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【摘要】本文针对计算机声卡的应用，提出提高计算机声卡输出音质的改进方法，改进方法一是：针对声卡进行技术上的改进；其二是对计算机的电源进行技术上的改进。
【关键词】声卡；开关电源；回路测试法
一、绪论
声卡也叫音频卡。是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备、数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。虽然声卡普及时间并不长，但已得到了广泛的应用，现在我们身边的计算机游戏、多媒体教育软件、语音识别、人机对话、网上电话、电视会议、CD唱片和VCD节目等。任何一样都离不开声卡，声卡已成为多媒体电脑的主要组成部分。随着声卡的广泛使用，人们对声卡音质的要求也越来越高。
二、声卡的分类
声卡发展至今，主要分为板卡式，集成式和外置式三种接口类型，以适用不同用户的需求，三种类型的产品各有优缺点。
（1）板卡式：卡式产品是现今市场上的中坚力量，产品涵盖低、中、高各档次，售价从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口，由于此接口总线带宽较低、功能单一、占用系统资源过多，目前已被淘汰；PCI则取代了ISA接口成为目前的主流，它们拥有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安装使用都很方便。
（2）集成式：声卡只会影响到电脑的音质，对PC用户较敏感的系统性能并没有什么关系。因此，对电脑音质要求不高的用户，为了追求更为廉价与简便，集成式声卡出现了，此类声卡集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更为低廉的优点。但输出的音质不是很好。
（3）外置式声卡：是创新公司独家推出的一个新兴事物，它通过USB接口与PC连接，具有使有方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境，如连接笔记本实现更好音质等。目前市场上的外置声卡并不多。
集成声卡，因受到整个主板电路设计的影响，电路板上的电子元器件在工作时，容易形成相互干扰以及电噪声的增加，而且电路板也不可能集成更多的多级信号放大元件以及降噪电路，所以会影响音质信号的输出，最终导致输出音频的音质相对较差。毫无疑问，PCI声卡成为了多媒体电脑的主流。
三、影响声卡输出的因素
对于计算机声卡性能指标的检测，本文采用了RMAA软件进行计算机声卡的性能指标检测，本次测试的性能指标共六项：分别是频率响应、噪声水平、动态范围、总谐波失真、互调失真、立体声串扰。采用了回路测试法（即从声卡输出并录入测试信息）、放音测试法、录音测试法。通过用这三种方法测试出的声音用WAV文件格式保存，与原声音文件进行比较，发现影响声卡音质的原因主要有两个方面。
（1）声卡的供电不对称
声卡在供电的对称性上，受到很大限制，目前主流声卡采用PCI接口，单个PCI插槽的+12V供电能力为0.5A，而-12V的供电能力仅为0.1A，正负电源的供电能力严重不对称，对声卡的音质有严重影响；
（2）计算机的供电不足
计算机内部各功能组件的高能耗同样会导致主机内部硬件处于“吃不饱”状态，导致工作电压的不稳定。电压不稳会令电子电路工作于非正常状态下，从而超出了电路的冗余能力，从而在声卡上就会出现供电的不足，从而影响音质，这类问题一般比较隐蔽，不易发现。
四、技术改进
本文针对以上两种问题提出了基于声卡与计算机电源技术改进的解决方法：
（1）计算机声卡的改进
以上两个由于计算机电源供电不足而影响音质的问题，本项目对电脑声卡进行技术的改进与创新。从而提出一种新型的实用声卡。本声卡不再使用计算机开关电源上提供的不对称电源，而是独立采用一种外置的电源，外置电源连接有输出插头，声卡主体上设置有输入插座，通过外界独立的电源对声卡进行直接的供电。改进型计算机声卡接线图如图1所示：
