Bo mạch âm thanh (soundcard)

Bo mạch âm thanh (tiếng Anh: sound card) trong máy tính là một bo mạch mở rộng các tính năng về âm thanh (và một số chức năng khác về giải trí, kết nối...) để có thể phát tín hiệu cho các thiết bị về âm thanh như loa máy tính, amply cho hệ thống loa dân dụng.

ÂM THANH LÀ GÌ? TẠI SAO CẦN BO MẠCH ÂM THANH?

Âm thanh là gì?

Bạn có bao giờ thắc mắc rằng âm thanh là gì không? Chắc chẳng bao giờ có một người bình thường (không khiếm thính) thì câu hỏi này là thừa, và có lẽ rằng không cần giải thích gì nhiều đối với câu hỏi này. Bạn thì không cần đọc những điều này thì cũng tự biết rằng: Con người thì có thể phát ra các âm thanh để phục vụ quá trình trao đổi thông tin hoặc thể hiện cảm xúc. Nhạc cụ phát ra các âm thanh để cùng một dàn nhạc cho thưởng thức. Thiên nhiên phát ra âm thanh để ta cảm nhận được chúng đang tồn tại và phát triển.

Và bây giờ thì tôi muốn nói lại rằng: Có hai thứ quan trọng nhất trong âm thanh: Đó là: tần số âm thanh và cường độ âm thanh. Tần số thì luôn có một định nghĩa chung rằng chúng là các giao động trong một giây đồng hồ, còn cường độ là độ lớn của sóng dọc (mà nếu bạn thực sự tìm hiểu về nó thì đã click chuột vào link "âm thanh là gì" mà tôi đã cố công sưu tầm cho bạn ở trên).

Vậy thì đó là âm thanh tự nhiên, thiên nhiên, nhưng để chuyển chúng vào máy tính thì quả là phức tạp. Âm thanh tự nhiên là một dạng sóng tương tự (analog), có nghĩa rằng nguồn phát ra như thế nào thì nó được truyền vào tai người phải có dạng như thế đó - Thế nhưng máy tính thì lại chỉ làm việc ở dạng số (digital), nó hầu như không hiểu tương tự là gì và cũng không bao giờ làm việc ở dạng tín hiệu tương tự trên các bus của mình. Điều này thì dễ hiểu bởi vì tín hiệu tương tự, sóng tương tự rất dễ bị nhiễu trên đường truyền. Một lúc nào đó tôi sẽ trình bày rằng ngay cả việc truyền tín hiệu thông thường nhất từ bo mạch âm thanh cho đến dàn amply hoặc loa máy tính thì chúng đã bắt đầu bị nhiễu, và người sử dụng thì luôn không mong muốn điều đó đối với sự cảm nhận.

Số hoá âm thanh vào máy tính

Sơ đồ nguyên lý chuyển dạng tín hiệu analog sang digital

Ở phần phía trên thì bạn biết rằng âm thanh là sóng tương tự, bởi vì dạng tín hiệu digital đơn thuần thì không thể nào rạo ra âm thanh được. Ở phần trên cũng nói rằng dạng digital sẽ không bị nhiễu, đúng vậy, bởi vì chúng chỉ có hai dạng là có và không, nhỏ và lớn, thấp và cao, tức là hoàn toàn đối lập.

Bạn có thể hình dung như thế này là một dạng tín hiệu số: Bạn có một cái bóng đèn sợi đốt và một cái công tắc bật cái bóng đó. Khi bật công tắc lên thì bóng đèn sẽ sáng, và trạng thái sáng này thì tương đương với tín hiệu 1 - hoặc là "có". Khi tắt công tắc thì tất nhiên đèn sẽ không sáng nữa, tức là tương đương trạng thái 0, tức là "không có". Thế đấy, số hoá thật đơn giản chỉ với hai trạng thái 0 và 1, nó tạo thành các chuỗi 0 và 1 đan xen nhau kiểu như thế này: 00101110100101010001110101010

Trong trường hợp bóng đèn sáng hơi tôi tối đi một chút do công tắc có tiếp điểm kém đi (có điện trở) hoặc sáng hơn bình thường vì điện quá khoẻ, hoặc lý do gì đó mà bóng bị già cũ đi nên phát sáng yếu thì sao nhỉ? Trong digital nó không có ý nghĩa gì hết - bởi vì nó chỉ quan tâm xem là bóng đèn có sáng hay không hay là được tắt đi. Thế thôi. Và điều này thì giải thích rằng tại sao dạng digital lại không bị nhiễu - bởi vì nó không bị ảnh hưởng bởi những thứ lặt vặt như điện quá áp, công tắc cũ, sợi đốt kém...vì chúng không quan trọng đến cường độ sáng của bóng đèn. Thật dễ hiểu phải không bạn.

