Вторая жизнь creative sound blaster

Вторая жизнь Creative Sound Blaster

В Интернете можно найти множество примеров того, как воспроизвести музыку микроконтроллером, основанных на схемах с ШИМ. Однако качество звука ШИМ оставляет желать лучшего, поэтому появилась идея использовать в качестве источника звука старую ISA звуковую карту Sound Blaster 16!

Когда начиналась работа над данным проектом, в интернете не нашлось примеров того, как управлять звуковой картой с помощью микроконтроллера. С момента создания первого проекта многое изменилось, и теперь стали использоваться DMA и 16-битные значения при работе на максимальной частоте дискретизации. В качестве источника аудио данных используется SD карта памяти, поддержка которой реализована в библиотеке FatFs. Для предотвращения «затыкания» звука при считывании данных с карты, воспроизведение осуществляется из двух буферов.

В качестве управляющего микроконтроллера используется ARM микроконтроллер STM32F103RBT6 в LQFP64 корпусе, с 128кБ flash памяти, 20кБ RAM, работающий на частоте 72МГц. Микроконтроллер установлен на покупной отладочной плате Mini STM32 V3.0, все соединения со звуковой картой выполнены проводом.

Для упрощения на схеме опущены очевидные вещи, например, конденсаторы и подтягивающие резисторы. Как вы можете видеть — осталось только четыре свободных вывода, не считая выводов от JTAG интерфейса. Порты PA9 и PA10 предполагалось использовать для подключения к UART, а порт PB0 как вход для кнопки.

Программа поочередно считывает файлы в формате wav с карты памяти, и воспроизводит их в том же порядке, как они сохранены в файловой системе.

Файлы первого проекта:
MINI_STM32-V3.0_SCH.pdf – схема отладочной платы MINI STM32-V3.0
WAV_SB16_Good.zip – Исходный код в GCC программы на STM32 для управления звуковой картой SoundBlaster 16

В качестве продолжения проекта была выбрана звуковая карта Creative Sound Blaster AWE64 с усовершенствованными функциями, такими как цифровой выход и более высокая частота дискретизации. Первая звуковая карта была настроена при помощи переключателя. В новой карте настройки могут быть установлены с помощью программного обеспечения. Для возможности программной настройки карты, потребовалось написать функции настройки PnP. Для более полного использования возможностей карты AWE64 используются функции волнового синтеза звуковым процессором EMU8000 (EMU8K).

Для нужд синтеза звука на SoundBlaster AWE64 Gold установлена память объемом 4 МБ, в которой хранятся загружаемые сэмплы SoundFont. Технология SoundFont позволяет плате работать не только с заранее прошитыми в ROM инструментами, но и с новыми, загружаемыми в RAM. При необходимости память наращивается до 24 мегабайт.

При записи и воспроизведении цифрового звука Creative SoundBlaster AWE64 Gold обеспечивает характеристики на уровне бытовой Hi-Fi аппаратуры. Полоса частот — от 15 Гц до 55 кГц (+/- 1 дБ) при уровне гармонических искажений не выше 0.005%. Соотношение сигнала и шума не хуже 90 дБ, динамический диапазон при использовании для подключения внешнего высококачественного усилителя цифрового выхода S/PDIF составляет 120 дБ.

Управляющий микроконтроллер также был выбран более мощным, в его роли выступила отладочная плата STM32F4Discovery с установленным на ней MCU STM32F407VG. Микроконтроллер имеет 1МБ Flash памяти, 192кБ RAM памяти, 2xUSB и работает на частоте до 168МГц.

Сначала микроконтроллер производит инициализацию звуковой карты, устанавливает настройки по умолчанию, извлекает с карты памяти из файла SoundFont информацию об семплах (саундфонтах) и загружает их в DRAM звуковой карты. Затем основной цикл программы получает MIDI данные через USB или UART порт и передает эти данные соответствующим функциям управления звуком. Кроме того, через USB можно управлять микшером, изменить тип реверберации и хоруса или изменять параметры программы. Для более удобного управления звуковой картой с ПК, была написана небольшая программа на Qt. Устройство также может работать независимо от ПК, для этого имеется возможность подключения к другому устройству через UART.

Представленный проект по своей сути не является проектом законченного устройства, а является заготовкой для создания на его основе других более серьезных устройств, например музыкантам, для создания музыкальных инструментов, секвенсоров и т.п. Возможность загрузки соундфонтов позволяет подобрать требуемое звучание MIDI инструментов, а наличие звукового процессора, в отличие от ЦАП, позволяет производить аппаратное управление звуком, регулировку уровня громкости и прочее. Помимо этого звуковая карта уже содержит в себе все необходимые усилители, что позволяет напрямую подключать как усилители мощности, так и, например наушники, а также может использоваться в качестве АЦП, для подключения внешних аналоговых источников звука.

В представленном проекте в качестве источника аудио данных выступают wav и midi файлы, записанные на SD карте памяти, но мощностей используемого управляющего процессора вполне достаточно и для воспроизведения mp3 файлов. Для возможности их воспроизведения потребуется подключить соответствующую библиотеку для декодировки mp3 файла в wav поток данных, с дальнейшей передачей на звуковую карту с использованием имеющихся функций.

SynthControl-master.zip – Исходный код на Qt управляющей программы для ПК
emu8000_synth_usb.zip – Исходный код в GCC программы на STM32 для управления звуковой картой SoundBlaster AWE64 и соундфонт файл 4GMGS.
TestSounds.zip – Образцы воспроизведения midi файлов и исходные midi файлы. Воспроизведение midi файлов производилось с использованием соундфонтов SYNTHGS, 4GMGSMT, AWE32 и YMF724.

При написании статьи использовались материалы с сайта http://www.elektroda.pl

Скачать полный архив проекта с исходными кодами, и образцами воспроизводимых midi файлов.

История Creative. Часть 2, эра звуковых эффектов и многоканальной акустики

До 1996 года звуковые карты сильно отличались от тех устройств, которые мы знаем сейчас. 16-битная музыка начала делать робкие шаги на бескрайних просторах компьютерного рынка лишь в 1992, игры же продолжали использовать FM-синтез вплоть до 1996 года. Но индустрия взрослела — требовалась поддержка многоканальных акустических систем, уменьшение размера, увеличение скорости. 36-сантиметровые мастодонты вышли из моды. Выпущенная в то время звуковая карта Creative Sound Blaster AWE64 положила конец эре FM-синтеза. Началась современная история звуковой индустрии.

