Analog-Digital-Wandler von einer Soundkarte. Schema, Beschreibung

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Analog-Digital-Wandler einer Soundkarte. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Der Begriff „Multimedia“ ist heute jedem PC-Anwender ein Begriff. Für viele ist es mit hochwertigem Sound, Animation usw. verbunden. Die Sound Blaster-Soundkarte kann jedoch als Analog-zu-Digital- und Digital-zu-Analog-Konverter mit außergewöhnlichen Verarbeitungsfunktionen verwendet werden. Ein Computer mit einer solchen Karte kann als Oszilloskop, Generator oder Signalanalysator verwendet werden. Tatsache ist, dass sein "Herz" ein digitaler Signalprozessor DSP (Digital Signal Processor) ist. Um seine Fähigkeiten zu nutzen, ist es notwendig, direkten Zugriff auf die Puffer zu haben, die die Audiodaten und den Steuermodus des DSP enthalten, d.h. Verwenden Sie die Low-Level-Schnittstelle. In diesem Artikel betrachten wir das Gerät einer Soundkarte und das Format von Standardtypen von Datendateien, in denen Daten, die als Ergebnis der Digitalisierung von Signalen erhalten werden, die am Eingang einer Soundkarte empfangen werden, im Speicher des Computers gespeichert werden. Dieselben Dateien können programmgesteuert synthetisiert werden, um Signale einer bestimmten Form zu erhalten.

Eine Soundkarte (Bild 1) hat in der Regel zwei duale (Stereo-)Eingänge und zwei identische Ausgänge. Der erste (Line-) Eingang ist für Eingangssignale mit einer Amplitude von etwa 1 V ausgelegt, der zweite - Mikrofon - für schwächere Signale. Wenn Sie eine Soundkarte als Analog-Digital-Wandler verwenden, können Sie jeden dieser Eingänge verwenden - abhängig vom Pegel des verarbeiteten Signals.

Analog-Digital-Wandler von einer Soundkarte

Multimediabezogene Daten werden in Dateien im sogenannten RIFF-Format (Resource Interchange File Format – Dateiformat für Ressourcenaustausch) gespeichert [1]. Eine RIFF-Datei enthält verschachtelte Chunks (Chunks). Das äußere Fragment besteht aus einem Kopf- und einem Datenbereich (Abb. 2). Das erste Doppelwort des Headers enthält einen vierstelligen Code, der die im Fragment gespeicherten Daten identifiziert.

Analog-Digital-Wandler von einer Soundkarte

Das zweite Doppelwort des Headers ist die Größe des Datenbereichs in Bytes (ohne die Größe des Headers selbst). Der Datenbereich hat eine variable Länge mit der Bedingung, dass er an der Grenze eines Wortes ausgerichtet ist und gegebenenfalls am Ende mit einem Null-Byte bis zu einer ganzen Zahl von Worten aufgefüllt wird.

Das RIFF-Format beschreibt nicht das Datenformat. In der Praxis kann eine RIFF-Datei beliebige Daten für Multimedia enthalten, und das Format der Daten hängt von der Art der Daten ab.

Der in Fig. 2 mit "Daten" bezeichnete Bereich kann andere Fragmente enthalten. Bei einer Datei, die Tondaten speichert (wav-Datei), enthält dieser Bereich die Datenkennung „WAVE“, ein Fragment des Tondatenformats „fmt“ (drei Zeichen „fmt“ und ein Leerzeichen am Ende), sowie eine Fragment von Tondaten (Abb. 2). Die Datei kann zusätzlich Fragmente anderer Art enthalten, daher sollten Sie nicht glauben, dass der Header der wav-Datei ein festes Format hat. Beispielsweise kann die Datei ein „LIST“- oder „INFO“-Fragment enthalten, das Informationen über .copy-Rechte und andere zusätzliche Informationen enthält.

Mal sehen, wie die Daten geschrieben werden. Zuerst müssen Sie das Eingabegerät öffnen und das Audiodatenformat dafür angeben. Dann müssen ein oder mehrere Speicherblöcke bestellt und durch Aufruf einer speziellen Funktion für die Eingabe vorbereitet werden. Danach müssen die vorbereiteten Blöcke nach Bedarf an den Eingabegerätetreiber übergeben werden, der sie mit aufgezeichneten Audiodaten füllt. Um die aufgezeichneten Daten in einer WAV-Datei zu speichern, muss die Anwendung eine WAV-Datei und Tondaten aus den vorbereiteten Speicherblöcken, die von den Fahrereingabegeräten gefüllt werden, erzeugen und in die Anwendungsdatei schreiben.

Nachfolgend finden Sie ein Programmfragment, mit dem Sie einen Datenblock in eine Datei schreiben können, was erforderlich ist, wenn Sie eine Soundkarte als Analog-Digital-Wandler verwenden:

verwendet SysUtils, MMSystem; Typ TWaveData = array[0..0) of word ;const Discret = 22050;WaveHdr:TWaveHdr=( lpData: nil;(Adresse des Wellenformpuffers) dwBufferLength: 0;(Länge des Puffers in Bytes) dwBytesRecorded: 0;(Wie viele Daten befinden sich im Puffer) dwUser: 0; dwFlags: 0; dwLoops: 0; IpMext: nil; reserviert: 0 ) ec : Discret; nBllockAlign: 1; wBitsPerSample: 1; csSize: 8 ) ;var WaveDate : ^TWaveDate; HSoundDevice: HWaveIn; hfile: HMMIO; res: MMResult;begin with WaveHdr do begindwBufferLehgth : =round(Discret/0);dwBytesRecorded: =round(Discret/10);GetMem(WaveData, dwBytesRecorded);lpData : =PChar(WaveData); Ende; res : =waveInOpen (@HSoundDevice, WAVE_MAPPER, @WaveFormat, 10); res : =waveInPrepareHeader(HSoundDevice, @WaveHdr, SizeOf(WaveHdr)); res : =waveInUnprepareHeader (HSoundDevice, @WaveHdr,SizeOf(WaveHdr)) ; FreeMem(WaveData); res:=waveInStart(HSoundDevice) ; hfile:=mmio0,0,0pen("d: \work\data_0.txt",nil, MMIO_CREATE oder MMIO_READWRITE); mmioWrite(hfile,WaveHdr.IpData, WaveHdr,dwBytesRecorded); mmioClose(hfile,1); waveInReset(HSoundDevice) ; waveInClose(HSoundDevice) ;Ende.

Im Gegensatz zur MCI-Schnittstelle, bei der viele Parameter standardmäßig übernommen werden, erfordert die Low-Level-Schnittstelle eine sorgfältige und gründliche Betrachtung aller Details des Schreib- und Lesevorgangs. Als Ausgleich für den zusätzlichen Aufwand erhalten Sie mehr Flexibilität und die Möglichkeit, nicht nur mit Audio, sondern auch mit beliebigen Signalen in Echtzeit zu arbeiten.

Literatur

1. Frolov A. V., Frolov G. V. Multimedia für Windows. Programmierhandbuch. - M, "DIALOG-MEPhI", 1994, 284 p. (Bibliothek des Systemprogrammierers; V. 15).

Autor: O. Baranovsky, Minsk; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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