Bây giờ thì tôi không còn thấy các dạng lưu trữ dạng tương tự còn tồn tại nữa. Trước đây thì có, chúng là các băng từ để chứa âm thanh trên băng âm thanh hoặc như các loại đĩa nhựa cổ điển nhưng lại có âm thanh thật tuyệt vời. Bây giờ thì tất cả ở dạng số hết, và do đó thì chúng sẽ có âm thanh rất chuẩn, rất nét, trong trẻo, và ... tuyệt vời vì không còn nhiễu nữa? Nhưng không phải vậy đâu (do đó mà người ta còn thích các đĩa nhựa, và người ta còn thích các amply sử dụng các đèn điện tử chân không rất lạc hậu và cổ điển trước đây).

Tại sao lại như thế nhỉ? có gì vô lý chăng?

Nào, bạn hãy nhìn vào hình ảnh bên phải, chúng mô phỏng một số công đoạn số hoá tín hiệu âm thanh, thực ra thì mở rộng chúng ra với các tín hiệu tương tự khác thì cũng đều như thế cả.

Và qua hình đó thì bạn sẽ thấy điều gì nhỉ? Có vẻ như tôi nhìn vào đó thì nhận ra một vài điều như sau:

• Âm thanh tự nhiên khi chuyển sang số hoá sẽ không còn nguyên bản nữa. Đúng thế, có vẻ như một số dạng tín hiệu sẽ bị mất đi do quá trình số hoá bởi vì một biên độ lấy mẫu để chuyển hoá sẽ không còn tạo ra sự mượt mà của dạng tín hiệu sóng âm nữa.
• Tần số lấy mẫu càng lớn thì sẽ cho âm thanh càng "chuẩn". Đúng như vậy đấy!. Nếu tần số càng cao thì càng chuẩn, và điều này thì cũng như bạn đã học toán học và biết các hàm tích phân, khi bạn cần tính diện tích một hình thù kì quặc nào đó theo một hàm thì bạn càng băm nhỏ nó ra nhiều bao nhiêu thì kết quả sẽ càng chính xác. Bạn có vẻ quen thuộc với cách nói "tập tin mp3 này là 128 Kbps, cái kia chất lượng hơn ở 192 Kbps..." thì chính nó đã liên quan đến tần số lấy mẫu này đó - càng lớn thì càng chuẩn, và nếu một tập tin âm thanh để phát khoảng 5 phút thì ở đĩa CD audio (không nén) sẽ có dung lượng khoảng 50 MB.

Một bo mạch chủ vào năm 2002 của hãng AOpen (Đài Loan) sử dụng đèn điện tử chân không cho khuếch đại âm thanh để đảm bảo chất lượng âm

Đến lúc này thì bạn đã hiểu rằng tại sao lại có những người âm lịch đến nỗi thích sưu tầm các đĩa nhựa, thích các hệ thống amply cổ điển dùng đèn điện tử chân không, và thậm chí rằng cả một bo mạch chủ của một hãng nào đó đã sử dụng đèn điện tử chân không để khuếch đại tín hiệu âm thanh nữa. Họ rõ ràng rằng đã nói đến sự hay ho, trong trẻo của âm thanh bởi những tiếng violon không bị mất, tiếng gió xào xạc mà chỉ có đĩa nhựa mới tái hiện được? Bạn không tin và cho rằng đó là sự ngớ ngẩn? Nhưng bây giờ thì có lẽ rằng bạn tin điều đó - mặc dù những người âm lịch đó thì có lẽ chẳng hiểu về hai dạng sóng digital với lại analog khác nhau như thế nào, tại sao lại như thế như tôi vừa trình bày ở đây.

Quay lại với hình trên thì bạn có thắc mắc gì không khi mà dạng tín hiệu số lại nhấp nhô, cao thấp như kiểu bóng đèn sáng không đều nhỉ? Không đâu, đó chỉ là dạng cắt lấy mẫu thôi, còn dạng tín hiệu lưu trữ nó thì vẫn là 010011 mà thôi. Nếu bạn tư duy một chút nữa thì thấy rằng chúng chỉ có biên độ cao thấp khác nhau, mà nếu như biên độ là một tham số thì có gì là không thực hiện được nhỉ.

Và bo mạch âm thanh có tác dụng gì đây

Ở trên thì tôi đã nói rằng người ta đã số hoá âm thanh thành các dạng tín hiệu có thể được chấp nhận ở trong máy tính trên các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Bây giờ là lúc cần phát lại âm thanh đó ra loa hoặc tai nghe. Vậy thì phần mục này thật đơn giản cho một mục đích: Chuyển âm thanh từ dạng tín hiệu số sang âm thanh dạng tín hiệu tương tự để qua một khâu kế tiếp nữa là khuếch đại công suất để có thể phát ra âm thanh cho con người.

Cirrus Logic CS4382 - 8-kênh DAC của bo mạch âm thanh Sound Blaster X-Fi [Nguồn ảnh: wikimedia commons]

Thế thì sao, bo mạch âm thanh có vẻ có một nhiệm vụ đơn giản. Quả thực chỉ như thế thì chỉ một linh kiện nho nhỏ như hình ở bên phải cũng có thể đáp ứng được sự làm việc của bo mạch âm thanh.

Nhưng không, nhu cầu của con người đã bắt nó phát triển đến các công nghệ mới, nó không còn đơn giản như chính công dụng ban đầu nữa, mà phục vụ cho các mục đích giải trí cao hơn...và những điều này thì bạn có thể xem ở các mục tiếp theo của entry này.

