Die Soundkarte, was ist das? Teil1 - Einleitung und ISA

Hallo miteinander,

dieser Thread richtet sich eher an den typischen PC-Newbie. Ich möchte hier grundlegende Fragen zum Thema Soundkarte klären, Mithilfe eines kleinen geschichtlichen Rückblicks. Das Ganze aus meiner persöhnlichen Sicht anhand eigener Erfahrung: Ansonsten könnte man ja einfach nur auf einen entsprechenden Wikipedia-Beitrag verlinken und gut ist. Na ja, zum Teil ist auch etwas Nostalgie (nach der "guten alten Zeit") mein Beweggrund.

Begriffsdefinition

Wikipedia meint dazu:
"Eine Soundkarte (auch Audiokarte, engl. Sound Card), im eigenen Gehäuse auch Audio-Interface, ist Teil der Hardware eines Computersystems und verarbeitet analoge und digitale Audiosignale."

Also die Soundkarte ist dafür veranwortlich, daß Du etwas hörst am PC. Das ganze sieht dann also so aus:

Ausführungen

Die meisten PCs haben eine sogenannte On-Board Lösung. d.h. die Soundkarte ist auf dem Motherboard (Hauptplatine desweiteren als MB bezeichnet) integriert:

Hier sind die Audioanschlüße rechts zu sehen

Interne PCIe Soundkarte (meine jetzige - 2008)


oder so (meine erste ISA-Soundkarte für meinen ersten PC einen 486-DX2-66 - ca.1995)
Aztech Sound Galaxy 16 Pro

Lustigerweise haben beide etwa gleichviel gekostet.

Das ganze gibt es für den Laptop in ExpressCard- Ausführung:


oder auch in USB-Ausführung:


Obwohl vom Prinzip her nicht viel anderes, pflegen sich externe Geräte für den gehobenen/professionellen Anspruch lieber als Audio-Interface zu bezeichnen. Hier ein Beispiel für eine Marke die hier im Forum gerne empfohlen wird:


Das sind nur Beispiele für die geläufigsten Ausführungen von Soundkarten (Audio-Interfaces für die Enthusiasten hier).

Aufbau

Der Aufbau von Soundkarten hat sich über die Jahre stark gewandelt. Bei meinem ersten Computer (lange vor PC ca. 1984) einem Atari 800XL

gab es keine Soundkarte, sondern nur eine Art Tongenerator, den man mühsam jeden Ton einzeln entlocken mußte. Das ging dann etwa so in der Art:
Erzeuge ein Sinussignal mit 1kHz für 0,1 s
Und man hatte sein erstes "Beeep" erzeugt und war sehr stolz darauf. Die Kunst solchen "trivialen" Maschinen richtige Melodien zu entlocken hat bis heute überlebt, es gibt noch immer Leute, die sich mit so etwas beschäftigen.

Bei meinem nächsten Computer einen Atari 520ST (ca. 1988)

hatte sich bereits einiges getan: Dieser hatte eine eingebaute MIDI-Schnittstelle.

MIDI ist eine Sprache mit der verschiedene Geräte kommunizieren, vorallem bei elektronischen Musikinstrumenten und PCs(-Soundkarten).

Dies geschieht über die Midischnittstelle,

die meist drei Anschlüße (Midi-In, Midi-Out, Midi-Thru) manchmal auch nur zwei (Kein Midi-Thru) besitzt.

Bei MIDI werden keine Töne übertragen, sondern Befehle für elektronische Musikinstrumente (Keyboards, Synthis, Sequenzer, usw). Das muß man sich ungefähr so vorstellen:
Wähle das Instrument 001 aus der ersten Bank aus. Spiele ein Fis für 0,4s... usw.
Der Vorteil (bei damaliger Hardware eminent wichtig) ein komplettes Lied paßte in ein paar KB, der Nachteil das Lied klang je nach verwendeter Hardware (Tonerzeuger) anders.

Durch diesen Vorteil war der Atari vorallem dem PC haushoch überelegen und er fand bis Ende der 90er auch im profesionellen Bereich Anwendung, als MIDI-Steuerzentrale u.ä.

Irgendwann mitte der 90er kaufte ich mir meinen ersten PC, ein halbes Jahr später meine erste Soundkarte s.o. Soundkarten damals hatten einen ISA-Anschluß (Interface zum MB also Art des Steckplatzes). Sie besaßen zum einen das o.g. MIDI-Interface allerdings mit anderen Steckern, die ein Adapterkabel z.B. für meinen Synthi einen Korg N5

erforderlich machten.

