荔园在线
荔园之美，在春之萌芽，在夏之绽放，在秋之收获，在冬之沉淀
[回到开始]
[上一篇][下一篇]
发信人: winsomecandy (无柜台装机服务), 信区: Hardware
标 题: 声卡技术大揭密——CODEC的秘密
发信站: 荔园晨风BBS站 (Mon Mar 3 13:02:38 2003), 站内信件
本文已经刊登在2001年第三期的《微型计算机》杂志
声卡主音频处理芯片肩负着一块声卡最为主要的几大处理功能。随着技术的发
展，目前最新推出的音频处理芯片大多都是拥有强大运算能力和众多辅助功能的
DSP（数字信号处理器）。这类DSP能够完成如下主要工作——三维音效处理的运算
和加速、MIDI波表合成引擎以及硬件等级的声音处理（如硬件EQ均衡器、各类混响
处理等）。而对声音信号的采样与编码则被分离出来，这个任务交给了一个被称作
“CODEC”的芯片来完成。以往我们选购声卡时，主要侧重于分析主芯片的功能和
处理能力，而从纯音质角度上考虑，CODEC芯片将起到更加关键的作用。
1、CODEC芯片的功能简述
CODEC的完整的称呼是“多媒体数字信号编解码器”，一般我们把它简称为“
混音芯片”。说道CODEC芯片就必须提到Intel公司制定的AC'97音频规范，这份文
件中建议为了提高声音信号转换过程中的信噪比，减少电磁干扰，应该把数模转换
（D/A）和模数转换（A/D）部分从主芯片中脱离出来，采用一个独立的处理单元来
进行声音采样和编码，CODEC也就应运而生了。它一般是一块48pin或者64pin的小
芯片，相对主芯片来说它并不太起眼。当然CODEC技术只是Intel的建议，而非强制
的标准，譬如采用C-Media公司CMI8738系列芯片的声卡就没有独立的CODEC芯片，
原因在于CMI8738以及前几代产品一直都采用单芯片解决方案，D/A和A/D内置在主
芯片内。这样做的好处是简化声卡的PCB设计、降低总体成本，但不利于提高声卡
的信噪比。CODEC技术成熟以后，板载AC'97软声卡也就诞生了，在主板上集成一块
混音芯片，而将除了信号采样编码之外的各种声音处理都交由CPU来完成运算，牺
牲系统资源和很多附带功能，来换取性价比。
2、声卡的工作流程
通过上面的介绍，我们可以知道声卡模拟通道输出声音的基本工作流程是——
数字声音信号首先通过声卡主芯片进行处理和运算，随后被传输到CODEC芯片进行
D/A转换，随之信号再经过放大器的放大，通过多媒体音箱输出，而被用户的耳朵
最终接收到。而录音的过程则恰恰相反——信号通过麦克风或者Line in通道进入
，首先经过CODEC芯片进行A/D转换，随后通过主芯片处理，或者被录制成声音文件
，或者再通过D/A转换放大输出。CODEC芯片对信号的编解码混合虽然只是其中一道
流程，但却对提高最终声音输出的品质有比较重要的影响。
3、CODEC芯片取决声卡的信噪比
上面我们了解了CODEC芯片的功能与其重要性。由于它肩负着采样编解码工作
，所以CODEC芯片的处理能力和信噪比对最终的声音输出品质有很大的影响。它有
几个主要的性能参数：
a、DAC信噪比——DAC即“数字模拟转换器”，它的信噪比高低将直接关系到
最终声卡成品的信噪比，可谓CODEC的核心参数。目前流行的CODEC芯片此项数值普
遍在95db左右，但最是否是能够达到标称的数值还将受到其他很多因素影响。
b、Mixer信噪比——CODEC也负责对声音的叠加与混合处理，所以Mixer（混音
器信噪比）信噪比也非常重要，一般此参数与DAC信噪比相同或相近，差距在-1db
左右。
c、DAC通道数目——在多声道趋于流行的时代，CODEC芯片是否具有多通道
DAC功能就显得尤为重要。目前新一代的产品已经普遍可以支持四通道的DAC转换。
但目前也有不少四声道声卡采用两块双通道DAC CODEC协同工作的方式。一些支持
模拟六声道分离输出的声卡，则用一块支持四通道的芯片作为Master CODEC，负责
前后置，再用一块双通道芯片做Slave CODEC，用来负责中央声道与重低音的数字
模拟转换。ADC由于主要负责声音的录制，所以一般都是两通道的。
d、PCM格式转换时所支持的最高采样位数和采样频率——眼下最新的CODEC芯
片一般可以最高支持48KHz采样率以及18Bit立体声A/D转换和18Bit立体声D/A转换
（一些高档的型号甚至支持20Bit D/A转换）。采样bit数越高，对声音数据的处理
能力就越强；采样频率值越大声音信号的分辨率就越高，声音转换中的失真就越小
。
e、A/D和D/A的频率响应范围——频响范围也是非常重要的指标，值得欣慰的
是大部分CODEC芯片都能够支持20Hz-20KHz的频响范围，这已经是人耳所能听到的
最大范围。
其实对于CODEC芯片，用户可选择的余地很小。一般厂家都会结合每一块主音