Có thể ngay bây giờ thì chưa xuất hiện những dòng chữ nói về những điều đó, nhưng mà tôi sẽ viết dần dần vào đây - bởi với ý định của tôi là sẽ viết toàn bộ các linh kiện trong máy tính một cách sơ lược (kiểu như là sưu tập cho đủ bộ vậy), rồi lại quay lại giải thích rõ hơn, sâu hơn.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

Bo mạch âm thanh không xuất hiện từ khi máy tính ra đời bởi các hệ thống máy tính cá nhân (IBM-PC) đầu tiên được phát triển với sự trú trọng vào cấu trúc và sự định hướng của bộ vi xử lý. Âm thanh trên máy tính khi này chỉ là những tiếng "bíp" với chức năng chính để báo lỗi trong quá trình khởi động hệ thống (POST) hoặc các lỗi tràn bộ đệm của bàn phím...mà từ đó chúng ta có thể chuẩn đoán được bệnh của PC thông qua việc giải mã các tiếng bíp đó.

Những máy Macintosh ngay từ khi ra đời vào khoảng năm 1984 đã có các chức năng âm thanh với chất lượng khá tốt. Với các dòng máy tính cá nhân (PC) của IBM thì sự mở rộng tính năng về âm thanh chỉ được chú trọng phát triển sau những năm 1980 bởi những công ty, phòng thí nghiệm AdLib, Roland, Creative Lab. Chính sự cạnh tranh của các công ty này và các công ty phát triển phần cứng máy tính sau này đã tạo ra sự phát triển và định hướng các chuẩn của bo mạch âm thanh.

Cho đến nay các bo mạch âm thanh đã được cải tiến rất nhiều so với những thời gian trước đó, với rất nhiều tính năng mở rộng, các bộ xử lý âm thanh còn có số transistor nhiều hơn các dòng CPU thời trước, chất lượng và các tính năng mở rộng của bo mạch âm thanh đã vượt khỏi chuẩn truyền thống khiến người sử dụng có một cách nhìn khác hơn về công nghệ giải trí số trên máy tính.

Để mở đầu cho entry này, tôi mong muốn giúp bạn hình dung ra những bo mạch âm thanh đã và đang được sử dụng trong thế giới của những chiếc máy tính cá nhân. Qua những hình ảnh này thì bạn có thể có một cái nhìn sơ bộ về sự phát triển của công nghệ bo mạch âm thanh.

Một bo mạch âm thanh sử dụng bus ISA (là các bus chậm nhất, đã bị loại bỏ theo chuẩn PC99) [Nguồn ảnh: Wikimedia commons]

Dưới đây là một bo mạch âm thanh cổ điển, được sản xuất năm 1990 bởi Ad Lib.

Một bo mạch âm thanh cổ điển, được sản xuất năm 1990. [Nguồn ảnh: en.wiki]

Và tiếp theo, cho đến thời gian gần đây thì bo mạch âm thanh đã phức tạp hơn rất nhiều so với những gì bạn nhìn thấy ở hình ảnh phía trên.

Bo mạch âm thanh Creative Sound Blaster X-Fi Fatal1ty - một đại diện của bo mạch âm thanh hiện đại. Bộ xử lý âm thanh trên bo mạch này đã phải sử dụng đến phiến tản nhiệt. Trên bo mạch đã có RAM để phục vụ cho quá trình xử lý hoàn hảo hơn. [Nguồn ảnh: Wikimedia commons] (Ảnh kích thước lớn)

Máy tính xách tay hiện nay cũng có thể được tích hợp sẵn các bo mạch âm thanh đa kênh, đối với các loại máy tính xách tay cũ hơn cũng có thể được nâng cấp phần âm thanh lên chất lượng tốt hơn nhờ các card mở rộng (xem hình dưới).

Một bo mạch âm thanh mở rộng dùng cho máy tính xách tay thông qua PC card, bo mạch cụ thể này có khả năng xử lý 24-bit/96 kHz 2 kênh (stereo). [Nguồn ảnh: Wikimedia commons]

Và dưới đây là một bo mạch âm thanh của một hãng mà ... không phải là chuyên sản xuất chuyên cho lĩnh vực âm thanh, đó là ASUS. Nhìn nó cũng không đến nỗi thất vọng lắm nhỉ.

