АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИЗ ЗВУКОВОЙ КАРТЫ

Сегодня каждый пользователь ПЭВМ знаком с термином "мультимедиа". У многих он ассоциируется с качественным звуком, анимацией и т.п. Однако звуковую карту Sound Blaster можно использовать как аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь с исключительно широкими возможностями обработки данных. Компьютер с такой картой можно использовать в качестве осциллографа, генератора или анализатора сигналов. Дело в том, что ее "сердцем" является цифровой сигнальный процессор DSP (Digital Signal Processor). Для того чтобы использовать его возможности, необходимо иметь непосредственный доступ к буферам, содержащим звуковые данные и управляющим режимом работы DSP, т.е. использовать интерфейс низкого уровня. В этой статье мы рассмотрим устройство звуковой карты и формат стандартных типов файлов данных, в которых в памяти компьютера хранятся данные, полученные в результате оцифровки сигналов, поступающих на вход звуковой карты. Такие же файлы можно синтезировать программно с целью получения сигналов заданной формы. Как правило, звуковая карта (рис.1) имеет два сдвоенных (стереофонических) входа и два таких же выхода. Первый (линейный) вход рассчитан на входные сигналы с амплитудой около 1 В, второй — микрофонный, для более слабых сигналов. При использовании звуковой карты в качестве аналого-цифрового преобразователя можно использовать любой из этих входов — в зависимости от уровня обрабатываемого сигнала.

Данные, имеющие отношение к мультимедиа, хранятся в файлах в так называемом RIFF-формате (Resource Interchange File Format — формат файла для обмена ресурсами) [1]. Файл в формате RIFF содержит вложенные фрагменты (chunk's). Внешний фрагмент состоит из заголовка и области данных (рис.2). Первое двойное слово заголовка содержит четырехсимвольный код, который идентифицирует данные, хранящиеся во фрагменте.

Второе двойное слово заголовка — размер области данных в байтах (без учета размера самого заголовка). Область данных имеет переменную длину с условием ее выравнивания на границу слова и дополнения в конце нулевым байтом до целого числа слов в случае необходимости.

Формат RIFF не описывает формат данных. Практически файл в формате RIFF может содержать любые данные для мультимедиа, причем формат данных зависит от типа данных.

Область, обозначенная на рис.2 как "Данные", могут содержать внутри себя другие фрагменты. Для файла, в котором хранятся звуковые данные (wav-файл), эта область содержит идентификатор данных "WAVE", фрагмент формата звуковых данных "fmt" (три символа "fmt" и пробел на конце), а также фрагмент звуковых данных (рис.2). Файл может дополнительно содержать фрагменты других типов, поэтому не следует думать, что заголовок wav-файла имеет фиксируемый формат. Например в файле может присутствовать фрагмент "LIST" или "INFO", содержащий информацию о правах .копирования и другую дополнительную информацию.

Рассмотрим, как происходит запись данных. Вначале требуется открыть устройство ввода, указав ему формат звуковых данных. Затем нужно заказать один или несколько блоков памяти и подготовить их для ввода, вызвав специальную функцию. После этого подготовленные блоки нужно по мере необходимости передавать драйверу устройства ввода, который заполняет их записанными звуковыми данными. Для сохранения записанных данных в wav-файле приложение должно сформировать и записать в файл заяаловок wav-файла и звуковые данные из подготовленных заполненных драйвером устройств ввода блоков памяти.

Ниже представлен фрагмент программы, позволяющий записать блок данных в файл, что необходимо при использовании звуковой карты в качестве аналого-цифрового преобразователя:

uses SysUtils, MMSystem;

type TWaveData = array[0..0) of word ;

const Discret = 22050;

WaveHdr:TWaveHdr=( lpData : nil; (address of the waveform buffer) dwBufferLength : 0; (length, in bytes, of the buffer) dwBytesRecorded : 0; (How much data is in the buffer ) dwUser : 0; dwFlags : 0; dwLoops : 0; IpMext : nil; reserved : 0 ) ; WaveFormat: TWaveFormatEx=( wFormatTag : WAVE_FORMAT_PCM; nChannels : 1; nSamplesPerSec : Discret; nAvgBytesPerSec : Discret; nBllockAlign : 1; wBitsPerSample : 8; csSize : 0 ) ; var WaveDate : ^TWaveDate; HSoundDevice : HWaveIn; hfile : HMMIO; res : MMResult; begin with WaveHdr do begin dwBufferLehgth : =round(Discret/10); dwBytesRecorded: =round(Discret/10); GetMem(WaveData, dwBytesRecorded); lpData : =PChar(WaveData); end; res : =waveInOpen (@HSoundDevice, WAVE_MAPPER, @WaveFormat, 0,0,0); res : =waveInPrepareHeader (HSoundDevice, @WaveHdr, SizeOf (WaveHdr)); res : =waveInUnprepareHeader (HSoundDevice, @WaveHdr,SizeOf(WaveHdr)) ; FreeMem (WaveData) ; res: =waveInStart (HSoundDevice) ; hfile:=mmio0pen ("d: workdata_1. txt",nil, MMIO_CREATE or MMIO_READWRITE); mmioWrite(hfile,WaveHdr.IpData, WaveHdr,dwBytesRecorded); mmioClose(hfile,0); waveInReset(HSoundDevice) ; waveInClose(HSoundDevice) ; end.

В отличие от интерфейса МСI, где многие параметры принимаются по умолчанию, интерфейс низкого уровня требует внимательного и тщательного учета всех деталей процесса записи и чтения. В качестве компенсации за дополнительно затраченные усилия вы получаете большую гибкость и возможность работать не только со звуком, но также и с произвольными сигналами в реальном времени.

Литература
1. Фролов А.В., Фролов Г.В. Мультимедиа для Windows. Руководство для программиста. — М,"ДИАЛОГ-МИФИ", 1994, 284 с. (Библиотека системного программиста; Т. 15). О.БАРАНОВСКИЙ
220116,г.Минск-116,а/я202, БГУ, фак. РФиЭ, 5 курс.

Источник: РЛ 3/98

C этой схемой также часто просматривают:

Цифровой тахометр
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 12/220 В - 50 Гц
Звуковой пробник-омметр (4 варианта)
Преобразователь напряжения 12---> 220 В
Преобразователь напряжения 12---> 220 В до 200 Вт
ШИФРАТОР РЕЧЕВЫХ СООБЩЕНИЙ
НА ЧТО ГОДИТСЯ ТЕЛЕФОННАЯ КАРТОЧКА?
Считыватель штрих-кодов
Индикатор биений на светоизлучающих диодах