Soundkarte

Jeder Computer hat standardmäßig einen eigenen Lautsprecher, der von jeher für akustische Signale genutzt wurde, um den Dialog zwischen Computer und Nutzer zu unterstützen.
So werden seine Pieptöne eingesetzt, um z.B. auf das Ende bestimmter Programmschritte aufmerksam zu machen oder er "meldet"
sich, wenn ein zwingendes Feld ohne Eintragung verlassen wird u.s.w.

Die Vielfalt solcher Möglichkeiten mag zwar manchen Programmierer beflügelt haben, dem Beeper mehr oder weniger melodische Klänge ab- zuringen, der damit verbundene Aufwand an Rechenzeit und Daten setzt aber Grenzen.
Und die Ernüchterung tritt ein, wenn man Klangfülle erwartet, die so nicht zu erreichen ist.

Das Problem besteht für den Computer dabei in seinem "Bitverstand", der nur zwei Zustände erkennen kann, "Strom ein" oder "Strom aus".

Seine Arbeitsgrundlage hat damit eine digitale Basis. Schallwellen, die für Geräusche und Töne, Musik und Klang, also den Sound sorgen, können nur analog von elektrischen Schwingungen aufgenommen werden. Und auch die Abgabe der Tonsignale über die Lautsprecher muß wieder in analoger Form erfolgen.

Die Soundkarte als Erweiterungssteckkarte schafft Abhilfe, auf ihr befinden sich die Bausteine, die sie zum Tonstudio des Computers werden lassen, nicht ganz ohne weitere Hilfsmittel, die über gesonderte Ein- und Ausgänge mit ihr verbunden sind. Dazu gehören:

- Audio-Eingang: z.B. für CD-Spieler oder Kassettenrecorder
- Audio-Ausgang: z.B. für Boxen oder Kopfhörer, auch Stereoanlagen
- Mikrofoneingang
- MIDI-Anschluß (MIDI - Musical Instruments Digital Interface): z.B. für
Keybord oder Synthesizer, aber auch Joystick
- Lautstärkeregler

Gängige Standards sind derzeit die Sound-Blaster-Karte und die Sound-
Blaster-PRO-Karte.

Wie funktioniert nun dieses "Tonstudio" auf digitaler Basis, mit der der Computer mittlerweile Klangqualitäten erreicht, die seinen Einsatz auch für Musikinteressierte und den Multimedia-Bereich interessant machen? Es werden für das Erstellen von Klängen und ihre Wiedergabe derzeit drei Verfahren angewendet.

Bei der FM-Synthese (FM - Frequenzmodulation) werden Oszillatoren durch den Computer gesteuert.

Entsprechend den Steuerbefehlen werden von den Oszillatoren Töne erzeugt. Dem einen Oszillator wird dabei eine bestimmte Tonvorgabe zugewiesen, die durch den anderen Oszillator über eine Frequenz- modulation verändert wird.

Die Oszillatoren selbst arbeiten analog. Je mehr Modulatoren eingesetzt werden können, desto wohlklingender das Ergebnis. Doch gerade in der Anzahl an Modulatoren hat dieses Verfahren seine Grenzen.

Die ersten Soundkarten wurden mit einem FM-Chip ausgestattet. Daß ihr Klang mit dem Synthesizer-Sound übereinstimmt, ist nicht verwunderlich, wurde dieses Verfahren doch aus diesem Bereich der Klangerzeugung übernommen.

Inzwischen steht ein anderes Verfahren im Vordergrund, das Sampling.

Die Stärke des analog empfangenen Schallsignals wird für den Computer im A/D- Wandler (A/D - analog/digital), auch Digitizer, in Zahlenwerte umge- setzt, sie werden digitalisiert. Dieser Vorgang vollzieht sich in der Sekunde mehrere tausend Mal.

Die Zahlenwerte werden später, als Datei gespeichert, durch den D/A- Wandler (D/A - digital/analog) wieder in analoge elektrische Spannungen rückverwandelt und bilden die Grundlage für die Schallsignale, die über den angeschlossenen Lautsprecher als solche empfangen werden können.

Qualitätsmaße sind beim Sampling die Anzahl der gemessenen Signale je Sekunde (Samplingrate) in Hertz und die Genauigkeit, mit der ein analoges Signal in Zahlenwerte umgesetzt wird (Samplingtiefe).

Die Samplingtiefe wird in Bit angegeben. Je höher beide Werte sind, desto besser ist die Klangqualität bei der Reproduktion durch die Soundkarte. Gute Sound- karten verfügen über eine Samplingrate von 44,1 kHz und 16 Bit.