Устраняем конкурентов!

Diamond Monster Sound MX300 с поддержкой Aureal A3D был очень популярен, пока Creative не скупила Aureal на корню.

Перед тем как с головой окунуться в омут современных терминов и технологий, на минутку заглянем в прошлое. Действующая с 1970 года компания E-mu, выпускавшая оборудование для музыкантов (MIDI-синтезаторы, драм-машины), в 1993 году перешла под крыло Creative. Компания Ensoniq, основанная инженерами из легендарной Commodore, в конце 90-х переживала серьезные финансовые трудности и в 1998 тоже перешла во владения Creative. Их линейку звуковых карт сначала переименовали, а впоследствии она просто исчезла.

Кстати, 1998 год знаменателен тем, что звуковые карты начали миграцию с устаревшего интерфейса ISA на современный PCI, сохранившийся на материнских платах и поныне. Creative выпустила Sound Blaster PCI 64, а чуть позже — PCI 128. По сути, это всего лишь переименованные модели от Ensoniq. Цифры 64 и 128 в названиях символизируют количество голосов полифонии, поддерживаемых платами. Новинки были рассчитаны на тех пользователей, которым не нужны продвинутые возможности воспроизведения MIDI — отдельных блоков по обработке этого формата не было.

Развитие технологий производства позволило уместить все необходимые блоки обработки звука в один чип (Ensoniq ES1370), что положительно сказалось на ценах и размерах новинок. Карты научились поддерживать четырехканальные акустические системы — задний канал подключался через вход Line-In.

На этом эволюция не закончилась. Оставлять перспективный рынок на откуп одной-единственной компании было бы глупо. Компьютерные игры совершенствовались, объемное звучание было уже не за горами. К выходу готовились такие хиты, как Unreal, Half-Life и Quake III Arena. Эти игры могли бы многое потерять, не будь в них поддержки технологии объемного звучания. Такой технологией стала Aureal 3D (A3D), разработанная компанией Aureal Semiconductor.

Стандарт A3D быстро стал популярным и позволил даже на стереосистемах воспроизводить объемный звук. Такой эффект достигался путем специфического позиционирования звука и отражения волн от различных поверхностей. Aureal сделала A3D лицензируемым. Разработчики, желающие интегрировать в свою игру поддержку A3D, должны были заплатить за это немалую сумму денег.

Исторически сложилось, что технология A3D могла работать только на звуковых картах с чипами самой Aureal — Vortex и Vortex 2. Но полноценные звуковые карты компания не производила. На выручку пришли партнеры. Самым известным производителем звуковых карт на их основе стала компания Diamond Multimedia с линейкой Monster Sound.

Противостояние продолжается

Выпущенная в 1999 году Monster Sound MX300 поддерживала уже вторую версию A3D. Геймеры не могли нарадоваться новым возможностям звука в играх, но Creative не была бы Creative, если бы вовремя не вмешалась. В августе 1998 года появляется Sound Blaster Live!

Карта заработала отличную репутацию. Похвалить карту действительно было за что. Впервые за всю историю звуковых карт в ней использовался полноценный звуковой процессор EMU10K1, состоящий из 2,44 млн транзисторов, выполняющий до 1000 инструкций в секунду. Небывалая скорость по тем временам. EMU10K1 включал в себя высококачественный 64-голосный wavetable-синтезатор и цифровой процессор FX8010 для наложения эффектов на звуковой поток в реальном времени. Важной вехой в развитии звуковой индустрии стала реализация в Sound Blaster Live! технологии EAX (Environmental Audio eXtensions) версий 1.0 и 2.0. Если уже существующий A3D рассчитывал отражение звуковых волн, создавая объемное звучание, то ЕАХ придавал окружению (игровому пространству) реалистичность. То есть в пещере вы услышите эхо, под водой у вас заложит уши и так далее. В отличие от A3D, ЕАХ был общедоступен для применения — любой разработчик звуковых карт мог реализовать его поддержку в своих решениях, но только на программном уровне. Такой подход позволил технологии ЕАХ моментально стать популярной.

Серия звуковых карт Audigy завоевала сердца пользователей и разработчиков. Линейка Audigy и по сей день очень популярна.

SB Live! не использовала собственную память. Вместо этого карта научилась сохранять данные в оперативной памяти компьютера через шину PCI. Такое решение положительно сказалось на цене. Программисты Creative интегрировали все алгоритмы для написания звуковых эффектов в пакет Microsoft Developer Studio, так что любой разработчик игр мог спокойно их использовать.

SB Live! звучал более качественно, чем его предшественники, так как 32-битный чип EMU10K1 производил цифровую обработку на каждой стадии воспроизведения. Creative декларировала для SB Live! поддержку стандарта 4.1-канальных акустических систем (4 сателлита и сабвуфер), но разделение на каналы было реализовано не совсем так, как полагается. Настоящий 4.1 разбивает центральный канал из 5.1 по двум передним колонкам, а на сабвуфер идет отдельный поток. По версии Creative поток сабвуфера «вычленяется» из 4.0 сигнала на сателлиты. Такая реализация 4.1 сохранилась и по сей день в самых новых звуковых картах от Creative. Этот стандарт был непопулярен и быстро уступил место 5.1 с полноценным центральным каналом.

В это время компания Diamond продвигала звуковую карту Monster Sound MX300 с поддержкой A3D. Все жили счастливо на протяжении пары лет — Creative выпустила несколько версий Sound Blaster Live!, Diamond успешно продавала своего монстра. Чтобы жизнь медом не казалась, компания Creative подала в суд на Aureal за нарушение одного из своих патентов. Aureal выиграла дело, потратив на это много денег и времени. Дальнейшую судьбу компании вы, наверное, уже предугадали. Да, Creative купила Aureal со всеми потрохами. Технология A3D впоследствии воссоединилась с новыми версиями ЕАХ.

