Jak(ou) vybrat zvukovku?

Friday, 01.02. 2008 | Daniel Troszok

Tato otázka se nejen zde na fóru defnetu pokládá poměrně často. Z dotazů typu „je lepší tahle nebo tahle?“, „co říkáte na tuto?“ apod., ale i z odpovědí lze vysledovat, že na tuto problematiku mnozí nahlíží z poněkud nesprávného úhlu. V následujících řádcích bych se pokusil seznámit se základní problematikou a na konkrétních příkladech pak ukázat možnosti volby.

Při výběru zvukové karty si nejprve sami musíme ujasnit, co vlastně od karty očekáváme, k čemu a jak ji chceme využít a v neposlední řadě kolik chceme nebo můžeme investovat finančních prostředků. Je tedy potřeba zhruba zmapovat co a za kolik mohu mít, kde budu moci přidat a kde naopak zvolit kompromis. K tomu se však potřebujeme vyznat v mnoha pojmech, parametrech a zkratkách používaných výrobci i prodejci a proto si je ujasníme hned na začátku. Ještě bych však předem upozornil, že se nebudeme zabývat multimediálními zvukovými kartami určenými pro hráče, audio nebo videofily, ale kartami určenými víceméně pro seriozní práci s hudbou nebo se zvukem.

M-audio Delta 1010LT – myslíte, že máte za počítačem hodně káblíků?

Základní funkcí zvukové karty je převod analogového signálu (z mikrofonu, snímače, magnetofonu, gramofonu apod.) na digitální a naopak, převod digitálního na analogový signál. S digitálním - binárním kódem totiž pracuje počítač. Tento převod zajišťuje analogově-digitální převodník, zkráceně AD převodník nebo ADC (Analog-Digital Converter) resp. digitálně analogový převodník (AD převodník, DAC - Digital-Analog Converter). Základními parametry převodníku jsou vzorkovací frekvence (sample rate) udávána v kHz (kilohertz) a bitová hloubka (bit rate) udávána v bitech. V současnosti jsou ve zvukových kartách nejrozšířenější převodníky 96kHz / 24bit, což znamená, že během jedné sekundy se sejme 96 tisíc vzorků signálu, které se převedou na čísla v rozmezí hodnot 0 - 16 777 215. Některé karty disponují dokonce převodníky s rozlišením 192kHz / 24bit. Pro srovnání audio CD používá rozlišení 44,1kHz / 16bit. O přínosu vyššího rozlišení se vedou spory, čemuž bych se zde raději vyhnul. Pouze uvedu, že předmětem této polemiky je, zda-li má smysl používat vyšší rozlišení, které je sice zvukově kvalitnější, ale při převodu na formát CD-Audio se kvalita stejně degraduje. Nejenom rozlišením je dána kvalita převodu, ale závisí to i na kvalitě samotného převodníku. Jak kvalitní převodník karta má, se však můžeme pouze domnívat a důvěřovat firmě, že do svých zvukových karet instaluje převodníky odpovídající celkové ceně karty. Málokterý výrobce totiž ve specifikacích uvádí typ převodníku.

Mackie Onyx 400F – nádherný příklad téměř všech typických
prvků zvukových karet i s popisky (pro zvětšení klikněte)

IN / OUT - často se takto zkráceně udává počet vstupů / výstupů. Parametr IN / OUT 4/6 tedy znamená, že zvuková karta má čtyři vstupní a šest výstupních kanálů. Musíme si dávat pozor, neboť se zde nerozlišuje mezi analogovými a digitálními vstupy / výstupy. Karta tedy může mít 2 analogové a dva digitální vstupní kanály a čtyři analogové a dva digitální výstupní kanály. Měli bychom si tedy ověřit podle podrobnějšího popisu jak to s těmi vstupy a výstupy vlastně je. Je také důležité si uvědomit, že mluvíme-li o počtu kanálů, jedná se o mono kanály. To znamená, že ke kartě, která má dva kanály připojíme jeden mikrofon (pokud to zrovna není stereo mikrofon) a třeba kytaru, tedy dva zdroje mono signálu, ale pouze jeden CD přehrávač nebo jedny klávesy, tedy zdroj stereo signálu.

