有很多别的优势,这里不一一列举。Realtek的codec产品主要面向主板,相信那些主要为独立声卡生产codec芯片的厂家未来推出的HD AUDIO codec会更强劲。

值得提醒的是,上述ALC880的功能是所有HD AUDIO codec都具备的。请参考下图:


 

HD AUDIO-新电脑音频规范

该图简要说明了HD Audio相对于AC’97的优势。HD Audio所采用的Azalia Link带宽达到了单路输出48Mb/s单路输入24Mb/s(并且可以动态分配带宽),比AC’97所采用的AC-Link的11.5Mps带宽高了很多,这样的高带宽在诸如7.1声道32bit/192khz这样的极高数据量工作模式中将十分必要。

AC’97规定输出到Codec的数据必须都是48khz的采样率,而对于普遍流行的44.1khz16bit 音乐CD来说,必须要经过重新采样以完成到48khz信号的转换,也就是常说的SRC过程,而在HD Audio规范中,Codec可以任意接收44.1khz、48khz、96khz、192khz等多种采样率,这样完全可以避免SRC的出现,对高品质音频信号的重放能力得到了质的提升。

此外,基于HD Audio 的Codec具有通用总线接口,这样板载的HD Audio可以使用通用的驱动程序,操作系统就会统一地内置通用HD Audio驱动程序,以往到处找声卡驱动的情况将不会出现(事实上目前的windows XP和windows 2003最新补丁包已经包含了比较成熟的HD Audio通用驱动程序)。不仅如此,高层面的应用类控制功能也同样得到了统一,我们分别试用了Realtek、C-Media和WindowsXP自带的三款驱动,虽然界面不同但功能则完全通用。

其它诸如:杜比环绕认证、支持多达16个麦克风、自动感应接入设备、IO接口功能重定义、多个音频流能在不同IO接口互补影响地传输、极强的可扩展性 等等一系列新特性都昭示着HD Audio规范的先进性,也宣告着AC’97即将退出历史舞台。

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