Bo mạch âm thanh Xonar D2/PM của ASUS được thiết kế rất ấn tượng. Có lẽ rằng từ đây thì các bo mạch âm thanh cao cấp sẽ chú trọng đến hình thức bên ngoài để che đi các linh kiện và chắn các nhiễu có thể xuất hiện từ chúng đến các linh kiện khác. Do các jack đầu ra không có màu sắc nên chúng sử dụng đèn LED màu để phát ra ánh sáng phân biệt theo màu (mặc dù điều này là thừa bởi chúng đã được ký hiệu rõ ràng, và ít người thưởng thức màu sắc này ở phía sau của vỏ máy tính. Giá bán của bo mạch âm thanh này vào khoảng 261 USD tại 3C (VN) (T8/2008) [Nguồn ảnh: Wikimedia commons]

Còn dưới đây là một bo mạch âm thanh sử dụng bus PCI Express của Creative

Một bo mạch âm thanh sử dụng bus PCI Express của Creative. Phần hình bên phải là khối lắp vào một khay chứa ổ quang của vỏ máy tính để điều khiển chế độ làm việc của bo mạch âm thanh. Có thể nói bo mạch âm thanh này thuộc loại gần như hiện đại nhất trong thời điểm năm 2008. [Nguồn ảnh: Creative]

Một bo mạch âm thanh gắn ngoài sử dụng giao tiếp USB 1.1 của Creative sẽ thuận tiện cho máy tính xách tay. [Nguồn ảnh: Creative]

Và bên phải ở đây là một hình ảnh về bo mạch âm thanh thiết kế nhỏ gọn cho các máy tính xách tay muốn mở rộng tính năng âm thanh thông qua USB.

PHÂN LOẠI CÁC BO MẠCH ÂM THANH

Tính năng chính

Mọi hoạt động của bo mạch âm thanh phải được điều khiển bằng phần mềm hoặc trình điều khiển (driver) trên máy tính. Các hoạt động của bo mạch âm thanh có thể là:

• Trích xuất các tín hiệu âm thanh dạng tín hiệu tương tự (analog) hoặc tín hiệu số (digital) tới các loa để phát ra âm thanh mà con người nghe được.
• Ghi lại về âm thanh để lưu trữ (hoặc phục vụ xử lý) âm thanh trong: tiếng nói, âm thanh tự nhiên, âm nhạc, phim...thông qua các ngõ đầu vào.
• Xử lý và phát lại âm thanh từ các thiết bị khác: Phát âm thanh trực tiếp từ các ổ đĩa quang, thiết bị phát MIDI.
• Kết nối với các bộ điều khiển game (joytick)
• Là thiết bị kết nối trung gian: (Cổng IEEE-1394)

Phân loại bo mạch âm thanh

Phân loại các bo mạch âm thanh có lẽ là điều không cần thiết lắm, tuy nhiên để có một cái nhìn tốt hơn về các kiểu, dạng loại bo mạch âm thanh mà tôi liệt kê chúng ra đây.

Phân loại theo bus sử dụng:

• Sử dụng bus ISA: Là loại bo mạch âm thanh cổ điển nhất, sử dụng các bus ISA thông qua các khe cắm ISA trên máy tính.
• Sử dụng bus PCI: Loại bo mạch âm thanh thông dụng hiện nay đang sử dụng, chúng sử dụng bus PCI thông qua các khe cắm PCI mở rộng trong máy tính.
• Sử dụng bus USB: Sử dụng các cổng USB với các bo mạch âm thanh gắn ngoài vỏ máy tính, thường sử dụng đối với các máy tính xách tay.

Phân loại bo mạch âm thanh số kênh đầu ra:

Cách phân loại này thông dụng hơn cách phân loại trên bởi nó phù hợp hơn đối với các loa sử dụng với bo mạch âm thanh hơn.

• Bo mạch âm thanh chỉ sử dụng với loa 2.0: Là loại thông dụng nhất trong các thời gian trước đây. Loại này chỉ hỗ trợ duy nhất hai đầu ra tín hiệu, người sử dụng không dùng nó để khai thác các hệ thống loa sử dụng nhiều hơn hai kênh.
• Bo mạch âm thanh sử dụng với loa X.1: Chỉ hỗ trợ đến tối đa X loa vệ tinh (X được hiểu là một số nào đó cụ thể tuỳ từng loại loa)

Phân loại bo mạch âm thanh theo dạng thức vật lý:

• Bo mạch âm thanh như một bo mạch mở rộng: Chúng giống như là các hình minh hoạ đầu tiên của entry này - có nghĩa rằng chúng có thể tháo rời khỏi bo mạch chủ.
• Bo mạch âm thanh tích hợp trên bo mạch chủ (onboard): Hiện nay (2008) đa số các bo mạch chủ đều được tích hợp sẵn các bo mạch âm thanh với chất lượng ngày càng cao. Chính sự tích hợp này đã khiến cho nhiều người không còn cần bận tâm đến việc trang bị thêm các bo mạch âm thanh riêng biệt để nâng cao chất lượng cho mình nữa. Cũng có một số bo mạch chủ dù tích hợp sẵn các bo mạch âm thanh nhưng lại tách thành một phần riêng để tiết kiệm không gian, ở dạng này thì chúng nhìn gần giống như một bo mạch âm thanh mở rộng thông thường.