Symetrické (balanced) vstupy/výstupy, nesymetrické (unbalanced) vstupy/výstupy. Nesymetrické zapojení používá k přenosu signálu jednoho kanálu pouze dvou vodičů - stínění a živý vodič. V případě dvoukanálového stereo signálu jsou použity tři vodiče - pravý, levý kanál a společné stínění. Symetrické zapojení používá k vedení jednoho kanálu tří vodičů - stínění, živý vodič a vodič s fázově otočeným signálem. Pro zjednodušení se uvádí kladný a záporný signál. Záporný signál se pak na vstupu zvukového zařízení, v našem případě zvukové karty převede na kladný signál (obrátí se fáze) a oba signály se sečtou, čímž se zesílí. Rušivé signály (interference) se však namodulují na oba užitečné signály ve stejné fázi (polaritě). Při otočení fáze (změně polarity) se pak rušivé signály odečítají. Tato metoda samozřejmě není stoprocentní, ale oproti nesymetrickému vedení má rozhodně navrch. Pokud chceme využívat symetrického zapojení, musí být podporováno u obou propojovaných zařízení, nejčastěji mikrofonu a mixážního pultu nebo zvukové karty. V domácích podmínkách nesymetrický výstup do reproduktorů nemá nijak znatelný vliv na kvalitu. Samozřejmostí je však použití kvalitní kabeláže maximálně 3-5 metrů dlouhé. Pro kvalitní mikrofon by však měl být symetrický mikrofonní vstup samozřejmostí.

Mic, Hi-Z, Inst., Line, Phono - režim vstupu. Mic je zkratka pro mikrofon (z anglického Microphone). V tomto režimu je na vstupu aktivní mikrofonní předzesilovač, který zesílí slabý signál z mikrofonu na dostatečnou úroveň pro převod na signál digitální. Kvalita mikrofonního předzesilovače je jedním z prvků (kromě samotného mikrofonu a AD převodníku) určujícího kvalitu záznamu zvuku. Hi-Z nebo také Inst. (od slova Instrument) je tzv. vysokoimpedanční režim vstupu, který je obdobný jako režim mikrofonní, ale vstup je impedančně přizpůsoben pro elektromagnetické snímače el. kytar, basových kytar atd. Na vstup označený jako Line, je možné přivést signál na tzv. linkové úrovni, který je řádově vyšší, než nástrojový nebo mikrofonní signál. Vzhledem k tomu je potřeba dbát správného zapojení a nastavení vstupu, jinak by mohlo dojít nejen k jeho poškození, ale k poškození i dalších zařízení v řetězci. Zdrojem linkového signálu jsou např. CD/DVD přehrávače, magnetofony, klávesové nástroje apod. Vstup označený Phono je specielně navržen pro příjem signálu z elektromagnetické přenosky gramofonu.

Gain, Sens - jemné nastavení vstupní citlivosti. Při nahrávání vnějšího zdroje zvuku, zejména z mikrofonu nebo hudebního nástroje je nutné tuto citlivost nastavit tak, aby špičky signálu nepřesáhly prahovou úroveň danou nejvyšší hodnotou bitového rozlišení, při které dochází k ostrému oříznutí signálu což má za následek nežádoucí zkreslení signálu (tzv. digitální clipping). Na druhou stranu je vhodné signál nahrát co nejsilněji kvůli odstupu signálu od šumu.

Peak, Clip - je kontrolka obvykle červené barvy, která může být umístěna přímo na panelu zvukové karty nebo na softwarovém panelu sloužící ke kontrole přebuzení vstupního signálu. V případě, že signál je natolik silný, že se blíží nebo překračuje prahovou hodnotu, pak se kontrolka rozsvítí.

