کارت صدا چیست، چگونه کار می‌کند و چه تفاوتی با DAC دارد؟

اکثر ما در هنگام خرید لپ‌تاپ و یا دسکتاپ، چندان به مقوله کارت صدا فکر نمی‌کنیم. دلیل این قضیه نیز این است که لپ‌تاپ‌ها خود به اسپیکر داخلی مجهز بوده و دسکتاپ‌ها نیز دارای خروجی صدا هستند و همه‌چیز به‌صورت خودکار، همان‌طور که ما می‌خواهیم پیش می‌رود. بدین ترتیب جهت گوش دادن به موسیقی و یا سایر جلوه‌های صوتی، دردسر چندانی نخواهیم داشت.

البته در گذشته این‌طور نبوده و کامپیوترها تنها می‌توانستند که یک نوع صدا را تولید کننده و آن یک بیپ بود. البته کاربران می‌توانستند که گام (Pitch) و طول (Length) صدا را نیز تغییر دهند، اما در هر صورت خروجی، چندان واقعی‌ نبود. بنابراین جهت تولید و ایجاد صداهایی که امروزه ما آن‌ها را بسیار می‌شنویم، شرکت‌های فناوری شروع به تولید کارت صدا کردند. در این مطلب به شیوه کار کارت صدا پرداخته و همچنین به شما می‌گوییم که آیا به یک کارت صدای جداگانه نیاز دارید یا خیر؟

مباحث پایه‌

صدا در ذات خود یک سیگنال آنالوگ بوده که از طریق ارتعاش ایجاد می‌شود. این قضیه نیز بدین صورت است که مولکول‌های هوا یک شیء را احاطه کرده و سپس به همراه آن  شی‌ء به ارتعاش درمی‌آیند. با حرکت مولکول‌های هوا در محیط، آن‌ها با سایر مولکول‌های دیگر نیز برخورد کرده و در نتیجه صدا پخش می‌شود.

هنگامی‌که این مولکول‌های مرتعش به لاله گوش ما برخورد می‌کنند، آنگاه ما نیز می‌توانیم صدا را بشنویم. روش کار بدین صورت است که لاله گوش ما، ارتعاش را به بخش داخلی گوش منتقل می‌کند. سپس عصب‌های داخل گوش، ارتعاش‌ها را به تکانه‌های الکتریکی تبدیل کرده و در نهایت ما می‌توانیم صدا را بشنویم.

از طرفی دیگر، کامپیوترها کلا با زبان دیجیتال یا همان صفر و یک کار می‌کنند. رایانه‌ها سیگنال‌های الکتریکی را به صفر و یک تبدیل می‌کنند. صفر و یک‌ها نیز در اصل فقط سیگنال‌های خاموش و یا روشن هستند. صفر و یک‌ها مستقیما به صدا ترجمه نمی‌شوند، بنابراین باید آن‌ها را از سیگنال‌های دیجیتال به آنالوگ تبدیل کرد. این همان جایی است که در آن کارت صدا وارد عمل می‌شود. کامپیوتر دیتا را به کارت صدا می‌فرستد. در ادامه نیز این اطلاعات پردازش شده و به خروجی‌های آنالوگ تبدیل می‌شوند.

نحوه کار کارت صدا

اکثر کارت صداها دارای 4 بخش اساسی زیر هستند:

• یک مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC)
• یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC)
• یک رابط PCIe
• اتصالات ورودی و خروجی

برخی از کارت‌ صداها نیز از یک تراشه رمزگذار/رمزگشا به نام CODEC استفاده می‌کنند. این تراشه، عملکردهای DAC و ADC را انجام می‌دهد. در هنگام پخش صدا توسط کامپیوتر شما، آنگاه یک سیگنال‌ از طریق رابط PCIe به کارت صدا ارسال می‌شود. در ادامه این سیگنال از DAC عبور کرده و سپس از اتصال خروجی کارت صدا، خارج می‌شود.

ضبط صدا در رایانه شما نیز از همین فرایند پیروی می‌کند، اما به‌صورت بالعکس. کارت صدای شما از طریق اتصال‌های ورودی، سیگنال‌ها را دریافت می‌کند. در ادامه سیگنال‌های دریافت شده از طریق ADC به صفر و یک تبدیل می‌شوند. سپس کارت صدا نیز از طریق رابط PCIe، سیگنال را به پردازنده مرکزی می‌فرستد تا در آنجا پردازش شود.