CÁC KẾT NỐI VÀO-RA (I/O)

Các kết nối vào-ra trên một bo mạch âm thanh

Các đường kết nối vào/ra (I/O) mặt sau của bo mạch âm thanh bao gồm các loại như sau:

• Line in: Đường nối tín hiệu đầu vào cho bo mạch âm thanh, sử dụng phi muốn phối trộn âm thanh (mix) hoặc ghi âm từ nguồn âm thanh của các bên ngoài (ti vi, radio, CD/DVD player...).
• Speaker-out: Đường công suất cho loa hoặc các tai nghe (headphone). Trong một số bo mạch âm thanh đường Speaker-out được tích hợp chung với đường line-out. Nếu như bạn kết nối tín hiệu âm thanh ra một hệ loa máy tính hoặc amply cho hệ thống âm thanh dân dụng thì không nên kết nối với được Speaker-out bởi vì chúng đã qua một mạch khuếch đại, chính sự khuếch đại công suất này làm giảm chất lượng âm thanh (xem thêm giải thích ở phần thiết lập)
• Line out: Đường tín hiệu cho đầu ra cho loa (được gắn sẵn bộ khuếch đại công suất âm thanh) hoặc các thiết bị âm thanh khác. Đường line out có thể được sử dụng chung với nhiều đường khác nếu đầu ra cho các loại loa hỗ trợ X.1.

1. Line out 1: Cho các tín hiệu đầu ra các loa phía trước (front)
2. Line out 2: Cho các tín hiệu đầu ra các loa phía sau (rear)
3. Line out 3: Cho tín hiệu đầu ra với loa giữa và loa trầm (center và subwoofer)
4. Line out 4: Thường dùng cho các loại loa 7.1

• Micro in: Sử dụng cho micro cắm vào bo mạch âm thanh.
• Game/MIDI: Sử dụng cho các bộ điều khiển phục vụ chơi game (joystick) hoặc các thiết bị có kết nối chơi nhạc MIDI (như các loại đàn organ)

Ngoài các đường kết nối mặt sau, trên bo mạch âm thanh rời hoặc tích hợp trên bo mạch chủ còn có thể có các cổng kết nối sau:

• AUX: Đường tín hiệu đầu vào bo mạch âm thanh: Thường sử dụng với một nguồn âm thanh khác sẵn có trên máy tính, ví dụ bo mạch thu sóng ti vi/FM (khi sử dụng cần kết nối đầu ra audio với đường AUX hoặc Line in để phát âm thanh trên loa.
• CD-in: kết nối với CD Out của ổ CD/DVD, thường là tín hiệu tương tự.
• TAD: kết nối với các thiết bị truyền thông lắp trong, như modem lắp trong.
• PC-SPK: kết nối với loa máy tính, thường có 2 chân cắm (chỉ có trong các bo mạch âm thanh rất cũ, đa số các bo mạch chủ đều có đường âm thanh riêng cho các loa phát tín hiệu trong quá trình POST của máy tính)
• S/PDIF in hoặc out: dùng cho cáp quang hoặc cáp đồng trục.

Hầu như các bo mạch âm thanh đều mã hoá các cổng vào-ra theo màu sắc để dễ nhận biết, hãy tham khảo bảng sau:

Màu sắc		Chức năng	Kiểu cổng
	Pink	Tín hiệu âm thanh tương tự đầu vào cho microphone	3.5 mm TRS
	Light blue	Tín hiệu âm thanh tương tự cho đầu vào	3.5 mm TRS
	Lime green	Tín hiệu âm thanh kiểu tương tự cho đầu ra chính (loa trước hoặc tai nghe).	3.5 mm TRS
	Brown/Dark	Tín hiệu âm thanh tương tự đầu ra	3.5 mm TRS
	Orange	Đầu ra cho loa (có công suất) hoặc cho subwoofer	3.5 mm TRS
	Gold/Grey	Quy ước màu cho Game port hoặc cổng MIDI cho đàn organ, keyboard đánh nhạc (không phải bàn phím máy tính)	15 pin D

Màu sắc này thường được thể hiện ở vòng nhựa phía ngoài jack cắm hoặc khối nhựa của bo mạch âm thanh. Đôi khi ở các loại bo mạch âm thanh cao cấp, sử dụng các jack mạ vàng thì chúng sẽ không thể hiện bằng màu sắc như vậy, trong trường hợp này chỉ còn lại cách đánh dấu bằng cách khắc chữ, ký hiệu biểu tượng nhận biết trên mặt giao tiếp để người sử dụng nhận biết tránh nhầm lẫn.

Ở bảng trên thì có nói đến các loại tín hiệu đầu vào rồi thì đầu ra ở dạng tương tự, quả thật là phải như vậy khi mà hiện nay các bo mạch âm thanh đã có các đầu ra số và đầu ra quang học. Các loại đầu số và đầu quang thì luôn kết nối tốt hơn phần tín hiệu giữa máy tính và loa, chúng đảm bảo không bị nhiễu tạp âm trong một đoạn dây ngắn truyền đó.

TIÊU CHUẨN CỦA BO MẠCH ÂM THANH THEO MỤC ĐÍCH

Do có nhiều loại bo mạch âm thanh khác nhau do các hãng sản xuất để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng với chất lượng, giá thành sẽ khác nhau. Tuỳ theo từng nhu cầu của những người sử dụng khác nhau mà có các lựa chọn bo mạch âm thanh riêng cho phù hợp.

