声卡的主要性能

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声卡是多媒体设备最基本的部分，是实现声音A/D、D/A（模／数、数／模）转换的硬件电路。声卡的功能与性能直接影响到多媒体系统中的音频效果。一款高质量的声卡绝对能带给你听觉上的冲击和享受！

声卡性能参数

采样位数

采样位数，即采样值或取样值。它是用来衡量声音波动变化的一个参数，也就是声卡的分辨率或可以理解为声卡处理声音的解析度。它的数值越大，分辨率也就越高，录制和回放的声音就越真实。而声卡的位是指声卡在采集和播放声音文件时所使用数字声音信号的二进制位数，声卡的位客观地反映 了数字声音信号对输入声音信号描述的准确程度。常见的声卡主要有8位和16位两种，如今市面上所有的主流产品都是16位及以上的声卡。

采样频率

采样频率，即取样频率。指每秒钟取得声音样本的次数。采样频率越高，声音的质量也就越好，声音的还原也就越真实。采样频率有8KHz，11.025KHz， 22.05KHz，16KHz，37.8KHz，44.1KHz，48KHz等等。在16位声卡中常用的有22KHz，44KHz等几样，其中， 22KHz相当于普通FM广播的音质，44KHz相当于CD音质。

MIDI

MIDI(Musical Instrument Digital Interface)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电脑之间的统一交流协议，MIDI是电脑音乐的代名词，MIDI文件非常小巧。MIDI要形成电脑音乐必须通过合成。早期的ISA声卡普遍使用的是FM合成，即“频率调变”，它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理，由于技术本身的局限，效果很难令人满意。而现在的声卡大都采用的是波表合成(WAVE TABLE)了，它首先将各种真实乐器所能发出的所有声音(包括各个音域、声调)进行取样，存储为一个波表文件。在播放时，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。由于它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，以达到最真实的回放效果。理论上，波表容量越大合成效果越好。根据取样文件放置位置和由专用微处理器或CPU来处理的不同，波表合成又常被分为软波表和硬波表。
PS:

• 复音数：“复音”是指MIDI乐曲在一秒钟内发出的最大声音数目。
• 波表库：波表库(DLS―Down Loadable Sample)其原理与软波表颇有异曲同工之处，也是将音色库存贮在硬盘中，待播放时调入系统内存。但不同点在于运用DLS技术后，合成MIDI时并不利 用CPU来运算，而依靠声卡自己的音频处理芯片进行合成。而且这种波表库可以随时更新，并利用DLS音色编辑软件进行修改。

音频API

API是编程接口的含义，其中包含着许多关于声音定位与处理的指令与规范。它的性能将直接影响三维音效的表现力。如今比较流行的API有Direct Sound 3D、A3D和EAX等。

• Aureal 3D(A3D)

A3D是由傲锐公司开发的一种互动3D音效技术，使用这一技术的应用程序可以根据用户的输入而决定音效的变化，产生围绕听者的3D定位音效，带来真实的 听觉体验。A3D分为1.0和2.0版，1.0版包括A3D Surround和A3D Interactive两大应用领域，特别强调在立体声硬件环境下就可以得到真实的声场模拟；2.0则是在1.0基础上加入了声波追踪技术，进一步加强了 性能，它是当今定位效果最好的3D音频技术。

• Direct Sound 3D(DS3D)

这是微软DirectX中的音 频API。DS3D其实际听觉效果则要看声卡自身采用的HRTF算法能力的强弱。DS3D仅仅是一个API，具体的3D算法要硬件厂家自己去实现，并且还 可以在DS3D API的基础上进行改进和扩充提供更加丰富的功能，如EAX就是它的一个扩展API。　

• EAX

EAX是 创新公司开发的，其全称是Enviromental Audio Extensions(环境音效扩展集)。EAX是建立在DS3D上的，只是在后者的基础上增加了几种独有的声音效果指令，通过调节混响合成原音的音频参 数，可以实时地再现多声道声音的混响、回声、变调及延时等多种3D音效。