频芯片的处理能力和实际情况为它们选择出其最佳的CODEC搭档。板卡生产厂家无
论是采用公板设计还是自己的设计，一般都不会轻易去改动主芯片和CODEC的搭配
模式，当然也有部分例外。笔者化了较大的篇幅介绍CODEC芯片也是因为这一技术
的运用，确实给音质改善带来了正面影响。另外一直以来，很多朋友都认为主芯片
取决了声卡的一切，其实这是一个误区。
目前最新的CODEC芯片，在符合AC'97规范的同时还符合CNR（
Communications and Network Riser）规范，以便兼容未来主板的全新接口，可见
CODEC技术将走向多功能和整合化。在市场上采用比较广泛的CODEC芯片主要来自四
大公司——Crystal、ESS、Wolfson和SigmaTel。Crystal、ESS公司的CODEC芯片一
般主要用来搭配自产品牌的声卡芯片。譬如，ESS Canyon3D（DIAMOND MX400声卡
）采用ESS AC'97 V2.1 CODEC；Crystal CS4201 CODEC搭配Crystal CS4630芯片。
当然他们也有部分型号的产品提供给第三方产品。Wolfson和SigmaTel公司不设计
声卡主芯片，而是专门的CODEC芯片研发销售机构。Wolfson的WM系列拥有较高的技
术规格，FM801芯片搭配的主CODEC芯片就采用WM9704；而SigmaTel公司的产品更加
容易被市场所接受。经典的YAMAHA YMF724音频处理芯片搭配的就是该公司出品的
STAC9704立体声CODEC芯片；CREATIVE SB Live!系列则采用了SigmaTel公司的
STAC9721T配合PCM1275（最新的SB Live!5.1改用了STAC9708）；Aureal SQ2500则
采用他们的真四声道CODEC——STAC9708。下面是几款目前比较流行的CODEC芯片的
具体参数：
名称 支持声道 DAC信噪比 Mixer信噪比 PCM OUT DAC PCM IN ADC
STAC9708 4 95db 95db 4 DACS 18Bit 48Khz 2 ADCS 18Bit 48Khz
STAC9721 2 95db 95db 2 DACS 18Bit 48Khz 2 ADCS 18Bit 48Khz
WM9704 4 96db 96db 4 DACS 18Bit 48Khz 2 ADCS 18Bit 48Khz
4、主芯片依然是声卡灵魂
虽然CODEC非常重要，但是大家千万不要以为主芯片不负责对声音的原始处理
，它就对整体音质表现不再产生影响，答案是否定的。由于声音在进行D/A或者
A/D转换前后，依旧需要通过主芯片处理，由此可见主芯片的优劣对于声音输出仍
然有着非常重要的影响。
在这里我们要澄清主芯片与CODEC芯片的相互影响关系。主音频处理芯片依然
是声卡的灵魂所在，声卡能够支持哪些规格的信号采样位数和频率最终还是由主芯
片来决定的。换而言之，如果主芯片只支持16Bit的CODEC芯片，那么即使采用
18Bit规格的CODEC，信号处理依然是以16Bit来进行。只有能够良好支持18Bit
CODEC的主芯片与之配合才能发挥出最大的功效！同时主芯片在信号处理时也有信
噪比的差异，这种差距是可以比较轻易被人耳察觉出来的。加上许多高档音频处理
器还采用了一系列独特的音效处理技术，以提高表现力，最典型的当数CREATIVE公
司EMU10K1的“8点式插值”。综上所述，主芯片对于音质的影响是最底层、最基础
的！目前具有良好声音处理品质的声卡芯片主要包括CREATIVE EMU-10K1、
Aureal AU88X0系列、ESS Canyon 3D系列（包括最新问世的II代）、Crystal
CS4630、PHILIPS ThunderBird Avenger DSP等。这类产品具有的共同特点是——
自身拥有强大的数字信号处理能力，信噪比高，允许搭配高品质的CODEC芯片，力
求输出尽量纯净的音质。
我们去探究一块声卡的音质优劣，不能单纯把眼光放在主芯片或者CODEC芯片
的数据上，影响声卡音质表现还有其它很多因素。我们应该着重考察其最终信号输
出时的信噪比，这样才是最科学合理的。可惜目前真正符合这类测试要求的对比数
据很少，笔者愿意与大家在未来一同进一步探索！
--
一丝丝一点点 撕毁忆记 一幅幅一声声 又复燃起 怎么舍得你 任由我 肠断至死
恋一生差一些 不可一起 只一生等一天 日月如飞 却等不到你
未忘记 又想起你
※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.32.241]
[回到开始]
[上一篇][下一篇]
荔园在线首页 友情链接：深圳大学 深大招生 荔园晨风BBS S-Term软件 网络书店