第7章计算机多媒体设备

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SoundCard也叫音频卡，是实现声波／数字信号相互转换的设备。功能：发声、录音声卡标准AC’97标准（低）：AudioCodec’97HDAudio标准（高）：HighDefinitionAudio，20047.1.1声卡的组成结构早期计算机使用独立声卡,主要由声音处理芯片、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音频连接器等部件组成。声音处理芯片承担声音处理运算，包括对声音信号的回放、采样、录制，三维音效合成等。是衡量声卡性能和档次的重要标志。大部分主板上集成简单的声音处理芯片。功率放大芯片将声音信号放大，同时也放大了噪音。好的声卡（如创新、帝盟等）都在功放前端加滤波器，以减少或消除高频噪音。功率放大芯片和声音处理芯片被整合在一起。输入/输出端口MICINLINEINLINEOUTMIDI/游戏摇杆接口SPEAKERCD音频接口声卡上有一个3针或4针的小插座，是连接光驱上CD音频输出线的接口播放CD音乐可直接由声卡的输出端输出，不占用CPU时间。声音信息在计算机中以文件的形式存储三个基本功能：模拟声音信号的输入和输出功能。数模转换（D/A），模数转换音乐合成发音功能；混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能；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键盘功放声卡工作原理7.1.2声卡的分类板卡式集成式外置式声卡按接口类型分ISA接口：传输速度低，占用CPU资源。PCI接口：占用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2．采样频率3．信噪比4．复音数5．声道1．采样位数采样：把音频信号转换成数字信号，并存放在存储器中的过程。采样位数：描述波形幅度的细腻程度，即声卡处理声音的解析度，数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。8位声卡可把波形分为256个级别，16位声卡可划分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，声音的还原越真实自然。声卡采样频率分22.05kHz、44.1kHz、48kHz三个等级22.05kHz达到FM广播的声音品质，44.1kHz是理论上的CD音质界限，48kHz则更加精确。3．信噪比音响系统对音源软件的重放声与整个系统产生的新噪声的比值噪声主要有热噪声、交流噪声、机械噪声等。此指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝（dB）来表示。一般音响系统的信噪比在85dB以上。4．声道声卡处理声音的通道数目。以前是单声道后来又发展出立体声四声道环绕5.1声道等三维音效表现三维的音响效果。流行有DirectSound3D、A3D和EAX等基本原理:利用一定的函数算法欺骗人的耳朵，产生三维听觉效果。5．MIDIMusicalInstrumentDigitalInterface，音乐设备数字接口。一种电子乐器之间，以及电子乐器与计算机之间的交流协议。（1）MIDI文件的本质一种描述性的“音乐语言”，把演奏的乐曲信息用字节表述，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MIDI文件非常小。（2）FM合成ISA声卡使用FM合成，既“频率调变”。用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理。这类声卡效果不好。（3）波表WAVETABLE，“波形表格”。将各种真实乐器发出的声音（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。采用真实乐器的采样，效果好于FM。一般波表的乐器声音信息都以44.1kHz、16Bit的精度录制。理论上，波表越大合成效果越好。（4）复音数MIDI乐曲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丢失的情况，直接影响播放效果。波表声卡提供64以上的复音值，多数MIDI的复音数不超过32，不会发生丢失音色的现象。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硬件安装驱动程序的安装1．声卡的硬件安装将声卡的“金手指”对准主板上的插槽插入。将螺丝拧紧，固定好声卡。2．声卡的使用安装Windows如果操作系统不能正确识别声卡，并安装了一个错误的驱动程序，造成声卡不能发声。重新安装声卡自带的驱动程序即可。播放音乐时出现爆音，可升级声卡驱动程序。