Из-за того что чипов Vortex больше не было, Diamond пришлось выпустить Monster Sound MX400 на относительно слабом чипе ESS Canyon 3D. В качестве основного преимущества над конкурентами в рекламной компании MX400 было выделено аппаратное ускорение проигрывания MP3-файлов, но к тому времени центральные процессоры вполне справлялись с этой задачей. Звуковая карта осталась невостребованной.

Читайте также  Многоканальный логический анализатор на логических м/с

Представив SB X-Fi, компания Creative в очередной раз доказала свое превосходство над остальными!в

Вплоть до 2001 года Sound Blaster Live! была на пике популярности. Однако настала пора представить новое решение, ведь функции Live! были полностью освоены как разработчиками игр, так и игроками. Появилась звуковая карта Audigy, первая из серии. От предшественницы она отличалась усовершенствованным чипом EMU10K2. Инженеры Creative смогли существенно поднять производительность — новинка поддерживала воспроизведение 64 звуковых потоков DirectSound3D (DirectSound — интерфейс между звуковой картой и операционной системой, DirectSound3D — попытка стандартизировать команды по обработке трехмерного звучания в операционной системе Windows) против 32 у SB Live!, Audigy поддерживала акустические системы формата 5.1 и псевдо-4.1.

Технология ЕАХ подросла в версии и получила название EAX ADVANCED HD 3.0. ЕАХ 3.0 сделал серьезный скачок вперед по сравнению с предыдущими версиями — отныне разработчикам игр стали доступны абсолютно все настройки звуковых эффектов. Например, заходя в виртуальный дом, вы все еще могли слышать журчание ручейка, который прошли пару минут назад.

В игре Hitman 2: Silent Assassin технология ЕАХ ADVANCED HD была применена на полную катушку. Шаги, выстрелы, окружение — все менялось в зависимости от помещения, в котором находился герой. Новые версии драйверов позволили звуковой карте работать с еще более совершенной версией ЕАХ — EAX ADVANCED HD 4.0. Цифро-аналоговый преобразователь Audigy поддерживал 24-битную музыку с частотой дискретизации 96 кГц, но определенные недоработки позволяли работать лишь со стандартными 16-битными сэмплами. За это Audigy подвергся обоснованной критике.

В сентябре 2002 года появилась звуковая карта Sound Blaster Audigy 2, в которой были исправлены ошибки прародителя. Реально звуковой чип претерпел незначительные доработки — именно таким и должен был быть чип Audigy изначально! Новая карта поддерживала воспроизведение 24-битных звуков с частотой дискретизации вплоть до 192 кГц.

Технология EAX ADVACNED HD 4.0 поселилась в Audigy 2 с самого ее появления. Основным отличием новой версии от старой стало смешивание звуков из разных сред. Представьте, что вы приближаетесь к пещере, из которой в вас начинает стрелять противник: вы будете слышать эхо от выстрелов, разносящееся по сводам пещеры. Разработчики уже не так расторопно сработали, и еще долгое время потенциал чипа не был реализован на 100%. Кстати, Audigy 2 умела аппаратно декодировать Dolby Digital EX, после чего акустические системы стандарта 6.1 начали завоевывать сердца покупателей.

В 2002 году компания NVIDIA представляет революционный чип nForce 2. В контексте статьи нам интересна лишь звуковая его составляющая. Чип SoundStorm оказался настоящим штормом на безоблачном небе индустрии звуковых карт. Нанести серьезный удар по рынку, контролируемому Creative, оказалось не так сложно — NVIDIA всего лишь встроила добротную звуковую карту в свой системный чип.

SoundStorm почти не использовал мощности ПК, опираясь на собственный процессор, чего нельзя сказать о картах Creative. Для обработки трехмерного звука SoundStorm использовал переработанную технологию Sensaura. Изначально Sensaura рассчитывалась только на программном уровне, звуковой чип NVIDIA делал это аппаратно. Ну и самой востребованной особенностью SoundStorm стала возможность аппаратного кодирования звукового потока в формат Dolby Digital 5.1.

К сожалению, SoundStorm не получил развития. Заработав положительные отзывы прессы, он снискал спорную популярность среди пользователей. Недоработанное программное обеспечение и наводки от элементов питания материнской платы сделали свое дело.

Ну а Creative продолжила выпускать звуковые карты. Вслед за SB Audigy 2 появились Audigy 2 ZS, Audigy 2 NX. Потом появилась Audigy 4, в которой мы ничего нового не увидели.

Заключение

На данный момент у продукции Creative нет прямых конкурентов. С выходом мощнейшей звуковой карты X-Fi (eXtreme Fidelity), выполняющей 10 000 инструкций в секунду и основанной на цифровом чипе, позиции производителя только укрепились. На рынке присутствует несколько достойных производителей, но пошатнуть незыблемую Creative сложно — вспомните, сколькими хитрыми методами этот производитель прогрыз себе дорогу к славе.

Модернизация звуковой карты SoundBlaster Live! 24-bit своими руками

Данная статья адресована людям, которые хотят получить качественный СТЕРЕО звук от своего компьютера, но которые стесненны в средствах.

В данной статье мы рассмотрим доработку бюджетной карты Creative Live! 24-bit. Как оказалось, в этой звуковой карте Creative применила такой же цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, DAC) CS4382-KQ и набор операционных усилителей ST4558, JRC4556A как и в своём флагмане Audigy2 ZS, который обладает более мощным DSP. Так как нас не интересуют игры, а только проигрывание стерео сигнала, то в таком случае нет необходимости покупать более дорогую Audigy2 ZS. Собственно доработку можно разделить на два этапа, программную и аппаратную.

Часть I. Программная доработка

Прежде всего, необходимо правильно установить драйвера на карту. Фишка в том, что иногда пользователи после того, как Windows обнаружит новое устройство, просто указывают путь в директорию на компакт диске, где находятся драйвера. Работать карта после этого будет, но к сожалению в “Панели управления” будет отсутствовать ярлык на “Device control”, так что устанавливать придётся через setup.exe.

После правильной установки драйверов для звуковой карты, необходимо выполнить следующие действия:

Зайти в “Панель управления”, открыть “Device control” и выставить значения для “Sampling Rate” — 96 kHz и для “Bit depth” – 24 bit. Этим мы зададим нужный режим работы ЦАП (DAC) звуковой карты.