علاوه بر این، برخی از کارت صداها نیز دارای یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) و یک AMP هستند. DSP در اصل یک ریزپردازنده است که مخصوصا طراحی شده تا صدا را پردازش کند. این ریزپردازنده، توان پردازشی موردنیاز DAC/ADC/CODEC جهت تبدیل سیگنال‌ها را فراهم می‌کند. اگر کارت صدای شما از DSP برخوردار نباشد، آنگاه جهت تبدیل سیگنال‌ها، از توان پردازشی CPU شما استفاده خواهد کرد.

از طرفی دیگر نیز از AMP یا همان آمپلی‌فایر استفاده شده تا سیگنال خروجی تقویت شود. اگر سیگنال تبدیل شده ضعیف باشد، آنگاه آمپلی‌فایر از توان الکتریکی استفاده کرده و دامنه صدای ضعیف را افزایش می‌دهد. این قضیه نیز در نهایت باعث افزایش حجم خروجی صدا می‌شود.

این مطلب را نیز بخوانید: آمپلی‌فایر هدفون چیست و چه کاربردی دارد؟

آیا به یک کارت صدای جداگانه نیاز داریم؟

اکثر کاربران به یک کارت صدای جداگانه نیاز ندارند. در دهه‌های 80 و 90 میلادی، کامپیوترها نیازمند کارت صدای جداگانه بودند. دلیل این قضیه نیز این بود که در آن زمان‌ها، پردازنده‌های مرکزی آنقدر قدرت نداشتند که بتوانند بار پردازش صدا را نیز بردوش بکشند.

در ادامه به مرور زمان و پیشرفت فناوری، پردازنده‌های مرکزی آنقدر قدرت پیدا کردند که دیگر نیازی به وجود کارت صداهای جداگانه نبود. به همین دلیل است امروزه در اکثر دسکتاپ‌ها و لپ‌تاپ‌ها، دیگر خبری از کارت صدای جداگانه نیست.

کارت صدای موجود بر روی کامپیوترها، می‌تواند کیفیت صدای خروجی مطلوبی را به شما ارائه دهد، اما اگر به‌صورت حرفه‌ای با صدا سروکار داشته و یا اینکه قصد استفاده از سیستم صدای 7.1 کاناله را دارید، آنگاه به احتمال زیاد به یک کارت صدای جداگانه قدرتمند نیز نیاز دارید.

برخی از بازی‌بازان جهت بهبود کیفیت صدای بازی‌های خود، از کارت صدای جداگانه استفاده می‌کنند. این قضیه نیز بدین دلیل است که برخی از این کارت‌ها از صدای فراگیر مجازی، پشتیبانی می‌کنند. این فناوری، صدای سه بعدی را در قالب یک خروجی استریو که مناسب هدفون باشد، به شما ارائه می‌دهد. بدین ترتیب بازی‌بازان می‌توانند با استفاده از نشانه‌های شنیداری، موقعیت دشمنان خود را بهتر پیدا کنند.

یک کارت صدای خوب باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟

اگر بخواهید که یک تجربه عالی را در زمینه صدا برای خود رقم بزنید، آنگاه کارت صدای جداگانه، چیزی است که باید به دنبال آن باشید. حال پرسشی که پیش می‌آید این است که یک کارت صدای خوب باید چه ویژگی‌هایی داشته باشد؟

3D Spatial Imaging

این قابلیت به افکت‌های سه بعدی این امکان را می‌دهد که به خروجی استریو تبدیل شوند. بازی‌بازان می‌توانند از این ویژگی بهره زیادی ببرند. علاوه بر این، این قابلیت می‌تواند عمق بیشتری به صدا و ویدیوها بدهد. اگر کارت صدای شما از 3D Spatial Imaging پشتیبانی کند، آنگاه صدای فیلم‌ها به‌گونه‌ای پخش خواهد شد که انگار در وسط صحنه فیلم قرار دارید. این تکنولوژی همچنین می‌تواند افکت‌های مختلفی را به موسیقی‌های در حال پخش نیز اضافه کنند، مثلا یکی از این موارد، افکت سالن کنسرت است بوده و بدین ترتیب این‌گونه احساس خواهید کرد که انگار در یک کنسرت حضور دارید.