声卡容易和计算机中的其他设备发生冲突，此时，只需要将声卡更换一个PCI插槽就可解决；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7.2.4音箱的选购漫步者音箱漫步者e3300音箱性能指标音箱系统：2.1音箱有源无源：有源额定功率：32输出功率：RMS9W×2+32W(THD=10%)信噪比：≥85频率响应：R/L：190Hz-20KHzSW：30Hz-130Hz功能调节：线控主音量调节、后置低音音量调节扬声器单元：低音单元：5英寸(外径131mm)、防磁,5Ω中音单元：外径50mm×90mm、防磁，4Ω高音单元：3/4英寸PV膜球顶、防磁，8Ω音箱尺寸：低音箱箱体尺寸：248×199×294mm卫星音箱箱体尺寸：74×282×89mm音箱重量：总重量约4.5Kg输入电源：～220V，50Hz，40W输入接口：φ3.5mm立体声耳机插座创新音箱创新Inspire7.1T7700音箱性能指标音箱系统：7.1音箱有源无源：有源额定功率：92输出功率：8瓦RMS每声道（共6声道）l中置卫星音箱功率：20瓦RMS低音音箱功率：24瓦RMS信噪比：80dB频率响应：40Hz-20kHz功能调节：音频控制盒，不仅将电源开关、音量调节、低音控制都集于一身；还提供了辅助的立体声输入接口和耳机插口扬声器单元：低音单元：5英寸(外径131mm)、防磁,5Ω中音单元：外径50mm×90mm、防磁，4Ω高音单元：3/4英寸PV膜球顶、防磁，8Ω音箱材质：木质山水音箱山水82A音箱性能指标有源无源：有源阻抗：8Ω输出功率：低音功率：40W环绕功率：15W×5输入灵敏度：86dB频率响应：80Hz-16KHz功能调节：遥控和手动操作音箱尺寸：主箱尺寸：400×175×400（mm）副箱尺寸：68.4mm×81.6mm×554mm音箱重量：总重量约4.5Kg输入电源：～220V，50Hz7.3麦克风由Microphone翻译而来，学名为传声器，也称话筒。是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。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。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7.4数码相机DigitalCamera，DC，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。7.4.1数码相机的常见种类1．单反相机单反相机机身2．卡片相机3．长焦相机7.4.2数码相机的工作原理普通照相机是在胶卷上靠溴化银的化学变化来记录图像数码相机：光线通过镜头进入数码相机，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。7.4.3数码相机的主要技术指标成像器件：CCD（ChargeCoupledDevice），电荷藕合（画质优，价高）CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）画质在不断改进，价格低最大像素（最高分辨率）有效像素光学变焦、数字变焦显示屏尺寸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7.4.4数码相机的使用7.5扫描仪是一种计算机外部仪器设备，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。7.5.1扫描仪的类型三大类：滚筒式、平面以及笔式扫描仪。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。1．CCD阵列2．灯3．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7.5.4扫描仪的使用和维护（1）通电后，不要热插拔SCSI、EPP接口电缆，会损坏扫描仪或计算机，USB接口除外。（2）扫描仪工作时不要中途切断电源，等到扫描仪的镜组完全归位后，再切断电源，可确保扫描仪电路芯片的正常工作。（3）扫描时注意：锋利物品不要随便移动以免划伤玻璃；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，不用时切断电源。（5）窗户附近灰尘较多，阳光直射，减少塑料部件的使用寿命。（6）工作中会产生静电，吸附灰尘，影响镜组工作，不要用易掉渣儿的织物覆盖（绒制品，棉织品等），可用丝绸或蜡染布等覆盖，房间适当的湿度可以避免灰尘对扫描仪的影响。7.6摄像头7.6.1摄像头的分类按工作原理：数字摄像头和模拟摄像头两大类。形态：为桌面底座式、高杆式及液晶挂式三大类型。功能：防偷窥型摄像头、夜视型摄像头。是否要安装驱动：有驱型与无驱型摄像头。液晶挂式及高杆式的摄像头夜视型摄像头7.6.2摄像头的工作原理原理：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。7.6.3摄像头的组成镜头、主控芯片与感光芯片等。7.7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