Там же в “Панели управления” открываем “Звук и Мультимедиа”, закладку “Аудио”, далее “Дополнительные свойства звука” и там выставляем расположение динамиков как “Настольные стереодинамики”, и ни в коем случае не “Стереонаушники”. (Здесь и далее я привожу названия окон и закладок для Windows2000, для Windows98 и WindowsXP они немного отличаются):

То же для “Speakers settings” в “Creative mixer” (если вы его установили):

В системном микшере или в “Creative mixer” убираем для входов и выходов все ползунки на минимум и отключаем. Оставляем только “Master volume” и “Wave”. Для получения полного динамического диапазона, желательно выставить их значения на 100%.

Отключаем все эффекты: Equalizer, Audio Effects, CMSS 3D, Time Scaling, Bass Redirection, Bass Bust, Karaoke, Audio Clean-up для того, что бы избежать программной обработки сигнала.

Как и на других мультимедийных звуковых картах от Creative, на Live! 24-bit установлен один кварц 24,576 МГц, из за чего имеем только одну опорную частоту 48 кГц и производную от неё 96 кГц. Частоты 44,1 кГц и 88,2 кГц получаются при помощи аппаратного пересчёта, который реализован на этих картах весьма плохо. Это очень хорошо видно по высокому уровню интермодуляционных искажений, которые можно измерить при помощи программы RMAA5.4.

Для борьбы с этими искажениями необходимо использовать программный пересчёт с помощью SSRC (software sample rate conversion). Для тех, кто использует Winamp, необходимо установить “Direct Sound Output SSRC 2.2.6” плагин, который можно поискать на сайте данного плейера в разделе плагинов или скачать по ссылкам, приведённым в конце статьи. Там же, необходимо найти и установить “CD Reader” плагин для возможности работы DS SSRC плагина при воспроизведении Audio CD и “MAD” плагина для прослушивания мп3 файлов с высоким качеством декодирования (внутренняя обработка сигнала возможна с разрешением до 32-bit). Популярный плейер Foobar2000 имеет встроенный DS SSRC плагин, для других популярных плейеров DS SSRC плагин к сожалению обнаружить не удалось.

Итак, приступим к конфигурации перечисленных плагинов:

Включаем “Allow hardware acceleration”:

Устанавливаем передескетизацию в 96 кГц / 24 бит и включаем “Fast mode”:

В настройках MAD плагина устанавливаем разрешение 24 бит:

Плагин “CD Reader” в настройке не нуждается:

На этом всё, переходим к аппаратной доработке Live! 24-bit.

Часть 2. Аппаратная доработка SoundBlaster Live! 24-bit

Этот раздел посвящен настоящим энтузиастам, которые умеют держать паяльник в руках, или имеющих друзей, обладающих таковыми умениями.

Прежде всего, хотелось бы обратить внимание на низкое качество операционного усилителя установленного на “front out” JRC4556A, единственным плюсом которого является высокая нагрузочная способность Io=70mA, что позволяет ему раскачивать наушники с любым импедансом. Меняем его на OPA2132UA, который обладает очень низкими собственными шумами и нелинейными искажениями. Так же можно применить более дешевый аналог OPA2134UA, который при тех же характеристиках, обладает немного повышенным уровнем нелинейных искажений по сравнению с OPA2132UA. После этого, выбрасываем на выходе операционного усилителя mute-ключи, а в место них ставим перемычки или smd-резисторы низких номиналов, замыкая при этом два нижних крайних контакта:

Далее необходимо заменить штатные электролитические конденсаторы по питанию на более качественные. Например, для питания цифровых цепей рекомендуют Sanyo Os-Con, а для питания аналоговых цепей рекомендуют Rubycon BlackGate PK, но т.к. разница в качестве фильтрации импульсных помех между ними не большая, а по цене вторые гораздо дороже первых, то свой выбор остановим на Sanyo Os-Con. Я делал так:

На входе +12V c шины PCI: С85, С96 заменил c 22мкFх25v на Rubycon 47мкFх16v.

Питание DAC (CS4382-KQ): C78, C102, питание ADC (WM8775): C98, C112, C100, C115 заменил c 10мкFх16v на Sanyo Os-Con 10мкFх6,3v.

Питание операционных усилителей: C80, C81 заменил c 22мкFх16v на пару Sanyo Os-Con 10мкFх6,3v (один на штатное место, а второй снизу платы параллельно к выводам первого).

Питание других цепей: C135, C136, C137, C142 заменил c 22мкFх16v на пару Sanyo Os-Con 10мкFх6,3v (один на штатное место, а второй снизу платы параллельно к выводам первого).

Ёще один Sanyo Os-Con 10мкFх6,3v добавил параллельно С92.

Выглядит это так:

И с обратной стороны:

Перед этим замерил реальные напряжения на всех конденсаторах, т.к. в наличии были конденсаторы Sanyo Os-Con только на 6,3v и как оказалось, 16v у штатных электролитов было выбрано с большим запасом.

При замене электролитических конденсаторов строго соблюдайте полярность!

На что ещё хочется обратить внимание, так это на низкое качество выходных разъемов. Эту проблему можно решить путем вывода качественных RCA разъемов на одну из металлических планок-заглушек. Я, кроме всего, к этой планке припаял PCI плату-экран из фольгированного текстолита, для экранирования звуковой карты от электромагнитных наводок, порождаемых внутренностями компьютера:

В сборе эта конструкция выглядит следующим образом:

Штекера, которые обычно используют для подключения звукового кабеля к приводу CD-ROM, я использовал как временное явление. В перспективе попытаюсь найти им более качественную замену, или припаяю провода напрямую к звуковой карте.

На внешнюю планку вынесены “Line-out” и “AUX-in”. Почему “AUX-in”? Да потому, что он мене шумный чем “Line-in”, т.к. входная цепь состоит всего из двух элементов, электролитического конденсатора (С126 для левого канала, С125 для правого канала) и резистора (соответственно R97 для левого канала и R96 для правого канала), подсоединенных напрямую ко входам AIN4L и AIN4R АЦП WM8775. А цепи “Line-in” коммутируются через аналоговые ключи и проходят в непосредственной близости с цепями питания и цифрового входа/выхода.

Качество “AUX-in”, можно оценить по анализу спектра сигнала в программе CoolEdit при записи “цифровой тишины” при положении регулятора уровня записи на 50%:

Читайте также  Как спрятать проводку в стене без штробления?

