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计算机组装与系统维护技术第七章多媒体设备第七章多媒体设备本章内容•音频系统•麦克风•数码相机•扫描仪本章重点内容声卡的结构组成及主要技术指标数码相机和扫描仪的工作原理及主要技术指标音箱和麦克风的分类及选购方法第七章多媒体设备7.1声卡7.1.1声卡简介第七章多媒体设备声卡（SoundCard）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。功能：发声、录音7.1.2声卡的组成结构为了获得更好的音质，高端计算机都使用独立声卡，独立声卡主要由声音处理芯片（组）、功率放大器芯片、总线接口、输入输出接口、MIDI/游戏摇杆接口（共用一个）、CD音频连接器等主要部件组成。第七章多媒体设备声音处理芯片•承担着声音处理的大部分运算，包括对声音信号的回放、采样、录制等，三维音效的支持也需要通过声音芯片来合成。•声音处理芯片的好坏是衡量声卡性能和档次的重要标志。•目前大部分的主板上都集成了简单的声音处理芯片。功率放大芯片•将声音信号放大，但同时也放大了噪音，在声音输出的同时自然有较大噪音。•好的声卡（如创新、帝盟等）都在功放前端加有滤波器，可以减少或消除高频噪音。•现在很多功率放大芯片都和声音处理芯片被整合在一起。输入/输出端口SPEAKERLINEINLINEOUTMICINMIDI/游戏摇杆接口CD音频接口•声卡上有专供连接光驱上CD音频输出线的接口，是一个3针或4针的小插座，播放CD光盘音乐可直接由声卡的输出端输出。数模转换（D/A），模数转换三个基本功能：一是音乐合成发音功能；二是混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能；三是模拟声音信号的输入和输出功能。声卡处理的声音信息在计算机中以文件的形式存储。第七章多媒体设备MIDI音乐合成器混响器A/D数字信号处理器CD-ROM接口MIDICD-DA话筒音响设备CD-ROM驱动器MIDI键盘功放声卡基本工作原理7.1.2声卡的分类板卡式第七章多媒体设备集成式外置式声卡声卡的分类1．按照声卡的接口类型分类•ISA接口：传输频宽较低，大量占用CPU资源。•PCI接口：占用的CPU资源较少•USB接口：内置声卡加上一个外置壳7.1.4声卡的主要技术指标1．采样位数与采样频率2．动态范围3．信噪比4．复音数5．声道第七章多媒体设备1．采样位数•把模拟的音频信号转换成数字信号，并存放在存储器中的过程称为数字音频采样。•采样位数用来描述波形幅度的细腻程度，也即为声卡处理声音的解析度，这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。•8位声卡可以把波形划分为256个级别，而16位声卡就可以划分为64×1024个级别。2．采样频率•指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高，声音的还原就越真实越自然。•主流声卡中，采样频率一般分为22.05kHz、44.1kHz、48kHz三个等级•22.05kHz只能达到FM广播的声音品质，44.1kHz则是理论上的CD音质界限，48kHz则更加精确。3．声道•声道，就是声卡处理声音的通道的数目。•以前是单声道•后来又发展出立体声•四声道环绕•5.1声道等4．三维音效•三维音效就是表现三维的音响效果。•现在较流行有DirectSound3D、A3D和EAX等，基本原理都是利用一定的函数算法欺骗我们的耳朵，让我们产生比较真实的三维听觉效果。1）主要的3D音频API•3D音频API主要有以下几种：•（1）DirectSound3D•（2）A3D•（3）EAX5．MIDI•MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的简称，意为音乐设备数字接口。•它是一种电子乐器之间以及电子乐器与计算机之间的统一交流协议，可以从广义上将其理解为电子合成器、计算机音乐的统称，包括协议、设备等相关的含义。