XLR, TSR, RCA - jsou označení pro různé typy konektorů používaných k propojení různých audio zařízení. XLR nebo také canon je profesionální studiový standard vhodný pro přenos mikrofonního, linkového i digitálního signálu. Používá se u mikrofonů, mixážních pultů, studiových monitorů a mnoha dalších studiových zařízení. XLR má tři kontakty a v praxi se používá k vedení většinou symetrického signálu. Málo kdo se asi nesetkal s konektorem TSR nebo-li jack. Nejrozšířenější typy mají průměr 6,3 a 3,5mm a nejčastěji slouží k vedení linkového nebo nástrojového signálu. Používají se jak dvoukontaktní nesymetrické (mono) tak i tříkontaktní symetrické (stereo) jacky. RCA konektory, taky zvané cinch se nejčastěji objevují na audio i video hi-fi, či spotřební elektronice a mnoha dalších zařízeních. Konektory jsou dvoukontaktní a obvykle se používají k vedení nesymetrického linkového audio, případně kompozitního video signálu.

Phantom (+48V) - napětí sloužící k napájení kondenzátorových mikrofonů.

MIDI - Music Instrument Digital Interface volně přeloženo jako digitální rozhraní hudební elektroniky. Tento standard umožňuje komunikaci mezi různými typy MIDI zařízení. K propojování se používají pětikolíkové konektory typu DIN. Na zvukových kartách jsou obvykle dva konektory, jeden MIDI IN a jeden MIDI OUT. Kvůli úspoře místa hlavně u interních zvukových karet se používají kabelové redukce. Dnes však toto rozhraní hlavně při propojení s počítačem nahrazuje podstatně modernější USB rozhraní.

Driver - česky zvaný ovladač zařízení slouží jako komunikační prostředník mezi operačním systémem počítače a zvukovou kartou. Kvůli nárokům především na nízkou dobu odezvy se vytvořilo pro tyto ovladače několik standardů, které dokážou spolupracovat přímo s audio aplikací, čímž zjednodušeně řečeno přemostí operační systém a komunikace tak může probíhat znatelně rychleji. Mezi tyto standardy patří ASIO pro Windows nebo Audio Units pro Mac OS.

Doba odezvy (latence, latency time) - v případě zvukových karet je to čas potřebný ke zpracování audio dat sytému jako celku. Tzn. signál přivedený na vstup zvukové karty, bude na výstupu malinko opožděn. To je dáno komplikovanou cestou přes různá hardwarová a softwarová rozhraní počítače, zvukovou kartou počínaje a operačním systémem konče. Dobře navrhnutá elektronika zvukové karty a ovladač dokážou tuto dobu minimalizovat na přijatelnou úroveň, kterou člověk dokáže rozpoznat. Latence se udává v milisekundách (ms). Výrobci však uvádí minimální dosažitelnou dobu odezvy, kterou lze však v praxi velmi obtížně dosáhnout. Obvykle je latence dvakrát či třikrát vyšší a závisí také na výkonu a vyladění samotného PC. Hranice rozpoznatelnosti pro člověka je asi 10 - 15 ms.

Direct monitoring - latenci lze téměř eliminovat přímým propojením vstupu s výstupem, což je sice velmi jednoduché řešení, ale tím ztratíme možnost monitoringu se zvukovými efekty. V mnohých případech se však bez toho obejdeme a tak je tato funkce zvukové karty vcelku přínosná. Pokud však používáme virtuální instrumenty pak je nám k ničemu.

ADAT, AES/EBU, S/PDIF - jsou digitální komunikační audio rozhraní. ADAT (Alesis Digital Audio Tape) používá optické rozhraní TosLink, zvládá osm kanálů současně jedním směrem. AES/EBU - Audio Engineering Society / European Broadcasting Union, převážně využívá XLR konektory. S/PDIF (Sony/PhilipsDigital Interface) je spotřebitelskou verzí AES/EBU. Používá RCA nebo TosLink konektor.