В общем, на данный момент всё, хотя есть ещё потенциал для дальнейшей доработки. К примеру, можно заменить штатный керамический резонатор на кварцевый такой же частоты. А так же дополнительно почистить питание с помощью индуктивностей и т.д. Чем и собираюсь заняться в перспективе.

В результате данных доработок, мы получаем звучание, которое не уступает по качеству более дорогим полупрофессиональным звуковым картам. К сожалению, не удалось уловить существенную разницу по результатам измерений в RMAA5.4, но это скорее всего связано с тем, что характеристики АЦП у Live! 24-bit хуже чем характеристики ЦАП, а референсной карты под рукой не было.

Жизнь после Live – 2. Обзор семейства звуковых карт Creative Sound Blaster Audigy2. Часть I, теория и маркетинг

Предисловие

Кто бывал, тот знает, а кто не бывал — узнает сейчас. В Соединенном Королевстве на дорогах нет луж. Там дождей не бывает, скажете? Дождей на Туманном Альбионе, уверяю вас, предостаточно. Порою похлеще, чем у нас. А вот луж нет. Секрет прост: проезжая часть сделана с выверенными уклончиками, сплошь и рядом аккуратные дренажные колодцы. Кстати, регулярной прочистки «ситичек» дренажей не наблюдалось. Очевидно, по той причине, что мусор на улицах отсутствует, даже спички горелой не найдешь… Вот вода и стекает сама по себе. Довелось самолично засвидетельствовать, как шотландцы чинили выбоину на асфальте, образовавшуюся по всей ширине дороги от расшалившегося ручья. Сначала сделали объезд времянку. Потом накрыли место ремонта тентом. Пару дней старательно вычищали, укладывали, вылизывали. Проезжая это место утром и вечером в такси (принимающая фирма оплачивала), мы неизменно лицезрели деловитые спины рабочих в ярких робах. Судя по всему, что такое перекур — им было незнакомо с детства. Местный шофер рассказал fun story, как его супруга однажды не справилась с управлением автомобиля из-за гололеда без последствий для здоровья и как страховая фирма мгновенно возместила материальный и моральный ущерб. Да-а-а, видать, неспроста колдуют вдохновленные рабочие над дорогой… И вот в одно прекрасное утро (поговорить о погоде в радужных тонах, какая бы она ни была на самом деле — одно из любимых британцами правил хорошего тона), когда солнце, дождь и ветер резвились от души, проезжаем отремонтированный участок, не сбавляя скорости на 80 милях в час. Oh yes! Если бы пассажиры в этот момент наливали в бокалы виски (а настоящий скотч пьют, как и коньяк, теплым, после еды, из низких широких бокалов), то не пролилось бы ни капли. Дорога сделана по уму, однако!

Перенесемся в жарко-душную юго-восточную Азию, в штаб-квартиру Creative Technology Ltd. Расположенное в интернациональном бизнес-парке Сингапура, восьмиэтажное футуристическое здание окаймлено шестиэтажным С-образным подиумом. Неслышимые кондиционеры разносят прохладный морской бриз по многочисленным уютным банкетным холлам, студиям, function and meeting rooms. Все это создает комфорт телу и душе персонала, помогая сохранить неповторимый дух Creative. Корпорация, чьи представительства нынче разбросаны по всему свету, была образована 1 июля 1981 года. Основатели мудро предвидели, что мультимедиа послужит революцией на пути взаимодействия человека с персональным компьютером.

(Чтобы не вмешиваться в канву, задуманную автором, вставлю в скобках замечание, от которого не могу удержаться. Андрей противопоставил Британию и Сингапур, забыв, что Европейский центр компетенции Creative находится в соседней с Великобританией еще более туманной Ирландии, где все очень похоже — только солод для виски проращивают без применения торфа и темное пиво называется «Гиннесом». А лужи если и встречаются, то в в них можно безбоязненно мыть руки.)

Основными вехами мультимедийного взрыва стали звуковые карты SoundBlaster и SoundBlaster Live! Благодаря им сначала в персональном компьютере поселились «миди»-звуки (см. www.ferra.ru/online/multimedia/12912), потом «мульти»-звуки превратились в музыку уровня высококачественного Hi-Fi. Были и менее удачные модели, которые втихаря быстро модернизировались или с помпой сменялись более продвинутыми.

Не надо быть провидцем, чтобы утверждать, что скоро, очень скоро в наших квартирах поселятся «домашние развлекательные центры», которые объединят в себе компьютер как хобби и как инструмент, музыкальный центр, телевизор и игровую приставку. Сегодня же речь пойдет о том, как музыка профессионального качества, ранее звучавшая лишь в студиях звукозаписи, становится доступной каждому, имеющему персональный компьютер. Вдобавок обсудим, удалось ли Creative упрячь коня и трепетную лань, создав фактически звуковую карту на все случаи жизни (all-in-one?).

Год назад мы со сдержанным оптимизмом отозвались о появлении звуковых карт семейства Audigy, однако оно прекрасно прижилось. Собственно, в этом мы и не сомневались: больше функций при той же цене — золотое правило для новинок компьютерного рынка последних лет. Восточно-европейская презентация Audigy2, состоявшаяся в октябре в Варшаве, куда нас любезно пригласило российское представительство Creative, была проведена достаточно помпезно, но, откровенно говоря, не оставила впечатления революции. Вдоволь наэкспериментировавшись с сэмплом и дождавшись официальных поставок, мы, наконец, предлагаем вам собственную версию обзора Audigy2.

Creative Audigy2. Без прикрас

Серия звуковых карт Audigy2 состоит из трех основных продуктов:
• SoundBlaster Audigy2 (цена от 149 до 189 евро в зависимости от страны и комплектации; в России появилась в продаже по цене от 139 долларов)
• SoundBlaster Audigy2 Platinum (от 219 до 289 евро)
• SoundBlaster Audigy 2 Platimun eX (цена не известна, выпуск в начале 2003).