EAX1.0标准在DS3D的基础上提供了混响效果； EAX2.0又加入了occlusion(声波穿越障碍物)和obstruction(声波的衍射现象)等高级环境音效；EAX3.0则提供了更为强大的 开发工具并公开了环境的全部参数，使开发和创建特别音效更为容易和直观。EAX是一个完全开放的音频接口，所有硬件厂家都可以给自己的PCI声卡产品开发 相应的驱动程序来实现EAX。

HRTF算法

API是3D定位标准，而HRTF就是实现这种定位的算法。3D定位是通过声卡芯片采用的HRTF算法实现的，定位效果也是由HRTF算法决定的。

• Qsound(Q3D)

Q3D是由Qsound实验室推出的一种可升级的环绕音频技术，兼容众多的3D音效。最新的Q3D2.0 标准支持混响功能，还提供了对四声道音效的良好支持。Q3D技术由于无需硬件加速而被广泛应用于游戏机和电子娱乐市场。

• Sensaura 3D

Sensaura 3D和Aureal等其他公司的技术一样，在耳机模式中采用了HRTF技术，在两个喇叭模式中采用了交错抵消的HRTF技术，也提供了一种四喇叭解决方 案，称为Sensaura Drive。其支持包括A3D 1.0和EAX、DS3D在内的大部分主流3D音频API，所以此技术被广泛运用在了ESS、YAMAHA和CMI的声卡芯片上。

声卡性能的测试方法

• 3D定位精度测试

对PCI声卡的3D音效定位精度的测试可用AudioWinBench或Aureal提供的专用于DirectSound/DirectSound3d/A3D测试的软件Minerva进行。在测试过程中，测试软件将分别以不同采样率的WAVE文件对声卡的DirectSound、DirectSound3d等函数调用进行测试，特别是在Minerva测试软件中，还附带了一个被称为VisualApplication的可视化测试界面，用户可以通过鼠标改变自己在声场中的位置，聆听各种运动中变化的3D音场效果。

• 波形回放与录音测试

这项测试可以用Windows自带的录音机程序进行。对录音的采样位数进行设置后，在屏幕右下角的状态栏双击“小喇叭”的图标打开音量控制。从“选项”—“属性”—“录音”中选择“CDAudio”为当前录音属性，就可以对CD唱片进行录音和回放质量的测试了。

• 多音频流播放测试

虽然AudioWinBench中完全可以测试出声卡能够同时处理的最大音频流数目，但实际上还有另外一个简单直观的方法可以判断声卡是否具备多音频流处理能力。其实，只要同时打开多个WAVE或MP3文件进行播放，看看它们是否都能够发出声音就可以了。要知道，这对于过去的ISA声卡来说几乎是不可能的事情。

• 全双工通讯模式测试

全双工通讯的得益者是那些通过因特网打电话的朋友。虽然现在的PCI声卡声称是百分之百的全双工，但自己测试一下还是有必要的。
测试方法：当使用录音机程序对麦克风进行录音的同时，WAVE或MP3文件无法放出声音则表示该声卡是半双工的，否则为全双工。一般半双工特性只在某些采用老旧芯片的声卡上如ALS007才能见到。

• MIDI音效测试

声卡芯片MIDI合成功能的好坏只能完全靠个人的主观听感进行判断。日前许多个人网站上提供了大量供测试MIDI合成效果用的MIDI源文件，类型包括钢琴、吉他、民族乐器、流行、摇滚风格的曲目等。大家可下载，用于对MIDI音色及合成效果的综合测试

• CPU占用率测试

CPU占用率也是衡量一块声卡性能的重要指标。当我们用声卡进行混音调节、欣赏MIDI音乐等操作时，都会或多或少地占用CPU资源，如何考察声卡的CPU占用情况呢？AudioBench是一个很好的工具。主要测试项目为16bit44.1kHz，音频规格条件下的DirectSoundCPUUtil和DirectSound3DCPUUtil两个项目。