图1 改进型计算机声卡接线图
图中包括声卡主体1和外置的电源2，外置电源2连接有输出插头20，声卡主体1上设置有输入插座10，输出插头20和输入插座10电性连接；这一种外接线性电源的形式可以跳过计算机电源标准的限制，为声卡提供更优质的电源供应，从而提高声卡的音质，提升计算机的多媒体性能。
本改进型声卡1上设有由主板插槽供电或由外置电源供电的供电模式选择跳线或开关4，可选择由主板插槽供电或由外置的电源2供电。这样方便用户自主选择外接线性电源还是直接使用计算机的开关电源。对于计算机输出音质要求不高的用户，可以通过此开关的切换，从而采用计算机开关电源供电的方式。
（2）计算机电源的改进
本文提出的新型的计算机开关电源在主电源开关管与控制保护电路之间加入二级推动级变压器，从而提高转换的效率。其中滤波器在本新型开关电源中采用了二级电磁干扰滤波器，它用来消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。开关变压器位于三个散热片之间的金属线包，这个变压器就是用来把高压降为低压。匝数越多，开关变压器转换能量越多，输出的电流电压也越稳定，电源整体质量也越好。控制保护电路负责启动电源并进行电压检测和即时调整，当电网的供电不稳定出现短路、断路、过压、过流、欠压、欠流等不正常情况的时候，控制电路都会进行调整以及保护电源本身。输出整流滤波器将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。改进型计算机开关电源电路结构图如图2所示。
图2 改进型计算机开关电源的电路结构示意图
图中所述交流电源输入端电压为220V；所述蓝线为-12V电压；所述白线为-5V电压；所述红线为+5V电压；所述黄线为+12V电压；所述橙线为+3.3V电压；所述蓝线、红线、黄线和橙线分别与控制保护电路芯片相连；所述灰线为电源信号线；所述绿线为电源开关线；所述紫线为+5V的等待电压；所述控制保护电路芯片分别与灰线和绿线相连；所述待机电源开关变压器与紫线相连。
作者简介：周霞（1978-），女，湖南邵阳人，阳江职业技术学院副教授，研究方向：计算机应用与软件设计。
【关键词】声卡；开关电源；回路测试法
一、绪论
声卡也叫音频卡。是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备、数字接口（MIDI）使乐器发出美妙的声音。虽然声卡普及时间并不长，但已得到了广泛的应用，现在我们身边的计算机游戏、多媒体教育软件、语音识别、人机对话、网上电话、电视会议、CD唱片和VCD节目等。任何一样都离不开声卡，声卡已成为多媒体电脑的主要组成部分。随着声卡的广泛使用，人们对声卡音质的要求也越来越高。
二、声卡的分类
声卡发展至今，主要分为板卡式，集成式和外置式三种接口类型，以适用不同用户的需求，三种类型的产品各有优缺点。
（1）板卡式：卡式产品是现今市场上的中坚力量，产品涵盖低、中、高各档次，售价从几十元至上千元不等。早期的板卡式产品多为ISA接口，由于此接口总线带宽较低、功能单一、占用系统资源过多，目前已被淘汰；PCI则取代了ISA接口成为目前的主流，它们拥有更好的性能及兼容性，支持即插即用，安装使用都很方便。
（2）集成式：声卡只会影响到电脑的音质，对PC用户较敏感的系统性能并没有什么关系。因此，对电脑音质要求不高的用户，为了追求更为廉价与简便，集成式声卡出现了，此类声卡集成在主板上，具有不占用PCI接口、成本更为低廉的优点。但输出的音质不是很好。
（3）外置式声卡：是创新公司独家推出的一个新兴事物，它通过USB接口与PC连接，具有使有方便、便于移动等优势。但这类产品主要应用于特殊环境，如连接笔记本实现更好音质等。目前市场上的外置声卡并不多。