Под стать цене и значимости момента (спустя год нельзя представить просто перекрашенную коробку) предусмотрены следующие маркетинговые приращения в функциональности и характеристиках:
• Воспроизведение DVD-audio (впервые на персональном компьютере!) в формате до 24 бит@192 кГц, для чего был создан специализированный плейер
• Обалденное звук (про рекламируемые –106 дБ — отдельный разговор далее)
• Запись стереосигнала с 24-битным квантованием и частотой дискретизации 96 кГц
• Озвучивание от двух до 6+1 каналов на выбор
• THX-сертифицированная основа для создания домашнего кинотеатра
• Идеал для геймера (замечу, в комплекте идут игры: Soldier of Fortune II Double Helic или Hitman 2 Silent Assassian)

Для версии Platinum помимо вышеперечисленного добавляется:
• Коммутационный блок (цифровые входы выходы, в том числе оптические, регулируемый по мощности выход на наушники, регулируемый по чувствительности вход микрофона, специализированные миди входы-выходы и т.п.)
• Пульт дистанционного управления
• Комплект программного обеспечения для создания музыки (Steinberg Cubase VST, Native Instruments Traktor DJ, Ulead 5.0)

Что добавляется к SoundBlaster Audigy 2 Platimun eX, становится ясно, судя по внешнему виду лицевой и задней сторон.

Наконец, не думаю, что нижеизложенное достоинство вызовет эйфорию, но для очистки совести отчитаюсь о новаторской поддержке Audigy2 вышевшего в свет Widows Media Player версии 9, который не только воспроизводит потоковое аудио из Интернета (причем вплоть 5+1 каналов), но и якобы записывает в 24 бит @ 96 кГц.

Технические характеристики, заявленные производителем

Все познается в сравнении, посему наряду с новобранцами освежим кое-что в памяти по поводу старичка Live! и обычного Audigy.

106 дБА**(фронтальные и тыловые каналы)

90 дБА(центр, сабвуфер, тыл)

106 дБА**(фронтальные и тыловые каналы)

90 дБА(центр, сабвуфер, тыл) Сертификация THX* нет нет да да Цифровой вход апгрейд апгрейд апгрейд да Оптические входы/выходы нет нет нет да Дистанционное управление апгрейд апгрейд апгрейд да Максимальные параметры при записи 16 бит48 кГц 16 бит48 кГц 24 бит96 кГц 24 бит96 кГц * — Сертификаты выдает на свое усмотрение контора спецов по многоканальному озвучиванию кино, основанная Лукасом при создании звуковых эффектов к Звездным войнам. По утверждению Creative, полную сертификацию на сентябрь 2002 получила лишь Audigy2. ** — При воспроизведении цифрового сигнала 24 бит 96 кГц и при амплитуде на выходе, равной 2 В (соответствует положению фейдера в микшере примерно >90..94% )»/>

* — Сертификаты выдает на свое усмотрение контора спецов по многоканальному озвучиванию кино, основанная Лукасом при создании звуковых эффектов к Звездным войнам. По утверждению Creative, полную сертификацию на сентябрь 2002 получила лишь Audigy2.

Для аудиофилов, продвинутых геймеров. Для домашнего театра

Глубина цифрового звука, бит

Мах частота дискретизации при воспроизведении, кГц

Отношение сигнал/шум на аналоговых выходах

94 дБА(фронтальные и тыловые каналы)

100 дБА(фронтальные и тыловые каналы)

106 дБА**(фронтальные и тыловые каналы)

90 дБА(центр, сабвуфер, тыл)

106 дБА**(фронтальные и тыловые каналы)

90 дБА(центр, сабвуфер, тыл)

Максимальные параметры при записи

* — Сертификаты выдает на свое усмотрение контора спецов по многоканальному озвучиванию кино, основанная Лукасом при создании звуковых эффектов к Звездным войнам. По утверждению Creative, полную сертификацию на сентябрь 2002 получила лишь Audigy2. ** — При воспроизведении цифрового сигнала 24 бит 96 кГц и при амплитуде на выходе, равной 2 В (соответствует положению фейдера в микшере примерно >90..94% )

Ключевые технические характеристики Audigy2:
• Воспроизведение сигнала 24 бит 192 кГц в режиме 2х каналов (стерео)
• Воспроизведение сигналов c частотой дискретизации 96 кГц в режимах от 2х каналов до 5+1
• Запись сигналов в 24 бит с частотами дискретизации 8, 11.025, 16, 22.05, 24, 32, 44.1, 48 и 96 кГц
• Рабочая полоса частот для сигналов 24 бит 96 кГц (+/- 3 дБ): от 10 Гц до 46 кГц
• Цифровой выход до 24 бит 96 кГц
• Многодорожечная запись/воспроизведение (ASIO) 16 бит 48 кГц с задержкой от 2 мс
• Декодирование DolbyDigital 5.1 (в аналоговом и цифровом видах) и 6.1 (только в аналоговом виде, на выходы самой Audigy2)
• Аппаратное ускорение улучшенных цифровых 3D эффектов в играх
• Аппаратный синтезатор с 64-голосовой полифонией
• Загрузка wavetable сэмплов до 2 Гб (используя память компьютера)

Вторая жизнь X-Fi – перенаправление звукового потока без проводов в современную звуковую карту


Карты X-Fi у Creative технически были самыми лучшими со стороны обработки звука в играх. Современные карты обладают более хорошим аналоговым трактом и одновременно менее качественными алгоритмами обработки звука, что делает логичным использовать от X-Fi только DSP, а аналоговую часть от современной карты, соединяя карты по SPDIF. Если у современной карты нет входа SPDIF, то это не значит, что нужно выбирать между X-Fi с устаревшей аналоговой частью и новой картой с программной обработкой, т.к. карты могут работать вместе стандартными средствами ОС.

Карты X-Fi у Creative технически были самыми лучшими со стороны обработки звука в играх. После выхода Vista возникли ограничения с реализацией аппаратного звука. Позже эти проблемы были решены, но развитие аппаратно звука было практически остановлено. Новые карты от Creative продолжили развитие в общей функционально и заодно подтянули аналоговую часть, но для игр был сделан шаг назад. Обработка звука в X-Fi являлась предпочтительной, т.к. в последующих версиях карт эта обработка стала программной.