（1）MIDI文件的本质•MIDI文件是一种描述性的“音乐语言”，它将所要演奏的乐曲信息用字节表述下来，如“在某一时刻，使用什么乐器，以什么音符开始，以什么音调结束，加以什么伴奏”等，所以MIDI文件非常小巧。（2）FM合成•早期的ISA声卡普遍使用的是FM合成，既“频率调变”。它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理。但由于技术本身的局限，加上这类声卡采用的大多数为廉价的YAMAHAOPL系列芯片，效果自然不好。（3）波表•波表的英文名称为“WAVETABLE”，从字面翻译就是“波形表格”。•它将各种真实乐器所能发出的所有声音（包括各个音域、声调）录制下来，存储为一个波表文件。播放时，根据MIDI文件记录的乐曲信息向波表发出指令，从“表格”中逐一找出对应的声音信息，经过合成、加工后回放出来。由于采用的是真实乐器的采样，所以效果自然要好于FM。一般波表的乐器声音信息都以44.1kHz、16Bit的精度录制，以达到最真实回放效果。•理论上，波表容量越大合成效果越好。（4）复音数•所谓复音，是指MIDI乐曲在一秒钟内发出的最大声音数目。•波表支持的复音值如果太小，一些比较复杂的MIDI乐曲在合成时就会出现某些声音被丢失的情况，直接影响到播放效果。好在如今的波表声卡大多提供64以上的复音值，而多数MIDI的复音数都没有超过32，所以音色丢失的现象不会发生。声卡的选购•用途•价格•采用的芯片：Creative公司•做工创新SBAudigy2ZS声卡•家用•内置•7.1声道•数字声卡•音频处理芯片采用Audigy2•采样位数为24bit•信噪比为108dB•3d硬件加速通道为64•总线接口采用PCI•工作方式为全双工7.1．6声卡的使用1．声卡的安装•括声卡的硬件安装•驱动程序的安装1．声卡的硬件安装•（1）将声卡的“金手指”对准主板上的插槽插入。声卡的硬件安装•（2）将螺丝拧紧，固定好声卡。2．声卡的使用•安装好WindowsXP，结果该操作系统不能正确的识别声卡，并安装了一个错误的驱动程序，造成声卡不能发声。这时只需要重新安装声卡自带的驱动程序即可解决该问题。另外，有时播放音乐时容易出现爆音，可尝试升级声卡的驱动程序。•声卡容易和计算机中的其他设备发生冲突，遇到这种问题，只需要将声卡更换一个PCI插槽一般就可解决，也可在BIOS中手动为其分配中断号进行解决。7.2音箱7.2.1音箱的常见类型第七章多媒体设备2.0音箱2.1音箱5.1音箱7.1音箱质音箱塑料材质音箱金属材质音箱7.2.2音箱的组成结构1．扬声器第七章多媒体设备2．箱体3．分频器7.2.3音箱的主要性能指标1．功率2．频率范围3．频率响应4．灵敏度5．失真度6．信噪比7．阻抗第七章多媒体设备7.2.4音箱的选购7.3麦克风麦克风，学名为传声器，也称话筒。麦克风名字由Microphone翻译而来，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。第七章多媒体设备7.3.1麦克风的工作原理1.晶体式麦克风晶体式又称压电式，它是利用晶体的压电效应制成的，化工材料酒石酸钾钠和钛酸钡晶体都有较强的压电效应。当晶体的两面受到压力时，在两面间出现正负电荷，产生某一方向的电动势：当受到相反方向的应力时，晶体两面则产生与受压力相反的电荷和电动势。当晶体受到交变声波的作用时，便产生音频电动势。第七章多媒体设备2．电容式麦克风电容式麦克风有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜（多数为聚全氟乙丙烯）并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极与源极之间接有一个二极管。当驻极体膜片本身带有电荷，表面电荷地电量为Q，板极间地电容量为C，则在极头上产生地电压U=Q/C，当受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两极板间的距离改变，即电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这就是驻极体传声器地工作原理。7.3.2电容式麦克风1．设计方法科学2．音质效果好3．频率响应宽广4．灵敏度高5．快速的瞬时响应6．