Soundkarte

1. Vorwort
2. Soundkarte
 
   2.1 Verfahren
 
        2.1.1 Frequenzmodulation (FM)
         2.1.2 Sampling
         2.1.3 Wavetable
 

1. Vorwort

Die Soundkarte ist ein unersetzlicher Teil eines Computers. Ihre Hauptaufgabe ist die Erzeugung und Wiedergabe von Klängen. Diese Aufgabe wurde früher von einem im PC integrierten Lautsprecher erfüllt. Dieser konnte aber nur piepsende Geräusche und synthetische Musikstücke von sich geben. Erst mit der Möglichkeit, Sprache und Musik wiederzugeben, ist heute jeder Computer multimedial (Verbindung verschiedener Medien).

Zu einem vollständigen Soundsystem gehört allerdings neben der Soundkarte auch ein Mikrofon und Lautsprecher als Schnittstelle zum Benutzer.

Da Soundkarten mit akustischen Schwingungen nichts anfangen können müssen diese erst durch ein Mikrofon in elektrische Schwingungen umgewandelt werden. Diese analogen Schwingungen können von der Soundkarte digitalisiert werden. Zur Ausgabe der Signale müssen sie wieder in analoge Signale zurückverwandelt werden. Durch einen Lautsprecher werden diese elektrischen Schwingungen dann wieder in Luftschwingungen umgewandelt, die dann wieder vom Menschen gehört werden können. Diese Schwingungen müssen in einem Bereich von 30-20.000 Hz liegen.


2. Soundkarten

Die ersten Soundkarten wurden 1987 entwickelt. Die erste war der Gameblaster von der Firma Creative Labs. Kurz darauf erschien von AdLib die gleichnamige Soundkarte. 1989 entwickelte Creative Labs dann den Soundblaster, der nach der AdLib Karte zum Quasi - Standard bei Soundkarten wurde.  

In der AdLib Karte war ein Soundchip der Firma Yamaha eingebaut. Die Karte benutzte das Prinzip der  Frequenzmodulation (siehe 3.1.1) und konnte nur zur Tonwiedergabe  benutzt werden. Sie war aber trotzdem dem Gameblaster, der auf dem Verfahren der Amplitudenmodulation arbeitet, klanglich deutlich überlegen. Der Soundblaster arbeitet nach dem Verfahren des Sampling (siehe3.1.2). Er verfügte über einen integrierten Mikrofoneingang, so dass sich zum erstem Mal Geräusche aufzeichnen ließen, sowie über einen Verstärker für Kopfhörer und Lautsprecher. Dafür war zum erstem Mal ein AD- und ein DA- Wandler eingebaut. Außerdem fanden sich auf dem Soundblaster ein GamePort bzw. Joystick Anschluss.

Bei neueren Karten, wie zum Beispiel dem Soundblaster Pro, befinden sich die AD- und DAWandler auf einem Chip, der CODEC (COder/DECoder) genannt wird. Darüber hinaus enthalten sie Schnittstellen für Musikinstrumente (MIDI) und CD-ROMs.

 

2.1 Verfahren

2.1.1 Frequenzmodulation (FM):

Bei der Frequenzmodulation werden Oszillatoren eingesetzt, die durch den Computer gesteuert werden. Einem Oszillator wird eine bestimmte Tonvorgabe zugewiesen, die von einem anderen über die Frequenzmodulation verändert wird. Das Klangergebnis ähnelt sehr dem eines Synthesizers, da das Verfahren aus diesem Bereich übernommen wurde. Je mehr Modulatoren eingesetzt werden, desto besser ist die Klangqualität. Allerdings ist die Anzahl der möglichen eingesetzten Modulatoren sehr begrenzt.  

3.1.2 Sampling

Beim Sampling werden analoge Signale, die von der Soundkarte in Zahlenwerte umgesetzt werden, später in einer Datei gespeichert, die die Grundlage für die spätere Ausgabe bildet. Die Zahlenwerte werden wieder in analoge elektrische Spannung zurückverwandelt, die dann über einen Lautsprecher ausgegeben werden können. Der Vorgang der Digitalisierung vollzieht sich in der Sekunde mehrere Tausend Mal. Die Qualität wird über die Samplingrate und die Samplingtiefe beurteilt. Die Samplingrate beschreibt die Häufigkeit, mit der die analogen Signale in digitale umgesetzt werden - die Samplingtiefe die Genauigkeit, mit der dies geschieht. Die Samplingrate sollte bei mindestens 44,1 kHz und die Samplingtiefe bei mindestens 16 Bit liegen.

3.1.3 Wavetable

Bei diesem Verfahren werden in einem EPROM Baustein Muster für Klänge von Instrumenten in einer „Wellenform – Tabelle“ gespeichert. Dadurch, dass die Klangmuster für Einzeltöne vorliegen, wird weniger Speicherplatz verbraucht. Die verschiedenen Tonhöhen werden dann errechnet. Auf diese Weise kann dann vom Soundprozessor auf die einzelnen Töne zurückgegriffen werden, ohne dass z.B. ein Musikstück in seiner vollen Länge gesampelt werden muss. Außerdem wird bei diesem Verfahren ein fast originalgetreuer Sound erreicht.   

 

Quellen:  

www.e-online.de  Computer Fahrschule (Buch)