Bo mạch âm thanh (tiếng Anh: sound card) trong máy tính là một bo mạch mở rộng các tính năng về âm thanh (và một số chức năng khác về giải trí, kết nối...) để có thể phát tín hiệu cho các thiết bị về âm thanh như loa máy tính, amply cho hệ thống loa dân dụng.
ÂM THANH LÀ GÌ? TẠI SAO CẦN BO MẠCH ÂM THANH?Âm thanh là gì? Bạn có bao giờ thắc mắc rằng âm thanh là gì không? Chắc chẳng bao giờ có một người bình thường (không khiếm thính) thì câu hỏi này là thừa, và có lẽ rằng không cần giải thích gì nhiều đối với câu hỏi này. Bạn thì không cần đọc những điều này thì cũng tự biết rằng: Con người thì có thể phát ra các âm thanh để phục vụ quá trình trao đổi thông tin hoặc thể hiện cảm xúc. Nhạc cụ phát ra các âm thanh để cùng một dàn nhạc cho thưởng thức. Thiên nhiên phát ra âm thanh để ta cảm nhận được chúng đang tồn tại và phát triển. Và bây giờ thì tôi muốn nói lại rằng: Có hai thứ quan trọng nhất trong âm thanh: Đó là: tần số âm thanh và cường độ âm thanh. Tần số thì luôn có một định nghĩa chung rằng chúng là các giao động trong một giây đồng hồ, còn cường độ là độ lớn của sóng dọc (mà nếu bạn thực sự tìm hiểu về nó thì đã click chuột vào link "âm thanh là gì" mà tôi đã cố công sưu tầm cho bạn ở trên). Vậy thì đó là âm thanh tự nhiên, thiên nhiên, nhưng để chuyển chúng vào máy tính thì quả là phức tạp. Âm thanh tự nhiên là một dạng sóng tương tự (analog), có nghĩa rằng nguồn phát ra như thế nào thì nó được truyền vào tai người phải có dạng như thế đó - Thế nhưng máy tính thì lại chỉ làm việc ở dạng số (digital), nó hầu như không hiểu tương tự là gì và cũng không bao giờ làm việc ở dạng tín hiệu tương tự trên các bus của mình. Điều này thì dễ hiểu bởi vì tín hiệu tương tự, sóng tương tự rất dễ bị nhiễu trên đường truyền. Một lúc nào đó tôi sẽ trình bày rằng ngay cả việc truyền tín hiệu thông thường nhất từ bo mạch âm thanh cho đến dàn amply hoặc loa máy tính thì chúng đã bắt đầu bị nhiễu, và người sử dụng thì luôn không mong muốn điều đó đối với sự cảm nhận. Số hoá âm thanh vào máy tính
Ở phần phía trên thì bạn biết rằng âm thanh là sóng tương tự, bởi vì dạng tín hiệu digital đơn thuần thì không thể nào rạo ra âm thanh được. Ở phần trên cũng nói rằng dạng digital sẽ không bị nhiễu, đúng vậy, bởi vì chúng chỉ có hai dạng là có và không, nhỏ và lớn, thấp và cao, tức là hoàn toàn đối lập. Bạn có thể hình dung như thế này là một dạng tín hiệu số: Bạn có một cái bóng đèn sợi đốt và một cái công tắc bật cái bóng đó. Khi bật công tắc lên thì bóng đèn sẽ sáng, và trạng thái sáng này thì tương đương với tín hiệu 1 - hoặc là "có". Khi tắt công tắc thì tất nhiên đèn sẽ không sáng nữa, tức là tương đương trạng thái 0, tức là "không có". Thế đấy, số hoá thật đơn giản chỉ với hai trạng thái 0 và 1, nó tạo thành các chuỗi 0 và 1 đan xen nhau kiểu như thế này: 00101110100101010001110101010 Trong trường hợp bóng đèn sáng hơi tôi tối đi một chút do công tắc có tiếp điểm kém đi (có điện trở) hoặc sáng hơn bình