触摸杂音较低7．耐摔与耐冲击8．体积小、重量轻9．适合装配无线麦克风第七章多媒体设备7.4数码相机数码相机（DigitalCamera，DC），又名数字式相机，是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机。第七章多媒体设备7.4.1数码相机的常见种类1．单反相机第七章多媒体设备单反相机机身2．卡片相机3．长焦相机7.4.2数码相机的工作原理与普通照相机在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像的原理不同，光线通过镜头或者镜头组进入数码相机时，通过感光元件转化为数字信号，数字信号通过影像运算芯片（MPU）把图像转换成相机内部存储格，并储存在存储设备中。在图像传输到计算机以前，通常会先储存在数码存储设备中。第七章多媒体设备7.4.3数码相机的主要技术指标1．CCD第七章多媒体设备2．CMOS3．最大像素4．有效像素5．最高分辨率6．光学变焦7．数字变焦8．显示屏尺寸7.4.3数码相机的选购1．镜头2．光圈和快门3．电池及耗电量4．白平衡5．曝光补偿6．附加功能第七章多媒体设备7.4.4数码相机的使用7.5扫描仪扫描仪是一种计算机外部仪器设备，其通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、储厚和输出的数字化输入设备。第七章多媒体设备7.5.1扫描仪的类型扫描仪可分为三大类型：滚筒式扫描仪、平面扫描仪以及笔式扫描仪。第七章多媒体设备笔式扫描仪7.5.2扫描仪的基本原理及组成平面扫描仪获取图像的方式是先将光线照射扫描的材料上，光线反射回来后由CCD光敏元件接收并实现光电转换。第七章多媒体设备1．CCD阵列2．灯3．扫描头第七章多媒体设备扫描头由反射镜、透镜、滤色镜和CCD阵列构成。扫描头在一条连接到步进电机上的传动带的带动下，慢慢扫过文档。7.5.3扫描仪的主要技术指标1．分辨率2．扫描方式3．灰度级4．色彩数5．接口类型6．扫描速度7．扫描幅面8．软件配置及其他第七章多媒体设备7.5.4扫描仪的使用和维护（1）扫描仪通电后，不要热插拔SCSI、EPP接口的电缆，会损坏扫描仪或计算机，USB接口除外。（2）扫描仪在工作时请不要中途切断电源，一般要等到扫描仪的镜组完全归位后，再切断电源，对扫描仪电路芯片的正常工作有意义。（3）由于一些CCD的扫描仪可以扫小型立体物品，所仪在扫描时应当注意：放置锋利物品时不要随便移动以免划伤玻璃，包括反射稿上的钉书针；放下上盖时不要用力过猛，以免打碎玻璃。（4）一些扫描仪在设计上没有切断电源的开关，当用户不用时，扫描仪的灯管依然是亮着的，由于扫描仪灯管也是消耗品（可以类比于日光灯，但是持续使用时间要长很多），不用时切断电源。（5）扫描仪应该摆放在远离窗户的地方，窗户附近的灰尘较多，受阳光的直射，减少塑料部件的使用寿命。（6）扫描仪在工作中会产生静电，吸附大量灰尘进入机体影响镜组的工作，不要用容易掉渣儿的织物来覆盖（绒制品，棉织品等），可以用丝绸或蜡染布等进行覆盖，房间适当的湿度可以避免灰尘对扫描仪的影响。第七章多媒体设备7.6摄像头7.6.1摄像头简介第七章多媒体设备7.6.2摄像头的分类按工作原理分类，摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类。根据摄像头的形态，可以分为桌面底座式、高杆式及液晶挂式三大类型。根据摄像头的功能，还可以分为防偷窥型摄像头、夜视型摄像头。根据摄像头是否需要安装驱动，可以分为有驱型与无驱型摄像头。第七章多媒体设备液晶挂式及高杆式的摄像头夜视型摄像头7.6.3摄像头的工作原理摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到计算机中处理，通过显示器就可以看到图像了。第七章多媒体设备7.6.4摄像头的组成镜头、主控芯片与感光芯片等。7.7视频卡7.7.1视频卡简介第七章多媒体设备视频卡也叫视频采集卡、视频捕捉卡。视频卡将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入计算机，并转换成计算机可辨别的数字数据，存储在计算机中，成为