DSP - Digital Signal Procesor je označení, které se v hudební praxi ustálilo pro efektovou jednotku. Některé zvukové karty mohou tuto jednotku obsahovat, čímž ulehčí zatížení procesoru v případě, že tyto efekty uživatel využívá.

FW, USB, PCI, PCI-E, PCMCIA - komunikační rozhraní, pomocí nichž se zapojují zvukové karty k počítači. FW je zkratkou pro FireWire a to je zase obchodní název pro standardizované komunikační rozhraní IEEE1394. Toto rozhraní bylo navrženo pro externí periferie vyžadující vysokou přenosovou rychlost, jako jsou například digitální videokamery, externí pevné disky apod. Teoretická datová propustnost je 400Mb/s (Megabitů za sekundu). USB (Universal Serial Bus) - univerzální sériová sběrnice byla vytvořena, aby nahradila zastaralé COM, LPT či PS/2 porty a dokázala připojit veškerá periferní zařízení počítače. USB verze 1 má datovou propustnost 12Mb. Se stále zvyšujícími se nároky, však tato rychlost přestala stačit a tak byla vytvořená druhá verze, která teoreticky zvládá až 480Mb/s. PCI (Peripheral Component Interconnect) je standard pro připojení interních rozšiřujících karet jako jsou zvukové karty, síťové karty, TV karty, dříve také grafické karty atd. Stejně jako USB i v případě PCI sběrnice je již výkon někdy nedostatečný, zejména pro grafické karty (zvukovým kartám však stále s rezervou stačí) a tak se objevuje PCI-Express (PCI-E).

Oranžový PCI-E a bílé PCI sloty

PCMCIA je rozhraní vytvořené pro rozšiřující karty notebooku. Díky tomu lze notebook rozšířit o přídavnou kartu obdobně jako stolní PC. Na rozdíl od běžných rozšiřujících karet pro stolní počítače jsou PCMCIA karty o něco větších rozměrů, než jsou rozměry kreditní karty, jsou celé v ochranném obalu a do počítače se zasouvají obdobně jako disketa.

Echoaudio Indigo IO – i takto může vypadat zvuková karta.
Je určená do PCMCIA slotu

WordClock, Sync - při používání několika přístrojů je často nutné, aby pracovaly všechny společně s maximální přesností. K tomu slouží synchronizační hodiny WordClock, někdy označené jako Sync.

Teď už přibližně víme, co znamená většina zkratek a čísel, ale porozumění je jen prvním krokem k rozhodnutí. Na trhu je celá řada zvukových karet ve velmi rozsáhlém cenovém rozpětí i uživatelského zaměření. Dělí se do několika různých skupin. Začal bych rozdělením do tří kategorií podle zaměření na uživatele. Samozřejmě, že hranice zde nejsou přesně stanoveny.


1. Hráči / Audio-, Video-filové - karty určené pro hráče počítačových her a uživatele, kteří využívají počítač jako domácí kino. Karty obvykle nabízí 2 až 8 výstupů pro 5.1, či 7.1 reproduktorové soustavy. Obligátní jeden či dva vstupy (linkový a mikrofonní) jsou pouze méně kvalitním doplňkem. Další vstup/výstup může být digitální, což je spíše marketingový tahák, než něco užitečného v této oblasti a cenové kategorii. MIDI vstup/výstup je díky USB klaviaturám na ústupu. Vstupní a výstupní audio konektory obvykle bývají 3,5mm TSR (malé jacky) nebo RCA (cinche). Ceny těchto karet se pohybují od několika stovek do několika tisíc korun. Obvykle nabízí lepší kvalitu odrušení a převodníku, než integrované karty na základních deskách, zejména těch levnějších a starších. Dále je to podpora různých formátů prostorového zvuku, ať už pro filmy (Dolby Digital, DTS apod.) nebo hry (DirectSound3D, EAX, A3D). Pro seznámení se se základní prací se zvukem na PC jsou dostačující. Možnosti zapojení mikrofonů či nástrojů jsou však velmi omezené. Typickými představiteli jsou karty firmy Creative, karty M-Audio Revolution, Herkules Gamesurround a další.