Ở đây thì tôi muốn nói rằng không phải là không có một bo mạch âm thanh nào đó có thể đáp ứng hoàn toàn, đầy đủ cho mọi nhu cầu sử dụng khác nhau bởi hầu như các loại tầm cao cấp sẽ đáp ứng được nhu cầu sử dụng đối với nhu cầu bình dân - chỉ có điều giá thành của chúng thì không đáp ứng được mà thôi, bởi vì có khi giá của chúng bằng cả một chiếc PC bình dân rồi.

Để đáp ứng mọi mục đích sử dụng, thị trường có sẵn các loại bo mạch âm thanh cao cấp, tuy nhiên giá thành của chúng rất cao. Để lựa chọn hợp lý theo mục đích sử dụng, đáp ứng mức ở múc độ đạt yêu cầu từng mục đích cụ thể, có thể có các yêu cầu riêng như sau:

Nhu cầu sử dụng thông thường

Mọi bo mạch âm thanh thường đáp ứng các nhu cầu đơn giản nhất luôn có tối thiểu 2 đường tín hiệu âm thanh đầu ra; 01 đường line in; 01 đường micro. Với các mức độ tối thiểu này có thể đáp ứng hầu hết các như cầu của người sử dụng nhưng chất lượng chỉ đạt ở mức tối thiểu.

Đáp ứng nhu cầu chơi game

Bo mạch âm thanh phục vụ cho việc chơi game thông dụng hiện nay cần có các yêu cầu sau:

• Phải có các đường âm thanh phía sau (rear), tức là tối thiểu phải thuộc loại 4.0 để đảm bảo có thể phát đầy đủ âm thanh trong không khí của game. Tất nhiên là yêu cầu này sẽ thoả mãn đối với các loại 5.1 trở lên.
• Phần xử lý của bo mạch âm thanh hỗ trợ âm thanh ba chiều (3D sound); hỗ trợ tăng tốc âm thanh (audio acceleration) giúp hệ thống không cần xử lý nhiều trên CPU để dành phần xử lý CPU cho game.
• Hỗ trợ tốt cho micro đầu vào (đây cũng là yêu cầu tối thiểu) để phục vụ việc hội thoại khi chơi game theo chế độ từng nhóm đội ở các vị trí khác nhau (có thể tại các quốc gia khác nhau).
• Hỗ trợ bộ điều khiển chơi game (Gaming controller), tuy nhiên chức năng này có thể sử dụng các giao tiếp USB trên bo mạch chủ bởi các thiết bị hỗ trợ chơi game hiện nay đa số cần sử dụng một bus kết nối tốc độ cao hơn so với trước đây.

Nghe nhạc, xem phim chất lượng cao

• Bộ xử lý âm thanh 24bit.
• Hỗ trợ Dolby 5.1; 6.1; 7.1 (phần mềm sử dụng cần có khả năng giải mã MPEG/DVD)

THIẾT LẬP, CÀI ĐẶT BO MẠCH ÂM THANH TRÊN PC

Thiết lập chế độ làm việc của bo mạch âm thanh bao gồm hai phần, thiết lập phần cứng và các thiết lập khi sử dụng bằng phần mềm. Các chế độ thiết lập nhằm đảm bảo cho bo mạch âm thanh hoạt động đúng thiết kế và cho kết quả tốt nhất đối với người sử dụng.

Phần cứng các bo mạch âm thanh loại rời và kể cả loại onboard có thể sử dụng các "cầu đấu chuyển mạch" (jump) hoặc mở rộng các cổng kết nối vào/ra ở vỏ máy tính để lựa chọn các chế độ làm việc phù hợp.

Lựa chọn kiểu tín hiệu đầu ra

Thông thường mọi bo mạch âm thanh đều có thể đưa ra tín hiệu có công suất nhỏ để sẵn sàng sử dụng với các loại tai nghe (headphone) bởi vì chúng thường cần một dòng điện đủ lớn chạy qua các cuộn dây để làm rung động các màng loa nhỏ. Chính vì điều này nên bo mạch âm thanh luôn có một IC khuyếch đại công suất có công suất nhỏ khoảng vài chục mW đến một vài W đáp ứng cho chúng. Nếu như sử dụng đầu ra của bo mạch âm thanh để cho đầu vào của các loa máy tính hoặc amply dân dụng thì chính các mạch khuyếch đại công suất này làm giảm chất lượng của âm thanh bởi sự méo tín hiệu, tiếng "sôi" gây ra bởi mạch khuếch đại.

Để đảm bảo chất lượng âm thanh tốt nhất với các loa có gắn mạc khuếch đại công suất hoặc các hệ thống (dàn) âm thanh dân dụng với amply chất lượng cao thì người sử dụng nên chọn đường line-out bởi nó đúng là thiết kế cho đường âm thanh phục vụ cho các bước khuếch đại tiếp theo. Tuy nhiên tôi nhận thấy có thể có một số bo mạch âm thanh lại sử dụng đầu ra speaker-out chung với đường line-out.