集成声卡，因受到整个主板电路设计的影响，电路板上的电子元器件在工作时，容易形成相互干扰以及电噪声的增加，而且电路板也不可能集成更多的多级信号放大元件以及降噪电路，所以会影响音质信号的输出，最终导致输出音频的音质相对较差。毫无疑问，PCI声卡成为了多媒体电脑的主流。
三、影响声卡输出的因素
对于计算机声卡性能指标的检测，本文采用了RMAA软件进行计算机声卡的性能指标检测，本次测试的性能指标共六项：分别是频率响应、噪声水平、动态范围、总谐波失真、互调失真、立体声串扰。采用了回路测试法（即从声卡输出并录入测试信息）、放音测试法、录音测试法。通过用这三种方法测试出的声音用WAV文件格式保存，与原声音文件进行比较，发现影响声卡音质的原因主要有两个方面。
（1）声卡的供电不对称
声卡在供电的对称性上，受到很大限制，目前主流声卡采用PCI接口，单个PCI插槽的+12V供电能力为0.5A，而-12V的供电能力仅为0.1A，正负电源的供电能力严重不对称，对声卡的音质有严重影响；
（2）计算机的供电不足
计算机内部各功能组件的高能耗同样会导致主机内部硬件处于“吃不饱”状态，导致工作电压的不稳定。电压不稳会令电子电路工作于非正常状态下，从而超出了电路的冗余能力，从而在声卡上就会出现供电的不足，从而影响音质，这类问题一般比较隐蔽，不易发现。
四、技术改进
本文针对以上两种问题提出了基于声卡与计算机电源技术改进的解决方法：
（1）计算机声卡的改进
以上两个由于计算机电源供电不足而影响音质的问题，本项目对电脑声卡进行技术的改进与创新。从而提出一种新型的实用声卡。本声卡不再使用计算机开关电源上提供的不对称电源，而是独立采用一种外置的电源，外置电源连接有输出插头，声卡主体上设置有输入插座，通过外界独立的电源对声卡进行直接的供电。改进型计算机声卡接线图如图1所示：
图1 改进型计算机声卡接线图
图中包括声卡主体1和外置的电源2，外置电源2连接有输出插头20，声卡主体1上设置有输入插座10，输出插头20和输入插座10电性连接；这一种外接线性电源的形式可以跳过计算机电源标准的限制，为声卡提供更优质的电源供应，从而提高声卡的音质，提升计算机的多媒体性能。
本改进型声卡1上设有由主板插槽供电或由外置电源供电的供电模式选择跳线或开关4，可选择由主板插槽供电或由外置的电源2供电。这样方便用户自主选择外接线性电源还是直接使用计算机的开关电源。对于计算机输出音质要求不高的用户，可以通过此开关的切换，从而采用计算机开关电源供电的方式。
（2）计算机电源的改进
本文提出的新型的计算机开关电源在主电源开关管与控制保护电路之间加入二级推动级变压器，从而提高转换的效率。其中滤波器在本新型开关电源中采用了二级电磁干扰滤波器，它用来消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。开关变压器位于三个散热片之间的金属线包，这个变压器就是用来把高压降为低压。匝数越多，开关变压器转换能量越多，输出的电流电压也越稳定，电源整体质量也越好。控制保护电路负责启动电源并进行电压检测和即时调整，当电网的供电不稳定出现短路、断路、过压、过流、欠压、欠流等不正常情况的时候，控制电路都会进行调整以及保护电源本身。输出整流滤波器将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。改进型计算机开关电源电路结构图如图2所示。
图2 改进型计算机开关电源的电路结构示意图
图中所述交流电源输入端电压为220V；所述蓝线为-12V电压；所述白线为-5V电压；所述红线为+5V电压；所述黄线为+12V电压；所述橙线为+3.3V电压；所述蓝线、红线、黄线和橙线分别与控制保护电路芯片相连；所述灰线为电源信号线；所述绿线为电源开关线；所述紫线为+5V的等待电压；所述控制保护电路芯片分别与灰线和绿线相连；所述待机电源开关变压器与紫线相连。
作者简介：周霞（1978-），女，湖南邵阳人，阳江职业技术学院副教授，研究方向：计算机应用与软件设计。