thường vì điện quá khoẻ, hoặc lý do gì đó mà bóng bị già cũ đi nên phát sáng yếu thì sao nhỉ? Trong digital nó không có ý nghĩa gì hết - bởi vì nó chỉ quan tâm xem là bóng đèn có sáng hay không hay là được tắt đi. Thế thôi. Và điều này thì giải thích rằng tại sao dạng digital lại không bị nhiễu - bởi vì nó không bị ảnh hưởng bởi những thứ lặt vặt như điện quá áp, công tắc cũ, sợi đốt kém...vì chúng không quan trọng đến cường độ sáng của bóng đèn. Thật dễ hiểu phải không bạn. Bây giờ thì tôi không còn thấy các dạng lưu trữ dạng tương tự còn tồn tại nữa. Trước đây thì có, chúng là các băng từ để chứa âm thanh trên băng âm thanh hoặc như các loại đĩa nhựa cổ điển nhưng lại có âm thanh thật tuyệt vời. Bây giờ thì tất cả ở dạng số hết, và do đó thì chúng sẽ có âm thanh rất chuẩn, rất nét, trong trẻo, và ... tuyệt vời vì không còn nhiễu nữa? Nhưng không phải vậy đâu (do đó mà người ta còn thích các đĩa nhựa, và người ta còn thích các amply sử dụng các đèn điện tử chân không rất lạc hậu và cổ điển trước đây). Tại sao lại như thế nhỉ? có gì vô lý chăng? Nào, bạn hãy nhìn vào hình ảnh bên phải, chúng mô phỏng một số công đoạn số hoá tín hiệu âm thanh, thực ra thì mở rộng chúng ra với các tín hiệu tương tự khác thì cũng đều như thế cả. Và qua hình đó thì bạn sẽ thấy điều gì nhỉ? Có vẻ như tôi nhìn vào đó thì nhận ra một vài điều như sau:
Đến lúc này thì bạn đã hiểu rằng tại sao lại có những người âm lịch đến nỗi thích sưu tầm các đĩa nhựa, thích các hệ thống amply cổ điển dùng đèn điện tử chân không, và thậm chí rằng cả một bo mạch chủ của một hãng nào đó đã sử dụng đèn điện tử chân không để khuếch đại tín hiệu âm thanh nữa. Họ rõ ràng rằng đã nói đến sự hay ho, trong trẻo của âm thanh bởi những tiếng violon không bị mất, tiếng gió xào xạc mà chỉ có đĩa nhựa mới tái hiện được? Bạn không tin và cho rằng đó là sự ngớ ngẩn? Nhưng bây giờ thì có lẽ rằng bạn tin điều đó - mặc dù những người âm lịch đó thì có lẽ chẳng hiểu về hai dạng sóng digital với lại analog khác nhau như thế nào, tại sao lại như thế như tôi vừa trình bày ở đây. Quay lại với hình trên thì bạn có thắc mắc gì không khi mà dạng tín hiệu số lại nhấp nhô, cao thấp như kiểu bóng đèn sáng không đều nhỉ? Không đâu, đó chỉ là dạng cắt lấy mẫu thôi, còn dạng tín hiệu lưu trữ nó thì vẫn là 010011 mà thôi. Nếu bạn tư duy một chút nữa thì thấy rằng chúng chỉ có biên độ cao thấp khác nhau, mà nếu như biên độ là một tham số thì có gì là không thực hiện được nhỉ. Và bo mạch âm thanh có tác dụng gì đây Ở trên thì tôi đã nói rằng người ta đã số hoá âm thanh thành các dạng tín hiệu có thể được chấp nhận ở trong máy tính trên các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Bây giờ là lúc cần phát lại âm thanh đó ra loa hoặc tai nghe. Vậy thì phần mục này thật đơn giản cho một mục đích: Chuyển âm thanh từ dạng tín hiệu số sang âm thanh dạng tín hiệu tương tự để qua một khâu kế tiếp nữa là khuếch đại công suất để có thể phát ra âm thanh cho con người.