Thật may mắn là trên một số bo mạch âm thanh có các cầu đấu chuyển mạch bằng các jump để cho phép chuyển đổi qua lại giữa các loại tín hiệu đầu ra. Do không phải là bo mạch nào cũng có chế dộ này nên người sử dụng nên đọc kỹ hướng dẫn sử dụng đi kèm theo để thực hiện sự cho phù hợp. Đối với bo mạch âm thanh loại tích hợp trên bo mạch chủ thì cũng có thể có sự chuyển đổi tương tự.

Thiết lập các đường Line-in, AUX-in

Khi hệ thống máy tính sử dụng một modem lắp trong (hoặc modem ngoài), các tính năng tự động trả lời, ghi âm cuộc thoại... nếu sử dụng mà modem đó không có chức năng điều hợp âm thanh thì có thể cắm các đường speaker hoặc line-out trên modem với đường AUX-in hoặc line-in của bo mạch âm thanh. Tương tự như vậy thì đối với các bo mạch bắt sóng ti vi/FM, cũng có thể sử dụng như với modem.

Thiết lập các dây nối với các ngõ I/O tại mặt trước vỏ máy tính

Các vỏ máy tính hiện nay đa số đều có các ngõ xuất/nhập (I/O) ở phía trước để thuận tiện cho người sử dụng có thể cắm các thiết bị ngoại vi như USB flash, tai nghe...

Thông thường thì các ngõ vào/ra này bao gồm:

• Một đường speaker-out dùng cho việc cắm các tai nghe cho thuận tiện.
• Một đường mic-in dùng cắm phần micro đi kèm với tai nghe cho sự tán gẫu trực tuyến hoặc gọi điện thoại thông qua Internet...
• Hai giao tiếp USB: Rất thuận tiện cho các thiết bị lưu trữ dữ liệu USB flash.
• IEEE-1394: Thường chỉ thấy đối với các loại vỏ máy tính hiện đại và chất lượng cao. Đa số ở Việt Nam vẫn chưa khai thác tốt bus này (cái vỏ máy tính của tôi thì có, nhưng tôi chưa sử dụng đến nó bao giờ ^_^).

Để các ngõ này hoạt động được, cần sử dụng các đầu cắm của chúng để cắm vào bo mạch chủ (đối với loại bo mạch âm thanh tích hợp) hoặc trên bo mạch âm thanh thông thường. Trong một số bo mạch âm thanh có các chấu cắm được ghi rõ mục đích trên bản mạch hoặc trong tài liệu bán kèm. Khi thiết lập cần tìm các đầu cắm tương ứng trên các cụm dây của vỏ máy tính nối với một bản mạch nhỏ ở phía mặt trước, rồi cắm vào các chấu cắm cùng chức năng.

Đối với riêng đường speaker-out và mic-in thì đôi khi được thiết kế bằng các jack cắm (đầu đực) 3,5 mm, lúc này cần dùng dây này cắm vào mặt sau của vỏ máy tính vào các lỗ tương ứng của bo mạch âm thanh. Điều này đôi khi khó thực hiện bởi vì dây dẫn này thì không được dài như mong muốn - và trong trường hợp này nếu cố muốn cắm chúng thì cần phải nối thêm dây mà thôi (mà điều này cần hiểu biết thêm một chút về hàn thiếc bằng các mỏ hàn dùng cho sửa chữa thiết bị điện tử).

Thiết lập trên trình điều khiển hoặc các phần mềm đi kèm

Bo mạch âm thanh khi làm việc trên các hệ điều hành mới đây đều phải sử dụng các trình điều khiển (driver) cũng giống như các thiết bị khác. Để hệ thống làm việc đúng cần cài đặt trình điều khiển ngay sau khi lắp đặt bo mạch âm thanh vào hệ thống. Việc thiết lập trình điều khiển ngoài các cách cài đặt thông thường, cần thiết lập chú ý đến:

• Chế độ làm việc: 16bit hoặc 24bit: Chế độ thiết lập mặc định của driver và các phần mềm đi kèm theo bo mạch âm thanh thường thiết lập tại chế độ 16 bit. Để các phần mềm phát DVD hoạt động tốt hơn, cho chất lượng âm thanh cao hơn, cần thiết lập theo chế độ 24bit (Bit depth = 24 bit). Việc thiết lập này đa phần trên các phần mềm cài đặt kèm theo bo mạch âm thanh, chúng có thể xuất hiện tại thư mục cài đặt riêng hoặc trong Control Panel.
• Điều chỉnh âm sắc theo các dải tần khác nhau (equalizer), tạo lập ra các âm thanh theo môi trường giả lập: Mục đích của chúng nhằm lựa chọn chế độ âm thanh theo sở thích của người sử dụng.
• Thiết lập quy ước các cổng xuất nhập trên trình điều khiển hoặc phần mềm: Một số bo mạch âm thanh có thể lựa chọn các cổng vào/ra dựa trên trình điều khiển hoặc phần mềm. Trong các trường hợp như vậy thì chúng thường sử dụng các bộ cảm biến để nhận biết mỗi sự kết nối (hoặc bằng cách đo điện trở và so sánh). Người sử dụng có thể thiết lập chế độ tự động hoặc chế độ xác nhận lại sự chính xác của các thiết bị kết nối (đặc biệt là cần thiết đối với thứ tự các loa theo đúng thứ tự). Như vậy thì đối với thể loại bo mạch âm thanh này sẽ không có một sự quy định, định nghĩa chính xác về các cổng đầu vào/ra. (ví dụ: đường mic-in cũng có thể được lựa chọn thành line-out qua cách thiết lập của trình điều khiển hoặc phần mềm)

Những thiết bị kết nối đầu vào và đầu ra của bo mạch âm thanh

Kết nối đầu vào

• Micro độc lập hoặc được gắn kèm với tai nghe.
• Ti vi, đầu phát đĩa CD/DVD dùng để ghi lại âm thanh hoặc sử dụng vào các mục đích biên tập video, nén âm thanh...