Creative Sound Blaster X-Fi – výborná pro multimediální zábavu, s muzikou už je to horší

2. Homerecording / poloprofesionální - tato oblast je pro nás asi nejzajímavější, neboť většinu požadavků nám dokážou karty této kategorie splnit. Karty obsahují kvalitní DA i AD převodníky, mohou obsahovat více vstupů nebo výstupů, symetrických či nesymetrických, mikrofonní předzesilovače včetně fantomového napájení kondenzátorových mikrofonů, vysokoimpedanční nástrojové vstupy, digitální vstupy/výstupy, MIDI, či časovou synchronizaci (WordClock). Karty mohou obsahovat i efektový procesor (DSP) a mnoho dalších vymožeností. Záleží pouze na našich požadavcích, fantazii a cenových možnostech. Samozřejmostí je nízká latence, ASIO ovladače a další typy audio driverů (MME, WDM, DX, GSIF, RTAS, Audio Units). Ceny se pohybují v řádu tisíců až desetitisíců a obvykle je cena úměrná kvalitě i vybavení karty. Na těchto kartách lze vytvořit, či zpracovat zvuk v profesionální kvalitě. Typickými představiteli levnějších zvukových karet, zejména pro domácí nahrávání jsou firmy E-mu, ESI, M-Audio, Terratec a další. Někde mezi domácími a poloprofesionálními kartami stojí Edirol či EchoAudio. Vyšší třídou sahající až k profesionálním kartám jsou pak zařízení firem R.M.E., MOTU atd.

M-audio FastTrack PRO (nahoře) a R.M.E. FireFace400 –
– o pár dírek a světýlek navíc a už máme rozdíl dvaceti klacků

3. Profesionální zvukové karty - nabízejí vyšší počet vstupů a výstupů, kvalita předzesilovačů a převodníků je špičková, stejně jako u dalších obvodů. Karty často bývají součástí mixážních konzol. Ceny jsou od několika desítek tisíc až statisíc korun.

Digidesign ICON – tohle vám rodiče pod stromeček
jako výbavu do pokojíčku asi nekoupí

Dále lze zvukové karty dělit na interní a externí. Interní zvukovky mají podobu přídavné karty, která se instaluje do slotu uvnitř počítače. Výhodou těchto karet je, že nezabírají místo (nepočítáme-li vnitřek počítače) a naopak nevýhodou je, že při zapojování nebo přepojování kabelů musíme lézt pod stůl k počítači a pro někoho může být také noční můrou instalace do počítače. Karta by měla mít kvalitní odrušení od mnoha rušivých vlivů uvnitř počítače. Externí zvukové karty mají obvykle podobu krabičky, velikosti asi jako cigaretová krabička až do velikosti 19“ rackového provedení. Zapojují se do USB nebo FireWire portu. Jejich výhodou je snadnější zapojování kabelů (pokud ji máte umístěnu na snadno přístupném místě), často mají i hardwarové ovladače vstupní citlivosti nebo výstupní hlasitosti apod. Další výhodou může být snadná přenositelnost v případě karet menších rozměrů. Do výsledné ceny karty je ale nutné započítat její šasi, ovládací prvky a případně napájecí zdroj, pokud kartě nestačí napájení z USB či FireWire portu. Můžeme se setkat i se zvukovými kartami, které mají externí box i přídavnou kartu. Jsou to vesměs karty, které mají větší počet vstupů / výstupů.

V příštím díle si uvedeme různé typy uživatelů a jejich požadavky na zvukovou kartu.