Desweiteren besaß schon damals eine Soundkarte noch die Komponenten Verstärker und A/D- bzw. D/A-Wandler. Im Grunde genommen ist eine Soundkarte also nichts anderes als ein HiFi-Verstärker. Früher Stereo heutzutage meist Mehrkanal (5.1 oder 7.1) ebenso haben sich die Anschlußmöglichkeiten analog der Entwicklung von HiFi-Geräten entwickelt.

Doch erstmal zum A/D und D/A-Wandler: A steht hier für Analog, D für Digital. Ein Analogsignal ist ein Signal, das Töne durch unterschiedliche Spannungen darstellt. So sind innerhalb eines bestimmten Bereichs alle mögliche Zwischenwerte möglich. Ein Digitalsignal dagegen kennt nur zwei Spannungen: Plus und Masse oder 0 und 1. Wir können uns als Analogsignal eine Sinuskurve, als Digitalsignal eine Rechteckkurve vorstellen.

Der A/D-Wandler war z.B. dafür verantwortlich bei den ersten (2x und 4x) internen CD-Player das Tonsignal, das (damals nur) über ein internes Analogkabel (Rechts-Masse-Masse-Links) übertragen wurde, in ein für den PC veständliches Format von 0en und 1ern zu übertragen. Dann kann man das ganze in welcher Form auch immer am PC weiterbearbeiten. Letzlich muß man das Ergebnis in irgendeiner Form (PC-Lautsprecher, Audio-Monitore usw.) ausgegeben werden. LS verstehen aber kein 0 und 1. Das klänge dann wie die Töne eines Faxgerätes oder Modems. Hier kommt dann der D/A zum Einsatz, er wandelt die ganzen Oen und 1en wieder in ein Audio-Analogsignal um.
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Der Verstärkerteil damaliger Karten war teilweise so stark ausgelegt (ca. 4W), daß man durchaus kleine passive LS direkt daran betreiben konnte. Allerdings war die Audio-Qualität bezahlbarer Karten sehr schlecht, sie rauschten auch ohne Eingangssignal ohne Ende. Selbst billigste Onboard-Lösungen heutzutage sind um Klassen besser. Auch bei meiner nächsten Soundkarte der legendären Creative SoundBlaster 16

war dies nicht anders.

Erst mit der nächsten Generation von Soundkarten hier meine alte SoundBlaster AWE 32

und schließlich meine Soundblaster AWE 64 Gold

eine damals 400.- DM teuere Soundkarte, wurde es besser und der Ton erreichte HiFi-Niveau. Diese hatte ich sehr lange (solange es noch MBs mit ISA gab - also bis Athlon XP Zeiten ca. 2001) in irgendeinem Rechner. Die 16, 32, 64 und später auch 128-512 hiter Soundkartennamen bezeichnen nicht die Bitbreite oder so, sondern die Anzahl der Stimmen, also ihre Multitibrane Fähifkeiten (Mehrstimmigkeit).

Der grund für meine offensichtliche Präferenz zu SoundBlaster Karten: Creative hat seit jeher die Entwicklung von Soundkarten im Gaming-Bereich vorangetrieben und Maßstäbe gesetzt. Aber vorallem noch zu Zeiten als Spiele noch nicht unter DirectX (Eine Software-Schnittstelle von Microsoft zur direkten ansteuerung von Hardware) sondern unter DOS (auch noch z.Z von Win95) liefen, was es nur sicher, daß dein Spiel deine Soundkarte unterstüzt, wenn Du eine Soundblaster, oder zumindestens 100% Soundblaster-kompatible Karte hattest.

Ich möchte noch dem dritten Bestandteil einer Soundkarte dem MIDI-Teil noch ein paar Worte widmen. MIDI ist nicht nur ein Protokoll (s.o.) sondern auch ein Synonym für den Synthesizer-Teil einer Karte.
Ein Synthesizer ist ein elektronisches Musikinstrument, daß in der Lage ist verschiedene Instrumente zu simulieren. Ein MIDI-Synthesizer ist also eine Sammlung von Instrumenten, die meist in sogenannte Bänken (wobei eine Bank meist aus 128 Instrumenten besteht) organisiert sind. Da bei dem MIDI-Protokoll Instrumente nur mit einer Nummer angesprochen werden, war es anfangs problematisch MIDI-Stücke zu portieren. Deshalb wurde 1991 der General-MIDI-Standard (kurz GM) ins Leben gerufen, damit gewährleistet ist, daß jeder Synthesizer unter das der gleichen Nummer das gleiche Instrument findet.