Kết nối đầu ra

Đầu ra của bo mạch âm thanh có thể bao gồm các thiết bị sau:

• Loa có kèm bộ khuếch đại công suất.
• Tai nghe (headphone) dùng cho nghe âm thanh gọn nhẹ hoặc không làm ồn đến môi trường xung quanh.
• Các loại dàn âm thanh giải trí dân dụng cùng hệ thống loa của nó.
• Các thiết bị ghi âm.

BẠN CÓ CẦN NÂNG CẤP BO MẠCH ÂM THANH?

Bo mạch âm thanh tương lai sẽ thông dụng với chuẩn 10.2 (được phát triển Tomlinson_Holman) hoặc cao hơn nữa để phục vụ giải trí trong phạm vi gia đình. [Nguồn ảnh: Wikimedia Commons]

Mặc dù bạn có thể bạn cảm thấy hấp dẫn bởi công nghệ bo mạch âm thanh đã được trình bày tại entry này, nhưng để có thể thưởng thức được âm thanh thì còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nữa mà chỉ một bo mạch âm thanh chất lượng cao sẽ không thể đem lại được.

Chẳng hạn như bộ loa máy tính của bạn có đáp ứng sự tái hiện âm thanh đảm bảo tốt như bo mạch âm thanh xuất ra hay không? Hoặc như bạn đang sử dụng một bộ loa 7.1 nhưng lại chỉ để nghe các tập tin âm thanh mp3 thông thường thì làm sao tận dụng được hết khả năng của hệ thống âm thanh?

Trên thực tế thì tôi nhận thấy rằng ngay như nguồn phát âm thanh 5.1 thông dụng nhất hiện nay vẫn là các loại đĩa DVD ca nhạc được xuất bản bởi các hãng băng đĩa hát ở Việt Nam thì cũng chưa hoàn toàn được ghi âm, pha trộn với 6 kênh với các âm thanh ở các kênh khác nhau một cách thực sự, chúng phần lớn vẫn là 2 kênh stereo thông thường giống như các đĩa CD audio hoặc VCD mà thôi.

Còn như các game? Hầu như các game thông thường mà bạn thường chơi thì có lẽ rằng đường âm thanh của chúng vẫn chỉ là 2.0, chỉ một số ít các game hiện đại, yêu cầu cấu hình mánh tính mạnh mới tuân theo các chuẩn EAX, THX để có thể xuất ra âm thanh nổi xoay vòng, đa chiều.

Vậy thì với những hệ thống loa bình thường, hãy tận dụng phần mạch âm thanh tích hợp trên bo mạch chủ của mình là đã đủ, bạn có trang bị một bo mạch tốt hơn thì âm thanh được phát ra cũng không có sự cải thiện đáng là mấy đâu. Đừng bỏ ra nhiều tiền để rồi thất vọng với những điều không đạt được.

Hê, đừng vội tức mình nếu những điều vừa nói trên là thừa đối với bạn (và có đủ khả năng đáp ứng về công nghệ giải trí trên máy tính). Xin thông cảm bởi vì entry này thường phục vụ số người đọc chưa hiểu biết nhiều về nó mà thôi.

Tôi hy vọng rằng entry này sẽ giúp ích bạn một số điều gì đó nếu bạn đọc hết nó - ít nhất là sự hiểu biết thêm. Nếu như tất cả đều không có gì mới đối với bạn thì thật là tuyệt vời, bạn đã giống tôi về mặt nhận thức về những điều trên, vậy tại sao bạn lại không viết giống như tôi để có thể chia sẻ những điều bạn biết như vậy nhỉ? Và tại sao bạn lại không gửi url của entry này qua email cho một người bạn của bạn bằng chức năng của Blogger rất hay có hình bức thư ở phia dưới đây. Có ích kỷ quá không nhỉ?

_______

THAM KHẢO

1. Sound card: Mục từ trên Wikipedia tiếng Anh.

2. Upgrading and Repairing Pcs, 17th Edition (Scott Mueller)

Có thể mua phiên bản mới hơn (18) tại: Amazon.com

ISBN-10: 0789736977
ISBN-13: 978-0789736970

MỜI XEM THÊM

Loa máy tính, entry trên blog này.

Trương Mạnh An (2007-2008)

(Entry này đã được tôi phát triển từ mục từ "Bo mạch âm thanh" trên WPtV đối với riêng phần do tôi đóng góp)