Thế thì sao, bo mạch âm thanh có vẻ có một nhiệm vụ đơn giản. Quả thực chỉ như thế thì chỉ một linh kiện nho nhỏ như hình ở bên phải cũng có thể đáp ứng được sự làm việc của bo mạch âm thanh. Nhưng không, nhu cầu của con người đã bắt nó phát triển đến các công nghệ mới, nó không còn đơn giản như chính công dụng ban đầu nữa, mà phục vụ cho các mục đích giải trí cao hơn...và những điều này thì bạn có thể xem ở các mục tiếp theo của entry này.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂNBo mạch âm thanh không xuất hiện từ khi máy tính ra đời bởi các hệ thống máy tính cá nhân (IBM-PC) đầu tiên được phát triển với sự trú trọng vào cấu trúc và sự định hướng của bộ vi xử lý. Âm thanh trên máy tính khi này chỉ là những tiếng "bíp" với chức năng chính để báo lỗi trong quá trình khởi động hệ thống (POST) hoặc các lỗi tràn bộ đệm của bàn phím...mà từ đó chúng ta có thể chuẩn đoán được bệnh của PC thông qua việc giải mã các tiếng bíp đó.
Những máy Macintosh ngay từ khi ra đời vào khoảng năm 1984 đã có các chức năng âm thanh với chất lượng khá tốt. Với các dòng máy tính cá nhân (PC) của IBM thì sự mở rộng tính năng về âm thanh chỉ được chú trọng phát triển sau những năm 1980 bởi những công ty, phòng thí nghiệm AdLib, Roland, Creative Lab. Chính sự cạnh tranh của các công ty này và các công ty phát triển phần cứng máy tính sau này đã tạo ra sự phát triển và định hướng các chuẩn của bo mạch âm thanh. Cho đến nay các bo mạch âm thanh đã được cải tiến rất nhiều so với những thời gian trước đó, với rất nhiều tính năng mở rộng, các bộ xử lý âm thanh còn có số transistor nhiều hơn các dòng CPU thời trước, chất lượng và các tính năng mở rộng của bo mạch âm thanh đã vượt khỏi chuẩn truyền thống khiến người sử dụng có một cách nhìn khác hơn về công nghệ giải trí số trên máy tính. Để mở đầu cho entry này, tôi mong muốn giúp bạn hình dung ra những bo mạch âm thanh đã và đang được sử dụng trong thế giới của những chiếc máy tính cá nhân. Qua những hình ảnh này thì bạn có thể có một cái nhìn sơ bộ về sự phát triển của công nghệ bo mạch âm thanh.
Dưới đây là một bo mạch âm thanh cổ điển, được sản xuất năm 1990 bởi Ad Lib.
Và tiếp theo, cho đến thời gian gần đây thì bo mạch âm thanh đã phức tạp hơn rất nhiều so với những gì bạn nhìn thấy ở hình ảnh phía trên.
Máy tính xách tay hiện nay cũng có thể được tích hợp sẵn các bo mạch âm thanh đa kênh, đối với các loại máy tính xách tay cũ hơn cũng có thể được nâng cấp phần âm thanh lên chất lượng tốt hơn nhờ các card mở rộng (xem hình dưới).
Và dưới đây là một bo mạch âm thanh của một hãng mà ... không phải là chuyên sản xuất chuyên cho lĩnh vực âm thanh, đó là ASUS. Nhìn nó cũng không đến nỗi thất vọng lắm nhỉ.
Còn dưới đây là một bo mạch âm thanh sử dụng bus PCI Express của Creative
Và bên phải ở đây là một hình ảnh về bo mạch âm thanh thiết kế nhỏ gọn cho các máy tính xách tay muốn mở rộng tính năng âm thanh thông qua USB.