声卡性能测试软件

RightMark Audio Analyzer（以下简称RMAA），是个测试套件，可以执行声卡和其他实时音频设备电声性能的各种测试，测试是通过播放测试信号并在它们经过测试环节后进行录音来完成的。
测试参数：

• 第一项：频率响应（Frequency response），好的频率响应是在每一个频率点都能输出稳定足够的信号，不同频率点彼此之间的信号大小均一样。然而在低频与高频部分，信号的重建比较困难，所以在这两个频段通常都会有衰减的现象。输出品质越好的装置，这一条频率响应曲线就越平直，反之不但在高频和低频处衰减的很快，在一般频段也可能出现抖动的现象。
• 第二项：噪声级别（Noise level），此项测试主要查看声卡内部设计的抗干扰能力以及声卡本身的一些模拟线路的设计，从测试来看火龙7.1的噪音控制的相当出色，这主要得益于外置的特点，毕竟远离了机箱内部的各种电磁干扰。图中表示的是从低频到高频，噪音的分布情况。图形位置越低，震幅越小，成绩就越好

• 第三项：动态范围（Dynamic range ），动态范围（Dynamic Range）测试的是最大不失真信号和噪音值的比例，此处的噪音指的是没有信号输出时的噪音值，动态范围的值越大越好。音响界习惯用-60dB来检测这一个数值，因为输出音量接近满载时，THD（总谐波失真）的表现会比较差一点，而此时产生出来的谐波，会盖掉原本就存在的背景噪音，影响到测试成绩。此项测试主要是查看声卡对一些范围变化很大声音的回放性能，这一点在听音乐会或者欣赏DVD的时候尤为重要，其数值越大越好。

• 第四项：总谐波失真（THD + Noise），总谐波失真（Total Harmonic Distortion）简称THD。总谐波失真则是用来测试每一个从原始信号产生出来的新频率，也就是刚才定义的非线性失真，这些属于非线性失真的频率就称为谐波（harmonics）。这些谐波的产生位置是原始信号频率的整数倍位置，例如1000Hz的谐波就是2kHz、3kHz、4kHz等。谐波失真用来表示检测非线性失真的结果，所以这一结果越小越好。

• 第五项：互调失真（IMD），互调失真（Intermodulation Distortion）是一种测量非线性失真的方法。互调失真是来自于两个频率F1与F2在F1+F2与F1-F2所产生的谐波，这些谐波彼此之间又能继续组合出和、差的频率。如14KHz与15KHz的谐波失真就包括了1KHz与29KHz，通过其中的1KHz又能和14KHz组合出13KHz，依此类推会产生更多的谐波。测量这些位置的谐波大小，就是互调失真。

• 第六项：立体声分离度（Stereo crosstalk ），这项测试要检测左（右）声道的声音，漏到右（左）声道的情况，在数字信号中要做到100%的左右声道独立是非常简单的事情，但是我们实际要听的是模拟信号，但是产生模拟信号的器材是无法达到这种理想状况，总会产生一些串音（crosstalk）。对于音频设备来说，两个声道之间应该是相互隔离，并且互不干扰的。

测试后，用户可以查看结果，并把结果保存到磁盘。对于那些不熟悉技术参数的人来说，RMAA也可以对一块声卡的质量得出评价，并给出建议，分为“Poor”（差）、“Average”（一般）、“Good”（好）、“Very Good”（很好）和“Excellent”（优秀）几个级别。

网络资源

• RightMark Audio Analyzer V5.4 下载：http://www.uhq.cn/soft/qxdown_com447/20130.htm
• RightMark Audio Analyzer 5.5 下载：http://www.newhua.com/soft/8900.htm
• RightMark Audio Analyzer 5.5 汉化版 下载：http://www.newhua.com/soft/36899.htm
• RightMark Audio Analyzer 破解版 下载：http://www.qddown.com/bbs/2-99787/

参考资料

相关条目

硬件 声卡