Идеальным вариантом является использование базовой карты X-Fi с внешним высококачественным ЦАП подключенного по SPDIF. Но, такой вариант подходит далеко не всем, т.к. внешний ЦАП сам по себе отнюдь не дешевый или может располагать только входом USB. Чаще возникает желание добавить внутреннюю карту с более совершенной аналоговой частью, вроде ASUS Essence STX, Strix DLX, Phoebus или новые карты Creative ZxR или AE-5. Если не считать ZxR, то у вышеперечисленных карт нет цифрового входа, а у ZxR есть только оптический вход, к которому не подключить ряд базовых карт X-Fi без дополнительного модуля (на плате есть только «гребенка» с электрическим SPDIF).

Читайте также  Внешняя проводка в квартире

Еще вариантом может быть использование современного плеера с функцией USB-DAC, от таких производителе, как FiiO, Luxury&Precision, iBasso, Astell&Kern и других.

Оказывается, в ОС Windows 7 (и возможно в 8/10) можно перенаправить звуковой поток без использования внешнего ПО.

Назначить X-Fi как карту по умолчанию. Режим установить в Game Mode. В записи по умолчанию выбрать What U Hear и активировать “прослушать с устройства (вторая карта)“. После запуска игры звук появится на выходе выбранного устройства!

А что же с качеством передачи? Не деградирует ли звуковой поток?

Для ответа на этот вопрос силами лаборатории Reference Audio Analyzer был проведен скрупулезный технический тест, где не было места субъективному впечатлению — «послушали так и эдак и кажется так-то и так-то».

Для теста был использован внешний ЦАП Audiolab M-DAC, у которого есть не только USB вход, но и цифровые входы и выходы. При этом на цифровые выходы у M-DAC транзитом шел цифровой поток с входа. Запись с цифрового выхода SPDIF на цифровой вход производилась через профессиональную карту от E-MU. Т.е. никакого «аналога» с маскирующими шумами — только цифровой поток.

Основной задачей было выявить наличие или отсутствие разницы звукового потока:

  • с SPDIF выхода X-Fi в Audiolab M-DAC
  • перенаправление звукового потока из X-Fi через USB в M-DAC силами ОС

Дополнительно тест был проведен и для 44.1 к основной частоте дискретизации 48 кГц, т.к. в настройках для X-Fi была доступна частота 44.1 кГц на запись и воспроизведение, хотя для режима Game Mode 44.1 кГц быть не должно.

Исходный сигнал воспроизводился через foobar2000 через Wasapi и DirectSound. Режим у X-Fi — Game Mode, все эффекты отключены для наглядности в результатах теста. В играх Wasapi конечно не будет, но в целом возможные различия могли бы дать интересную информацию.

Результаты

Выяснилось, что важным условием для корректной передачи звукового потока является установка одинаковой частоты дискретизации для X-fi и второго звукового устройства, в противном случае ОС добавляет лишних искажений от конвертации частоты. Причем частота должна быть установлена и для X-Fi «динамики» и для X-Fi «цифровой выход».

Режим 48 кГц

В режиме 48 кГц никакой разницы нет, USB или SPDIF, DirectSound или Wasapi. Ожидаось, что DirectSound традиционно даст хуже результат, а перенаправление через USB еще подкинет искажений. Но такого не видно. В то же время поток передается не бит в бит, есть незначительные искажения, которые наиболее показательны в тесте динамического диапазона. Но они очень небольшие. Скорее всего, это следствие прохода потока через DSP X-Fi. Эти искажения не принципиальны еще и по той причине, что с аналогового выхода их отловить не получится, а по цифровому соединению важно лишь, уступает перенаправление по USB против SPDIF или нет.

Как итог — без разницы, USB или SPDIF!

Режим 44 кГц

В режиме 44 кГц результат неожиданный. В DirectSound -USB результат аналогичен для 48. В остальных режимах немного добавляется шума в низкочастотной области. Т.е. режимы для 44 вполне рабочие, но лучше ими не злоупотреблять.

Другие особенности

Вначале не сразу заработала передача по USB и возникло предположение, что при переназначении на другую карту надо делать перезагрузку системы. Но оказалось, что как только открывается страница браузера с окном от YouTube — звук отрубается, и после может воспроизводится только от окна YouTube, хотя визуально все якобы работает. Возможно и при других сочетаниях программ может быть такой эффект.

Из очевидного, в связке с X-Fi для второй карты желательно выбирать режимы без эффектов, вроде «Direct» для AE-5.

Информация о X-Fi и развитии карт

Информация не претендует на историческую точность и официальные варианты и пояснения событий. Это общее представление ситуации и доводы в сторону X-Fi для игр на фоне новых звуковых карт.

В начале пути у Creative у были достаточно серьезные конкуренты вроде Aureal 3D и Sensaura 3D, делавшие ставку на HRTF фильтры для объемного звучания. Creative делал ставку на аппаратную обработку звука с помощью профессиональных DSP от E-MU. Постепенно Creative купил Aureal 3D и Sensaura 3D. Многие это восприняли как банальное «устранение конкурентов». К сожалению, подача информации была настолько расплывчатая, что не было ясно, зачем вообще был нужен X-Fi для игр без поддержки EAX. А особенности работы карты и возможности EAX рассматривались лишь как набор дополнительных функций, напрямую зависящих от версии.

На самом деле были изменения и в базовых алгоритмах, что позволило получать более качественный звук в играх без EAX и без использования доп. эффектов вроде эквалайзера или Crystalizer.

Одной из проблем «грязного» звука Aureal, Sensaura3D и карт от Creative до X-Fi было следование стандарту AC’97 для простых кодеков, который предписывал работать на частоте 48 кГц. Так как большинство семплов в играх было от записей, кратных частоте 44,1 кГц, то не кратные преобразования в 48 кГц здорово ухудшали конечное качество звука.

Aureal не дожил до звуковых карт с хорошей аналоговой начинкой, а вот Creative Audigy уже содержал на борту нормальный ЦАП. Но аппаратно карта не содержала второго генератора и не могла работать на 44.1 кГц.

Альтернативные карты, такие как Terratec Aureon Space, Audiotrak Prodigy, M-audio Revolution поддерживали 44.1 кГц, но алгоритмы Sensaura3D работали только в режиме 48 кГц.