PHÂN LOẠI CÁC BO MẠCH ÂM THANHTính năng chính Mọi hoạt động của bo mạch âm thanh phải được điều khiển bằng phần mềm hoặc trình điều khiển (driver) trên máy tính. Các hoạt động của bo mạch âm thanh có thể là:
Phân loại bo mạch âm thanh Phân loại các bo mạch âm thanh có lẽ là điều không cần thiết lắm, tuy nhiên để có một cái nhìn tốt hơn về các kiểu, dạng loại bo mạch âm thanh mà tôi liệt kê chúng ra đây. Phân loại theo bus sử dụng:
Phân loại bo mạch âm thanh số kênh đầu ra:
Cách phân loại này thông dụng hơn cách phân loại trên bởi nó phù hợp hơn đối với các loa sử dụng với bo mạch âm thanh hơn.
Phân loại bo mạch âm thanh theo dạng thức vật lý:
CÁC KẾT NỐI VÀO-RA (I/O)
Các đường kết nối vào/ra (I/O) mặt sau của bo mạch âm thanh bao gồm các loại như sau:
Ngoài các đường kết nối mặt sau, trên bo mạch âm thanh rời hoặc tích hợp trên bo mạch chủ còn có thể có các cổng kết nối sau:
Hầu như các bo mạch âm thanh đều mã hoá các cổng vào-ra theo màu sắc để dễ nhận biết, hãy tham khảo bảng sau:
Màu sắc này thường được thể hiện ở vòng nhựa phía ngoài jack cắm hoặc khối nhựa của bo mạch âm thanh. Đôi khi ở các loại bo mạch âm thanh cao cấp, sử dụng các jack mạ vàng thì chúng sẽ không thể hiện bằng màu sắc như vậy, trong trường hợp này chỉ còn lại cách đánh dấu bằng cách khắc chữ, ký hiệu biểu tượng nhận biết trên mặt giao tiếp để người sử dụng nhận biết tránh nhầm lẫn. Ở bảng trên thì có nói đến các loại tín hiệu đầu vào rồi thì đầu ra ở dạng tương tự, quả thật là phải như vậy khi mà hiện nay các bo mạch âm thanh đã có các đầu ra số và đầu ra quang học. Các loại đầu số và đầu quang thì luôn kết nối tốt hơn phần tín hiệu giữa máy tính và loa, chúng đảm bảo không bị nhiễu tạp âm trong một đoạn dây ngắn truyền đó. TIÊU CHUẨN CỦA BO MẠCH ÂM THANH THEO MỤC ĐÍCHDo có nhiều loại bo mạch âm thanh khác nhau do các hãng sản xuất để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng với chất lượng, giá thành sẽ khác nhau. Tuỳ theo từng nhu cầu của những người sử dụng khác nhau mà có các lựa chọn bo mạch âm thanh riêng cho phù hợp.
Để đáp ứng mọi mục đích sử dụng, thị trường có sẵn các loại bo mạch âm thanh cao cấp, tuy nhiên giá thành của chúng rất cao. Để lựa chọn hợp lý theo mục đích sử dụng, đáp ứng mức ở múc độ đạt yêu cầu từng mục đích cụ thể, có thể có các yêu cầu riêng như sau:
Nhu cầu sử dụng thông thường Mọi bo mạch âm thanh thường đáp ứng các nhu cầu đơn giản nhất luôn có tối thiểu 2 đường tín hiệu âm thanh đầu ra; 01 đường line in; 01 đường micro. Với các mức độ tối thiểu này có thể đáp ứng hầu hết các như cầu của người sử dụng nhưng chất lượng chỉ đạt ở mức tối thiểu.