Man braucht nur ein MIDI-fähiges Keyboard,

(Da oft verwechselt hier der unterschied:
Keyboard = Klaviatur ohne Klangerzeugerteil (also ohne Synthi).
Synthesizer=Klanzerzeuger (mit oder ohne Klaviatur)
Mein Korg N5 (Bild s.o.) ist also ein Synthi mit, hier mein alter Roland SC-50 ohne Klaviatur:)


und schon kann man nach Lust und Laune Klavier spielen oder Geige, oder Contrabaß oder, oder, oder...

Dazu muß man sagen, daß die Qualität auch des MIDI-Teils früherer NoName-Karten einfach nur furchtbar war. Der Unterschied zu Soundblaster-Karten war frapierend. Aber auch der MIDI-Teil dieser Karten genügte den Anforderungen von Musiker und Enthusiasten meistens nicht, so kamen dann entweder eigenständige Lösungen zum Einsatz, hier eine EWS 64 (So wie abgebildet damals mehr als 1000.- DM wert):


die ich mir leider damals nicht habe leisten können, oder Aufsätze für vorhandene Soundkarten wie diese Kombi:

ein Yamaha DB50 XG Midi-Aufsatz auf eine Soundblaster 16, dieses habe ich auch noch, nur leider kein PC mit ISA mehr (Nostalgie-Schnüff). Übrigens mein erster Kontakt mit Yamaha und seitdem Dauer-Fan. Der klangliche Unterschied betrugt Welten. Kennt ihr Robert Miles "Children"? Hatte man davon eine MIDI-Datei und diese Karte klang das wie die CD, denn darauf wurde dieser Song komponiert. Spielte man das "nur" auf einer AWE 32 oder AWE 64 oder gar auf einer NoName-Karte klang alles furchtbar falsch.

Bei Spiele gab es damals zwei Lager. Die einen brachten ihre Spiele als sogenannte Mixed-Mode-CD auf den Markt. Also Track 1 waren Daten (also das Spiel) danach folgten mehrere normale Audio-Tracks die während des Spiels als Hintergrundmusik abgespielt wurden.

Die anderen, um auf das Thema MIDI zurückzukommen, benutzten ebensolches für die Hintergrundmusik. Die meisten Spiele waren hierbei auf Soundblaster optimiert. Zudem benötigten Soundblaster-Karten keine eigenen Interrupt (Unterbrechungsleitung zur CPU) sondern nur einen eigenen Hardware-Adressbereich (meist 330). Da die Anzahl der Interrupsts (im folgenen IRQ) begrenzt war, ein gewichtiger Vorteil. Da man damals noch seine PC-Konfiguration noch selber erledigte, teilweise DOS-Adressbereiche erstmal per Hand optimieren musste um manche Spiele zum laufen zu bringen, vereinfachte eine Soundblaster vieles ein wenig.

MIDI hat in den letzten Jahren im PC-Breich stark an Bedeutung verloren. Mainstream-Soundkarten haben heutzutage oft überhaupt keine MIDI-Hardware mehr integriert, diese wird dann wenn überhaupt über Software-Treiber emuliert. Gründe dafür sind die exhorbitant gestiegene CPU-Leistung und Speicherplatz, und aktuelle Kompressionsmethoden (MP3). Dadurch wird Hintergrundmusik in hervorragender Qualität ganz nebenbei von einem heutigen Rechner erledigt.

Ich hoffe dieser kleine Rückblick hat euch ebensoviel Spaß gemacht, wie ich mit der beschriebene Hardware hatte. Schreibt doch bitte Eure Meinung rein, und wenn euch dies gefallen hat, schreibe ich eine Fortsetzung.

Übrigens: Das meiste, was ich hier beschrieben habe, habe ich noch. Meine Ataris leider nicht mehr, jedoch denke ich immernoch, daß mein erster noch mein bester war: Eingeschaltet und nach 5 sec, konnte man schon loslegen. Fast nie abgestürzt, (abgesehen von den ersten Programmierexperimenten natürlich) und ich hatte fast alles an Software was es dafür gab. Spiele: 10 Stück auf eine 5,25" Diskette mit 80kb! Heute sind es teilweise 25GB für eines!

Mit audiophilen Grüssen

Black Widowmaker

Nach deiner neuesten Antwort habe ich mal den ganzen beitrag gelesen . Wirklich toll, solche Mitglieder braucht das Forum!

Ich habe auch auf meinen 100 Beitrag hingearbeitet, damit endlich mal drei Lautsprecher zu sehen sind, und wenn du so weiter machst wirst du mich bald eingeholt haben.

Ich feiere mit dir, aber nicht mit Bier, sondern mit Äppelwoi, wie wir Hesse sage mit em gute Stöffche,