فناوری صدای فراگیر

اگر یک سیستم صوتی 5.1 کاناله دارید، آنگاه به یک کارت صدا نیز که از این ویژگی پشتیبانی کند، نیاز خواهید داشت. این سیستم‌های صوتی، از 5 اسپیکر و یا بیشتر به همراه یک ساب‌ووفر استفاده کرده تا کیفیت صدای فراگیر را به شما ارائه دهند.

اگر کارت صدای شما از قابلیت صدای فراگیر پشتیبانی نکند، آنگاه نمی‌توانید که حداکثر استفاده را از سیستم صوتی خود ببرید. البته اگر کارت صدای شما از این تکنولوژی پشتیبانی کند، آنگاه به احتمال زیاد از 3D Spatial Imaging نیز برخوردار خواهد بود.

این مطلب را نیز بخوانید: صدای 8 بعدی چیست و آیا این اصطلاح پایه و اساس علمی دارد؟

پشتیبانی از S/PDIF

اکثر سیستم‌های صوتی سینمای خانگی، از اتصال S/PDIF برخوردار هستند. S/PDIF مخفف Sony/Phillips Digital Interconnect Format است. این فرمت برای اولین بار توسط سونی و فیلیپس طراحی شد تا به‌ وسیله آن، صدای غیرفشرده و با کیفیت بالا منتقل شود. اگر قصد استفاده از این مزیت را دارید، آنگاه کارت صدای شما باید از خروجی S/PDIF برخوردار باشد.

درگاه‌های MIDI

اگر با آلت‌های موسیقی کار می‌کنید و می‌خواهید که آن‌ها را به کامپیوتر خود وصل کنید، آنگاه به درگاه‌های MIDI نیز نیاز دارید. درگاه‌های MIDI فقط جهت ضبط صدا کاربرد ندارند، بلکه جهت ضبط دستورهای موسیقی مخصوصی نیز می‌توان از آن‌ها بهره گرفت.

به‌عنوان مثال، نرم‌افزار MIDI در هنگام ضبط موسیقی از طریق یک درگاه MIDI، نشانه‌گذاری، گام صدا، حجم صدا، ارتعاش، مسطح‌سازی، Panning، تمپو و … را در بر خواهد گرفت. بدین ترتیب نوازنده‌ها راحت‌تر و سریع‌تر می‌توانند جنبه‌های مختلف موسیقی خود را تغییر دهند.

مقایسه کارت صدا و DAC

همان‌طور که پیش‌تر نیز توضیح دادیم، DACها جهت کار کردن کارت صداها، ضروری هستند. البته اگر به بازار نگاهی بیندازید، آنگاه می‌توانید DACهای اکسترنال را نیز پیدا کنید. DAC در اصل یک کارت صدای اکسترنال بوده که پردازنده داخلی ندارد. این دستگاه‌ها بدین منظور طراحی شده‌اند که بتوانند مستقیما سیگنال‌های دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کنند.

از آنجایی که DACها از پردازنده داخلی برخوردار نیستند، پس در حالت کلی نیز نیازی به درایور ندارند. DACها همچنین همه‌کاره هستند. با استفاده از بلوتوث و یا USB می‌توانید آن‌ها را به کامپیوتر، گوشی هوشمند و یا اسپیکرهای خود متصل کنید.

از طرفی دیگر، کارت‌ صداها معمولا کارت‌های داخلی بوده که جهت نصب به درگاه PCIe نیاز دارند. بدین ترتیب یا باید کارت صدا را بر روی مادربورد رایانه‌های دسکتاپ نصب کرده و یا اینکه اگر لپ‌تاپ دارید، آنگاه یک کیس اکسترنال را بدین منظور تهیه کنید.

یکی از مزیت‌های مهم کارت صدا نسبت به DAC این است که می‌تواند صدا را پردازش کند. این قضیه بدین معنا است که می‌توانید با استفاده از کارت صدا، افکت‌هایی را به صداهای خود اضافه کنید، همانند تنظیمات اکولایزر دیجیتال.

سخن پایانی

اکثر فعالان حوزه صدا معتقد هستند که جهت به دست آوردن بهترین کیفیت صدا از کامپیوترها، به یک کارت صدا نیاز دارید. اما اگر بودجه محدودی دارید، آنگاه باید به فکر ایجاد تعادلی مناسب در بین قیمت و کیفیت صدا باشید. طبق قانون بازده نزولی، گران‌قیمت‌ترین کارت صدا لزوما بهترین کیفیت صدا را به شما تحویل نمی‌دهد.