Аналогово-цифровой преобразователь из звуковой карты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Сегодня каждый пользователь ПЭВМ знаком с термином "мультимедиа". У многих он ассоциируется с качественным звуком, анимацией и т.п. Однако звуковую карту Sound Blaster можно использовать как аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь с исключительно широкими возможностями обработки данных. Компьютер с такой картой можно использовать в качестве осциллографа, генератора или анализатора сигналов. Дело в том, что ее "сердцем" является цифровой сигнальный процессор DSP (Digital Signal Processor). Для того чтобы использовать его возможности, необходимо иметь непосредственный доступ к буферам, содержащим звуковые данные и управляющим режимом работы DSP, т.е. использовать интерфейс низкого уровня. В этой статье мы рассмотрим устройство звуковой карты и формат стандартных типов файлов данных, в которых в памяти компьютера хранятся данные, полученные в результате оцифровки сигналов, поступающих на вход звуковой карты. Такие же файлы можно синтезировать программно с целью получения сигналов заданной формы.

Как правило, звуковая карта (рис.1) имеет два сдвоенных (стереофонических) входа и два таких же выхода. Первый (линейный) вход рассчитан на входные сигналы с амплитудой около 1 В, второй - микрофонный, для более слабых сигналов. При использовании звуковой карты в качестве аналого-цифрового преобразователя можно использовать любой из этих входов - в зависимости от уровня обрабатываемого сигнала.

Данные, имеющие отношение к мультимедиа, хранятся в файлах в так называемом RIFF-формате (Resource Interchange File Format - формат файла для обмена ресурсами) [1]. Файл в формате RIFF содержит вложенные фрагменты (chunk's). Внешний фрагмент состоит из заголовка и области данных (рис.2). Первое двойное слово заголовка содержит четырехсимвольный код, который идентифицирует данные, хранящиеся во фрагменте.

Второе двойное слово заголовка - размер области данных в байтах (без учета размера самого заголовка). Область данных имеет переменную длину с условием ее выравнивания на границу слова и дополнения в конце нулевым байтом до целого числа слов в случае необходимости.

Формат RIFF не описывает формат данных. Практически файл в формате RIFF может содержать любые данные для мультимедиа, причем формат данных зависит от типа данных.

Область, обозначенная на рис.2 как "Данные", могут содержать внутри себя другие фрагменты. Для файла, в котором хранятся звуковые данные (wav-файл), эта область содержит идентификатор данных "WAVE", фрагмент формата звуковых данных "fmt" (три символа "fmt" и пробел на конце), а также фрагмент звуковых данных (рис.2). Файл может дополнительно содержать фрагменты других типов, поэтому не следует думать, что заголовок wav-файла имеет фиксируемый формат. Например в файле может присутствовать фрагмент "LIST" или "INFO", содержащий информацию о правах .копирования и другую дополнительную информацию.

Рассмотрим, как происходит запись данных. Вначале требуется открыть устройство ввода, указав ему формат звуковых данных. Затем нужно заказать один или несколько блоков памяти и подготовить их для ввода, вызвав специальную функцию. После этого подготовленные блоки нужно по мере необходимости передавать драйверу устройства ввода, который заполняет их записанными звуковыми данными. Для сохранения записанных данных в wav-файле приложение должно сформировать и записать в файл заяаловок wav-файла и звуковые данные из подготовленных заполненных драйвером устройств ввода блоков памяти.

Ниже представлен фрагмент программы, позволяющий записать блок данных в файл, что необходимо при использовании звуковой карты в качестве аналого-цифрового преобразователя:

uses SysUtils, MMSystem; type TWaveData = array[0..0) of word ;const Discret = 22050;WaveHdr:TWaveHdr=( lpData: nil;(address of the waveform buffer) dwBufferLength: 0;(length, in bytes, of the buffer) dwBytesRecorded: 0;(How much data is in the buffer ) dwUser: 0; dwFlags: 0; dwLoops: 0; IpMext: nil; reserved: 0 ) ;WaveFormat: TWaveFormatEx=( wFormatTag: WAVE_FORMAT_PCM; nChannels: 1; nSamplesPerSec: Discret; nAvgBytesPerSec: Discret; nBllockAlign: 1; wBitsPerSample: 8; csSize: 0 ) ;var WaveDate: ^TWaveDate; HSoundDevice: HWaveIn; hfile: HMMIO; res: MMResult;begin with WaveHdr do begindwBufferLehgth : =round(Discret/10);dwBytesRecorded: =round(Discret/10);GetMem(WaveData, dwBytesRecorded);lpData : =PChar(WaveData); end; res : =waveInOpen (@HSoundDevice, WAVE_MAPPER, @WaveFormat, 0,0,0); res : =waveInPrepareHeader (HSoundDevice, @WaveHdr, SizeOf (WaveHdr)); res : =waveInUnprepareHeader (HSoundDevice, @WaveHdr,SizeOf(WaveHdr)) ; FreeMem (WaveData) ; res: =waveInStart (HSoundDevice) ; hfile:=mmio0pen ("d: \work\data_1. txt",nil, MMIO_CREATE or MMIO_READWRITE); mmioWrite(hfile,WaveHdr.IpData, WaveHdr,dwBytesRecorded); mmioClose(hfile,0); waveInReset(HSoundDevice) ; waveInClose(HSoundDevice) ;end.