Đáp ứng nhu cầu chơi game Bo mạch âm thanh phục vụ cho việc chơi game thông dụng hiện nay cần có các yêu cầu sau:
Nghe nhạc, xem phim chất lượng cao
THIẾT LẬP, CÀI ĐẶT BO MẠCH ÂM THANH TRÊN PCThiết lập chế độ làm việc của bo mạch âm thanh bao gồm hai phần, thiết lập phần cứng và các thiết lập khi sử dụng bằng phần mềm. Các chế độ thiết lập nhằm đảm bảo cho bo mạch âm thanh hoạt động đúng thiết kế và cho kết quả tốt nhất đối với người sử dụng. Phần cứng các bo mạch âm thanh loại rời và kể cả loại onboard có thể sử dụng các "cầu đấu chuyển mạch" (jump) hoặc mở rộng các cổng kết nối vào/ra ở vỏ máy tính để lựa chọn các chế độ làm việc phù hợp. Lựa chọn kiểu tín hiệu đầu ra
Thông thường mọi bo mạch âm thanh đều có thể đưa ra tín hiệu có công suất nhỏ để sẵn sàng sử dụng với các loại tai nghe (headphone) bởi vì chúng thường cần một dòng điện đủ lớn chạy qua các cuộn dây để làm rung động các màng loa nhỏ. Chính vì điều này nên bo mạch âm thanh luôn có một IC khuyếch đại công suất có công suất nhỏ khoảng vài chục mW đến một vài W đáp ứng cho chúng. Nếu như sử dụng đầu ra của bo mạch âm thanh để cho đầu vào của các loa máy tính hoặc amply dân dụng thì chính các mạch khuyếch đại công suất này làm giảm chất lượng của âm thanh bởi sự méo tín hiệu, tiếng "sôi" gây ra bởi mạch khuếch đại. Để đảm bảo chất lượng âm thanh tốt nhất với các loa có gắn mạc khuếch đại công suất hoặc các hệ thống (dàn) âm thanh dân dụng với amply chất lượng cao thì người sử dụng nên chọn đường line-out bởi nó đúng là thiết kế cho đường âm thanh phục vụ cho các bước khuếch đại tiếp theo. Tuy nhiên tôi nhận thấy có thể có một số bo mạch âm thanh lại sử dụng đầu ra speaker-out chung với đường line-out. Thật may mắn là trên một số bo mạch âm thanh có các cầu đấu chuyển mạch bằng các jump để cho phép chuyển đổi qua lại giữa các loại tín hiệu đầu ra. Do không phải là bo mạch nào cũng có chế dộ này nên người sử dụng nên đọc kỹ hướng dẫn sử dụng đi kèm theo để thực hiện sự cho phù hợp. Đối với bo mạch âm thanh loại tích hợp trên bo mạch chủ thì cũng có thể có sự chuyển đổi tương tự.
Thiết lập các đường Line-in, AUX-in
Khi hệ thống máy tính sử dụng một modem lắp trong (hoặc modem ngoài), các tính năng tự động trả lời, ghi âm cuộc thoại... nếu sử dụng mà modem đó không có chức năng điều hợp âm thanh thì có thể cắm các đường speaker hoặc line-out trên modem với đường AUX-in hoặc line-in của bo mạch âm thanh. Tương tự như vậy thì đối với các bo mạch bắt sóng ti vi/FM, cũng có thể sử dụng như với modem.