Auch dieses Verfahren hat seine Grenzen durch die extrem hohe Daten- menge an Samplingdaten, wenn längere Spielzeiten von Audio-Quellen genutzt werden sollen. Außerdem sind mit diesem Verfahren einmal umge- setzte digitale Töne unveränderlich, ein Nachteil besonders für das Musizieren.

Durch das Wavetable-Verfahren können die Nachteile der vorangegan- genen Verfahren stark reduziert werden. In einem EPROM-Baustein wird für jeden möglichen Klang ein Sample (Muster) in einer Wellenform- Tabelle (Wavetable) gespeichert. Auf diese kann vom Soundprozessor zurückgegriffen werden, ohne das das Musikstück in seiner vollen Länge dem Sampling unterzogen wurde.

Es besteht die Möglichkeit, daß einige mit FM-Modulation ausgestattete Sound-Karten mit einem Soundprozessor für das Wavetable-Verfahren nachgerüstet werden können. Dann werden beide Verfahren arbeitsteilig genutzt, d.h. für die Stimme die FM-Modulation, das Wavetable für den Klang.

Für den Einsatz von Soundkarten kommen drei Anwendungsgebiete in Frage, die entsprechend unterschiedliche Anforderungen an die Soundkarte stellen:

- die Unterstützung von Computerspielen
- der Sound im Multimedia-Bereich
- Musizieren mit dem Computer

Ausschlaggebend für die Wahl der Soundkarte wird in erster Linie das Einsatzgebiet sein, aber es stehen beim derzeitigen Angebot einige Probleme, die in die Überlegungen mit einzubeziehen sind.

Nicht alle Soundkarten mit guten Soundbausteinen führen zum erwarteten Erfolg, weil sie von der angewendeten Software nicht entsprechend ausgeschöpft werden.

Ältere Karten wurden über Jumper konfiguriert, bei neueren wird über Soft- waretreiber die notwendige Einbindung ins System vorgenommen. Weil diese Treiber zu Beginn immer wieder neu geladen werden müssen und Speicherplatz im RAM-Speicher belegen, kann es zu Engpässen an Speicherplatz kommen. Im Extremfall muß der Sound wegfallen.

Will man alle Möglichkeiten des Sounds im Multimedia-Bereich ausschöp- fen, muß die Soundkarte für die Aufnahme und die Wiedergabe mit CD- Qualität beim Sampling wirksam werden. Von Vorteil ist, daß hierbei die notwendigen Treiber mitgeliefert werden.

Für das Musizieren mit Computer ist eine MIDI-Ausstattung notwendig. Der Einsatz einer Wavetable-Karte dürfte hier derzeit zu den zufrieden- stellendsten Ergebnissen führen. Eine besondere Beachtung benötigt die Software, die in ihrer Leistungsfähigkeit alle Nuancen des Musizierens unterstützen sollte!

Es gibt einige Soundkarten mit Schnittstellen für CD-ROM-Laufwerke. Vielleicht verhilft das Abhören der Lieblingsmusik-CD während der Computernutzung zu einem entspannteren Arbeiten.

Eine normierte Steckerbelegung ist leider noch nicht in Sicht. Ein Blick ins Handbuch auf die Verschaltung ist also unerläßlich.

Im Prinzip ist die Installation der Soundkarte ebenso unkompliziert wie bei anderen Erweiterungskarten. Doch sollte sie so weit wie möglich von anderen Erweiterungskarten entfernt eingesetzt werden, um ein Rauschen durch Überlagerung auszuschließen.

"Doppelausführungen", z.B. ein bereits vorhandener Gameport, müssen deaktiviert werden. In der Regel wird das vorteilfhafter auf der Soundkarte vor ihrer Installation erfolgen. Meist sind vorhandene Jumper oder DIP-Schalter ausreichende Hilfen dafür.

Besondere Beachtung benötigen Portadressen und Interrupteinstellungen. Sie können von der Soundkarte in gleicher Weise belegt sein wie bereits vorhandene.

Die Beibehaltung gleicher Adressen und Einstellungen führt zu Problemen. Eine Information über die bisherige Konfiguration des PC ist also dringend angesagt. Windows liefert hierfür ein Standardverzeichnis.

Daß der Standardlautsprecher des PC für die Wiedergabe der angestrebten Klangqualität nicht ausreicht, ist fast nicht mehr erwähnenswert.

Aber auch die Wiedergabe über zwei zusätzliche Lautsprecherboxen - manchmal als "Beigabe" zur Soundkarte mitgeliefert - kann hohen Ansprüchen nicht immer gerecht werden.

Der Einsatz einer Stereo-Anlage dürfte dann die beste Lösung sein. Eine hochqualitative Soundkarte kombiniert mit hochwertigen Boxen kann zwar durchaus ein vergleichbares Ergebnis liefern, ist jedoch noch immer recht teuer.

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