В отличие от интерфейса МСI, где многие параметры принимаются по умолчанию, интерфейс низкого уровня требует внимательного и тщательного учета всех деталей процесса записи и чтения. В качестве компенсации за дополнительно затраченные усилия вы получаете большую гибкость и возможность работать не только со звуком, но также и с произвольными сигналами в реальном времени.

Литература

1. Фролов А.В., Фролов Г.В. Мультимедиа для Windows. Руководство для программиста. - М,"ДИАЛОГ-МИФИ", 1994, 284 с. (Библиотека системного программиста; Т. 15).

Автор: О.Барановский, г.Минск; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Камера на основе зрения насекомых 21.01.2025 Современные технологии все чаще черпают вдохновение из живой природы, совершенствуя оптические системы и алгоритмы обработки изображений. Ученые из Корейского института передовой науки и технологий (KAIST) разработали уникальную камеру, способную снимать даже при крайне слабом освещении и фиксировать объекты, движущиеся с высокой скоростью. Основой для создания устройства послужила зрительная система насекомых, которая позволяет им различать мельчайшие движения даже в условиях почти полной темноты. Разработанная камера сочетает сложную оптическую архитектуру и передовые алгоритмы анализа изображений. В ее основе лежит способность насекомых накапливать свет и интегрировать его во времени, что дает возможность фиксировать быстро движущиеся объекты в условиях низкой освещенности. Этот принцип позволил ученым создать устройство, которое может снимать объекты, светимость которых в 40 раз ниже порога чувствительности традиционных высокоскоростных камер. Группа исследователей под руководством профессоров Ки-Хун Джонга и Мин Х. Кима применила технологию параллельных оптических каналов, позволяющую фиксировать изображения с разных временных интервалов. Это новшество, известное как метод "разделения каналов", в сочетании с механизмом накопления света, значительно улучшает качество съемки при недостатке освещения. Одним из главных достижений разработки стала способность камеры записывать видео со скоростью 9120 кадров в секунду. Это в девять раз превышает возможности стандартных датчиков изображения, что делает ее крайне перспективной для использования в различных технологических сферах. Экспериментальные испытания показали высокую точность устройства. Камера успешно зафиксировала вращение диска со скоростью 32,5 оборота в секунду в условиях слабого освещения, при этом различая шесть различных цветовых спектров. Более того, она смогла точно определить световой спектр отдельных участков диска. Для сравнения, частота взмахов крыльев бабочки составляет от 15 до 20 раз в секунду, а камера без труда фиксирует движения даже с большей скоростью. Перспективы применения новой технологии весьма широки. Разработчики планируют интегрировать систему в медицинские приборы, системы видеонаблюдения и камеры мобильных устройств. В настоящее время ведутся исследования по совершенствованию алгоритмов, что позволит создавать трехмерные изображения и повышать разрешающую способность съемки. Идея использования особенностей зрения животных в инженерных разработках не нова. Ранее специалисты из Института науки и технологий Кванджу создали систему компьютерного зрения, вдохновленную строением глаз кошек. Эта технология позволила роботизированным системам лучше распознавать объекты в условиях нестабильного освещения, что стало важным шагом в развитии автономных машин. Таким образом, изучение природы продолжает открывать перед человечеством новые горизонты в области высоких технологий.

Другие интересные новости:

▪ Новый принцип размещения аккумуляторов в электромобилях

▪ PHILIPS DVP 630: бюджетный DVD-проигрыватель для российского рынка

▪ Мозг обрабатывает выученное в фазе быстрого сна

▪ TPL5110 - нанопотребляющий таймер управления питанием

▪ Siemens представил мобильный телефон ST60

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбителю-конструктору. Подборка статей

▪ статья Предрассудок! Он обломок древней правды. Крылатое выражение

▪ статья Как установили, что животные не различают цвета? Подробный ответ

▪ статья Музыкальный руководитель. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья УКВ ЧМ пpиемник на м/с КХА058. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Топливные элементы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026