中心議題：

• PC音頻向AC''97的過渡
• 多聲道音頻技術
• PC音頻子係統設計挑戰

解決方案：

• 為模擬音頻連接器選擇合適的布線方式
• 從物理上分隔編解碼器芯片的數字接口部分與模擬音頻

二十年之前，當有人想在個人計算機上實現實時音頻應用時，通常是通過觸發97號I/O端口的第一位產生一個方波脈衝
，然後通過PC機內置的一個很小的發聲器將聲音播放出來。10年前，談到PC機上的實時音頻時通常意味著購買一塊PCI聲卡。然而在剛剛過去的這10年間，大多數從運貨箱中取出的PC機都能直接使用主板內置的音頻解決方案播放音頻，這些解決方案符合音頻編解碼器(AC)''97規範及其後續版本-Intel高清音頻(HDA)多聲道規範。
　　
PC音頻向AC''97的過渡
　　
AC''97規範是Intel在1997年提出的，該規範鼓勵主板製造商在其製造的主板上集成價格相對低廉的混合信號“編解碼器”芯片
，這在PC音頻行業掀起了軒然大波。AC''97規範的數字控製器部分恰好位於I/O控製器中心(ICH)的“南橋”芯片中
，而音頻處理和調製解調器所需的模數和數模功能則位於音頻編解碼器芯片中。AC''97最早的目標是支持單聲道麥克風輸入和雙聲道(立體聲)音頻I/O特性、16到20位分辨率和每通道48kHz采樣率。
　　
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，bingfeisuoyouzuizhongyonghudouwanquandedaolemanzu。zhezhongfangshishixiandeyinpinpinzhiwangwangbingbunengdadaogaobaozhenyinlemihekuangreyouxiwanjiadebiaozhun
，yinweiduiyudizaoshengdeyinpinxinhaoeryan

，PC主板是一個本質上很不友好的電氣環境。在主處理器負荷很重時，例如在運行圖象處理量繁重的遊戲或屏幕更新任務時，AC''97係統還可能會表現出令人討厭的音頻毛刺
、喀嗒聲和音頻丟失。在我們想要享受帶杜比數字5.1聲道的DVD唱碟時
，出現這樣的問題可大大不妙。
　　
多聲道音頻技術
　　
Intel公司在2004年就公布了HDA標準(見圖1)
，用以滿足最終用戶不斷提高的期望值。Intel的HDA繼承了AC''97采用主板聲音解決方案的傳統，但又專為支持家庭娛樂而額外添加了高性能的音頻功能。HDA規範支持八通道的192kHz/32bit音頻輸出。

圖1：Intel公司針對PC的高清音頻係統框圖。
　　
HDA鏈路是用於連接HDA控製器(通常是ICH內核邏輯芯片的一部分)和HDA編解碼芯片的五線數字串行接口。HDA鏈路采用了鎖定於HDA控製器提供的24MHz位時鍾(BCLK)的控製器同步比特流
，所有音頻輸入和輸出數據流都與一個幀速率固定為48kHz的SYNC信號同步。
　　
PC機中使用的典型HDA係統都能提供5到8個板載模擬音頻通道(即支持7.1聲道)，並可選擇48到192kHz/24bit模擬音頻輸出。一些HDA編解碼器芯片和主板還通過同軸連接器、光連接器或同時通過這兩種連接器提供S/PDIF數字音頻輸入/輸出。另外，音頻子係統的硬件和軟件層設計也更加成熟，從而降低了與音頻性能相關的毛刺和丟失出現的概率。
　　
除了原來就支持的多聲道音頻功能外，現代PC音頻係統還必須提供多程序運行功能用於並行回放。例如，一台家庭娛樂電腦可能在用於廳內播放多聲道環繞聲DVD電(dian)影(ying)的(de)同(tong)時(shi)被(bei)廚(chu)房(fang)或(huo)書(shu)房(fang)中(zhong)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)用(yong)戶(hu)用(yong)來(lai)播(bo)放(fang)互(hu)聯(lian)網(wang)視(shi)頻(pin)共(gong)享(xiang)網(wang)站(zhan)上(shang)的(de)聲(sheng)音(yin)信(xin)號(hao)。類(lei)似(si)的(de)，狂(kuang)熱(re)的(de)網(wang)遊(you)愛(ai)好(hao)者(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)選(xuan)擇(ze)通(tong)過(guo)音(yin)箱(xiang)播(bo)放(fang)遊(you)戲(xi)的(de)5.1音頻聲軌
，同時又通過輕便的耳機在互聯網上進行實時音頻聊天。
　　
PC音頻子係統設計挑戰
　　
顯然，音頻子係統設計師和編程人員所麵臨的挑戰是如何確保多個並行音頻聲道各司其職、各盡其能，並使係統的設置
、調試和維護更加容易。硬件設計師必須遵循完善的模擬設計規範，才能在苛刻的PC環境下保證信號完整性。
　　
除了選擇音頻編解碼芯片之外，設計師還必須為模擬音頻連接器選擇合適的布線方式、放置位置和類型
，並在需要S/PDIF連接器時選擇合適的數字I/O。
　　
編解碼器製造商的版圖說明中通常都建議從物理上分隔編解碼器芯片的數字接口部分(例如HDA鏈路和S/PDIF連接)與敏感的模擬音頻輸入/輸出管腳
，以便盡可能減小高頻數字信號對模擬電路的感性串擾。
　　
同(tong)樣(yang)，選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)音(yin)頻(pin)隔(ge)直(zhi)電(dian)容(rong)也(ye)可(ke)能(neng)對(dui)電(dian)路(lu)的(de)低(di)頻(pin)性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)很(hen)積(ji)極(ji)的(de)影(ying)響(xiang)。大(da)多(duo)數(shu)編(bian)解(jie)碼(ma)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)都(dou)規(gui)定(ding)在(zai)音(yin)頻(pin)輸(shu)入(ru)端(duan)要(yao)采(cai)用(yong)等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)感(gan)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)X5R電介類MLCC電容，並在輸出端使用容量相對較大的電解電容(>10μF)。隻要足夠細心


，那麼硬件設計師就能在PC環境中設計出真正高清音頻電路。


　圖2：MPEG環繞聲。