Thiết lập các dây nối với các ngõ I/O tại mặt trước vỏ máy tính
Các vỏ máy tính hiện nay đa số đều có các ngõ xuất/nhập (I/O) ở phía trước để thuận tiện cho người sử dụng có thể cắm các thiết bị ngoại vi như USB flash, tai nghe... Thông thường thì các ngõ vào/ra này bao gồm:
Để các ngõ này hoạt động được, cần sử dụng các đầu cắm của chúng để cắm vào bo mạch chủ (đối với loại bo mạch âm thanh tích hợp) hoặc trên bo mạch âm thanh thông thường. Trong một số bo mạch âm thanh có các chấu cắm được ghi rõ mục đích trên bản mạch hoặc trong tài liệu bán kèm. Khi thiết lập cần tìm các đầu cắm tương ứng trên các cụm dây của vỏ máy tính nối với một bản mạch nhỏ ở phía mặt trước, rồi cắm vào các chấu cắm cùng chức năng. Đối với riêng đường speaker-out và mic-in thì đôi khi được thiết kế bằng các jack cắm (đầu đực) 3,5 mm, lúc này cần dùng dây này cắm vào mặt sau của vỏ máy tính vào các lỗ tương ứng của bo mạch âm thanh. Điều này đôi khi khó thực hiện bởi vì dây dẫn này thì không được dài như mong muốn - và trong trường hợp này nếu cố muốn cắm chúng thì cần phải nối thêm dây mà thôi (mà điều này cần hiểu biết thêm một chút về hàn thiếc bằng các mỏ hàn dùng cho sửa chữa thiết bị điện tử).
Thiết lập trên trình điều khiển hoặc các phần mềm đi kèm Bo mạch âm thanh khi làm việc trên các hệ điều hành mới đây đều phải sử dụng các trình điều khiển (driver) cũng giống như các thiết bị khác. Để hệ thống làm việc đúng cần cài đặt trình điều khiển ngay sau khi lắp đặt bo mạch âm thanh vào hệ thống. Việc thiết lập trình điều khiển ngoài các cách cài đặt thông thường, cần thiết lập chú ý đến:
Những thiết bị kết nối đầu vào và đầu ra của bo mạch âm thanh
Kết nối đầu vào
Kết nối đầu ra Đầu ra của bo mạch âm thanh có thể bao gồm các thiết bị sau:
BẠN CÓ CẦN NÂNG CẤP BO MẠCH ÂM THANH?
Mặc dù bạn có thể bạn cảm thấy hấp dẫn bởi công nghệ bo mạch âm thanh đã được trình bày tại entry này, nhưng để có thể thưởng thức được âm thanh thì còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nữa mà chỉ một bo mạch âm thanh chất lượng cao sẽ không thể đem lại được. Chẳng hạn như bộ loa máy tính của bạn có đáp ứng sự tái hiện âm thanh đảm bảo tốt như bo mạch âm thanh xuất ra hay không? Hoặc như bạn đang sử dụng một bộ loa 7.1 nhưng lại chỉ để nghe các tập tin âm thanh mp3 thông thường thì làm sao tận dụng được hết khả năng của hệ thống âm thanh? Trên thực tế thì tôi nhận thấy rằng ngay như nguồn phát âm thanh 5.1 thông dụng nhất hiện nay vẫn là các loại đĩa DVD ca nhạc được xuất bản bởi các hãng băng đĩa hát ở Việt Nam thì cũng chưa hoàn toàn được ghi âm, pha trộn với 6 kênh với các âm thanh ở các kênh khác nhau một cách thực sự, chúng phần lớn vẫn là 2 kênh stereo thông thường giống như các đĩa CD audio hoặc VCD mà thôi. Còn như các game? Hầu như các game thông thường mà bạn thường chơi thì có lẽ rằng đường âm thanh của chúng vẫn chỉ là 2.0, chỉ một số ít các game hiện đại, yêu cầu cấu hình mánh tính mạnh mới tuân theo các chuẩn EAX, THX để có thể xuất ra âm thanh nổi xoay vòng, đa chiều. Vậy thì với những hệ thống loa bình thường, hãy tận dụng phần mạch âm thanh tích hợp trên bo mạch chủ của mình là đã đủ, bạn có trang bị một bo mạch tốt hơn thì âm thanh được phát ra cũng không có sự cải thiện đáng là mấy đâu. Đừng bỏ ra nhiều tiền để rồi thất vọng với những điều không đạt được.
_______
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tham khảo thị trường > Cấu tạo máy vi tính >
