Zvuková karta je jakési zařízení, které má jistě každý v počítači či telefonu a umožňuje nám zvukový výstup (třeba pro sluchátka) a vstup (pro mikrofon). Zvuková zařízení totiž nemůžeme přímo zapojit do počítače, jelikož ten pracuje pouze s digitálním signálem z nul a jedniček, ale zvukový signál je vlna. Musíme tedy tyto signály převést.

Zvuková karta se skládá z těchto komponent:

• D/A převodník (nebo DAC) převádí digitální signál na analogový, umožňuje tedy reprodukci zvukového souboru pomocí reproduktoru.

• A/D převodník (nebo ADC) převádí analogový signál na digitální, umožňuje tedy záznam zvuku pomocí mikrofonu.

• Zesilovače, které zesilují analogový signál. Obvykle je každý vstup a výstup opatřen nějakým zesilovačem

Se zvukovou kartou se můžeme setkat v mnoha podobách. Nejčastější, který je přímo součástí vašeho počítače, je interní provedení. Interní karta je zcela dostačující pro nenáročné uživatele, kteří si chtějí jen poslouchat písničky. Šetří se místem a a jsou levnější. Vstupy a výstupy vaší karty se nachází na zadní straně počítače. Tam jistě najdete charakteristické jack zdířky zelené, růžové a modré barvy. Pro nějaké základní nahrávání a profesionální účely se zpravidla užívají externí zvukové karty.

Možná jste se již setkali s mikrofonem, který nemusíme zapojovat do zvukové karty, ale k počítači ho připojíme přes USB. Takový mikrofon má už vestavěnou zvukovou kartu. Bluetooth sluchátka a přenosné repráčky též obsahují vestavěnou zvukovou kartu.

Převod analogového signálu na digitální

Vzorkování (sampling)

D/A převodník převádí signál v několika krocích. Tím prvním je vzorkování.

Při vzorkování převodník opakovaně měří výšku vlny, napětí a vytvoří tak vzorky (samply), se kterými pak dále pracuje. Digitální signál tedy není křivka, ale řada bodů.

Důležitou veličinou při vzorkování je vzorkovací frekvence (sample rate), ta udává jak často se provede měření vzorku. Můžeme si ji přirovnat k hodnotě fps u videa. Udává se jako hodnota v kHz (kilo hertz= tisíc kmitů za sekundu). Pro příklad, vzorkovací frekvence 8 kHz znamená, že převodník udělá osm tisíc vzorků za vteřinu

U záznamu je důležité dodržet tzv. Shannonův teorém, který tvrdí, že přesná rekonstrukce spojitého, frekvenčně omezeného signálu z jeho vzorků je možná tehdy, pokud byla vzorkovací frekvence vyšší než dvojnásobek nejvyšší harmonické složky vzorkovaného signálu. U zvuku se tou nejvyšší harmonickou složkou rozumí nejvyšší tón, který člověk dokáže vnímat a tedy 20kHz. Minimální vzorkovací frekvence zvukové karty tedy musí bít vyšší jak 40kHz. Zpravidla se užívá standart 44,1kHz pro běžné audio. Pro zvuk u videa se používá standart 48kHz, takže je výhodné, aby vaše karta dosahovala tohoto standartu.

Má smysl pořizovat záznam s vyšší vzorkovací frekvencí jak 48 kHz?

Pro normální poslech je vyšší vzorkovací frekvence jak 48kHz víceméně zbytečná. Sami se můžete výše přesvědčit, že mezi záznamy 44,1kHz a 192kHz neuslyšíte rozdíl. Pořizovat zvukový záznam s vysokou vzorkovací frekvencí má smysl pouze tehdy, pokud plánujeme zvuk zpomalovat (např. pro zvukové efekty ve filmu). Funguje to podobně jako u video záznamu. Níže si poslechněte záznam, který je zpomalen na 10%. Uslyšíte, že záznam s vyšší vzorkovací frekvencí zní zpomaleně mnohem lépe.

Shrnutí

• zvuková karta se skládá z D/A převodníku, který převádí analogový vstup na digitální (z mikrofonu) signál, A/D převodníku, který převádí digitální signál na analogový (do reproduktoru) a zesilovač, který signály zesiluje

• První důležitá specifikace karty je vzorkovací frekvence, který určuje počet změřených vzorků za vteřinu.

• Karta by měla mít minimální vzorkovací frekvenci 44,1 kHz. Užitečné je mít však alespoň kartu s 48 kHz, poněvadž s touto hodnotou pracuje většina programů na úpravu videa (pokud nahráváme třeba ruchy do filmu, či nahráváme filmovou hudbu).

• Vyšší vzorkovací frekvence je užitečná jen tehdy, pokud chceme nahrávat zvuk, který budeme zpomalovat.