Процессор X-Fi был намного мощнее процессора E-MU и 90% его мощности было направлено на качественный пересчет семплов из 44,1 в 48 кГц (по аналогии с видеокартами — это наличие хорошего фильтра антиалиасинга, против убогой программной реализации). И именно из-за этого X-Fi позволял получить более чистый звук, продолжая работать в сетке частот, кратной 48 кГц.

Т.е. в играх без EAX, но с расчетом позиционирования источников X-Fi звучал чище, чем предшественники. Более того, именно в карты X-Fi были добавлены алгоритмы обработки от Sensaura3D (MacroFX и ElevationFilter). Эти эффекты не входят в EAX, а используются при базовом позиционировании источников. Эти эффекты убрали (или не добавили, поленились перенести) в линейках Z и E (включая последнюю AE-5).

У первых карт ASUS использовался Xear3D, у последних STRIX и U7 II — A-Volute, которые возможно работают сразу на 44.1 кГц и не добавляют лишних искажений.

У кого в итоге лучшие HRTF алгоритмы безотносительно EAX – это отдельная тема. Важно то, что по описанному способу можно взять наиболее простую (недорогую) карту с нужными алгоритмами, а воспроизводить через наиболее лучшее из имеющихся устройств у пользователя. От исходной карты в драйвере требуется наличие записи воспроизводимого потока. У Creative это называется как ”What U Hear”, у ASUS — ”Wave”.

При выборе карты X-Fi надо обратить внимание, что некоторые модели не содержат DSP и используют софтовую реализацию алгоритмов (вариации Xtreme Audio).

Драйвер Windows 7 x64 для звуковых карт Creative SB Live!

В конце 90-х звуковая карта Creative SB Live! произвела революцию в области записи и воспроизведения звука на персональном компьютере. Вся мощь чипов EMU10K1 и EMU10K2, на которых собрано семейство SB Live!, идёт на обработку самого звука, не загружая центральный процессор. Они работает со звуком с частотой до 48 kHz. Соотношение сигнал/шум составляет 96dB. Картой поддерживаются стандарты: DirectSound, DirectSound3D, Environmental Audio Extensions (EAX). К сожалению, эпоха Windows XP закончилось, а с ней и время активного использования SB Live!, так как Creative прекратила поддержку этих звуковых карт.

Благодаря Евгению Гаврилову и его проекту kX Project, звуковые карточки серии SB Live! получили вторую жизнь. Им написаны драйвера для операционных систем Windows 7, 8, 10, в том числе x64. Стабильную версию драйвера можно скачать из вложения в конце данной статьи.

Список звуковых карт, поддерживаемых проектом kX Project:

— The E-mu Audio Production Studio (APS) card;

— The motherboard models of 10k1 cards (M002, M003 and others);

— PCI256 (CT4890, CT4891 and CT4893) and PCI512 (CT4820 and SB0150);

— including OEM model (CT4790);

— The original Live! (CT4620) and Live! Value cards (CT4670);

— The Live! X-Gamer, Live! MP3+, Live! Player 1024, Live! Platinum cards (CT4760) and value cards (CT4780);

— The Live! X-Gamer 5.1, Live! MP3+ 5.1, Live! Player 5.1, Live! Platinum 5.1, Live!;

— Digital Entertainment 5.1 cards (SB0060, SB0100, SB0102, SB0220, SB0222, SB0103 and SB0105) and Value 5.1 (SB0101);

— The generic and custom OEM Live cards (CT4830, CT4831, CT4832, CT4850, CT4870, CT4871 and CT4872);

— The Audigy series, including the Audigy MP3+, X-Gamer, Platinum and OEM cards (CT0070, CT0072, SB0090 and SB0092);

— The Audigy 2 series, including Gamer, Platinum, Platinum eX and OEM cards (SB0242, SB0244, SB0320, SB0240, SB0240P, SB0280);

— The Audigy 2 ZS series, including Audigy 2 ZS Gamer, Platinum and OEM cards (SB0350);

— The Audigy 2 ZS Platinum Pro is not fully supported yet. There are issues with the line in ADC;

— 24/96 support for the Audigy 2 and Audigy 2 ZS cards is under development;

— Audigy 2 Value (SB0400), Audigy 2 ZS Notebook (SB0350) and Audigy 4 Pro (SB0380) cards are partially supported;

— Soundblaster Live! 5.1 cards (SB022x) are supported;

— Soundblaster Live! 24 Bit and Audigy LS are incompatible with kX, since they do not use the 10kX chips;

— Audigy2 ZS Notebook is supported, although some limitations apply;

— E-mu E-DSP based PCI devices are supported (0404, 1212, 1820, . ).

Порядок установки драйвера в Windows 7 x64:

1. Входим в BIOS и отключаем встроенный в материнскую плату кодек Realtek;

2. Ставим карточку в PCI слот, грузим ОС и ставим драйвер:

3. Если после перезагрузки компьютера звука нет, а в трее шкала со звуком есть, и все признаки того, что дрова встали — делаем следующее: Панель управления => Звук и ставим «Master Mixer» устройством по умолчанию как на картинке.

4. Если звук по-прежнему не появился — убеждаемся что в «диспетчере KX» отключён реверс тыла и фронта.

5. Если из колонок идет треск — кликаем правой кнопкой мыши на иконке KX в трее, «настройки» => «настройка буферов» и выставляем значения (1024KB, 9600bytes (

10.00ms), 16384bytes, 6 buffers, 4096 samples) как на картинке и жмём галочку:

Еще вариант настройки:

— идем «Панель управления» => «Звук», переключаемся на режим «Wave Out 2/3»

Используем KX-диспетчер с тонкими настройками: C:Program FileskX Audio Driver3550kxmixer.exe

1. Микрофон должен быть воткнут в красный/розовый порт вашей карты SB Live!;

2. «Панель управления» => «Звук». Вкладка «Запись» должна выглядеть как на картинке.

3. Открываем «диспетчер KX»: kxmixer.exe, во вкладке «AC97-кодек» ставим источник — «Мик», включаем и увеличиваем шкалу «Analog Recording Gain:»

4. Во вкладке «Запись» включаем и увеличиваем шкалу «Запись с AC97-кодека»:

5. Проверьте стоит ли процесс kxmixer.exe (диспетчер KX) в автозагрузке, иначе при перезагрузке все значения сбросятся.

Надеюсь данная новость будет приятной для многих любителей качественного звука.