有哪些你觉得逆天的电脑硬件? 我提一个:声卡。 声卡是PC上最普遍的模数

赫尔墨斯社会 2024-10-10 13:09:13

有哪些你觉得逆天的电脑硬件? 我提一个:声卡。 声卡是 PC 上最普遍的模数转换模块。消费级的声卡已经能做到 48000 sps 甚至 96000 sps 的采样率,应当能不失真地传递位于人耳听觉频率 (20 Hz 到 20 KHz)以内的音频信号。 有了声卡 + SDR 软件你可以用声卡来传数据,一些无线 IP 摄像头就是用麦克风来接收初始化配置的(比如 SSID 和密钥)。这样就不需要为无线 IP 摄像头新增额外的管理接口,而是可以复用已有的麦克风和扬声器模组,对设备进行初始化的时候,把手机放在它旁边播放声音就行,这种功能几乎是纯软件实现的,不需要特殊的硬件,只需要普通的麦克风和扬声器。 一些型号的 U 盾就是通过 3.5mm TRRS 音频接口连接的,传的是模拟信号,经过硬件的模数转换和采样后,在手机操作系统内运行用户态的进程(相当于 SDR)对信号进行进一步解调,得到比特流。这种方式不需要手机支持 USB OTG 功能,这种 U 盾可以插在能运行通用程序的、有 3.5mm TRRS 母口的任何一台计算设备上,硬件兼容性非常好。 早期的宽带安装费用和上网资费非常昂贵,于是有人想出了把网络封包比特流信号调制到音频信号的频段 (voiceband) 内,这样,比特流信号 (baseband) 就由语音信号 (passband) 来承载,并且通过公共电话交换网络 PSTN 来进行收发(拨通到运营商的交换中心,也就是拨号)。因为早期的 CPU 处理能力还比较孬弱,专用的板载声卡还不成熟,所以,比特流到 voiceband 的调制和解调是在一个专门的设备上进行的,就叫调制解调器。 调制解调器可以通过串口或者并口和计算机连接,操作系统会检测调制解调器的存在并为之加载驱动、创建对应的虚拟网卡,那时候的电脑是可以打电话和发传真的,就是通过操控这个调制解调器来进行的。这种方式会导致拨号上网时电话一直处于占线状态,别人的电话打不进来,并且如果要打电话出去,则必须要中断现有的网络(拨号)连接。 电话线传的也是模拟信号,但是电话线属于市话网络,一般不能擅自接入未获得许可的设备(没有入网许可),不过后来,一些运营商开始销售能直接连接电话线的调制解调器了,原先的那种调制解调器一般叫做 acoustic coupler。在我国,这种拨号上网方式也叫做“窄带拨号”,这里有一篇关于窄带拨号的报道:上海停用 “窄带拨号”,还记得那些拨号上网的日子吗? 如果你也恰好具备一些通信原理、信号处理和计算机编程的技能,可以试着把一段文字(或者一组 uint8 数据)转换成比特流,在比特流前边添加一段 access code(作为正文开始的标记),比特流末尾添加一段 CRC 校验比特,然后你可以把这段比特流信号,使用比如说 FSK、BPSK、QPSK、QAM 等制式,再加上进一步地频移和过滤处理,调制到 20 Hz 到 10 KHz 这个听觉频段上,通过电话、微信语音或者 .wav 波形文件发送给另一个人,接受者根据调制方式选择对应的解调方式,从声音中还原出最初的数据(一段文字,或者一组 uint8)。 早期的上网也几乎都是这么做的,只不过调制和解调在硬件层面进行,打电话不是打给你的微信好友,而是打给运营商提供的专门用来拨号上网的电话。 如果声卡支持的频段更宽一些,采样率更高一些,然后把声卡通过某种方式连接到天线系统,那就相当于得到了无线电系统的 frontend 部分,到达了某个频率之后就可以收发蜂窝网络信号,再到达某个频率之后又可以收发 WiFi 信号,到达可见光频率就可以收发光信号(这时它相当于一个光模块、猫棒),这就是 SDR 的威力。 当然这只是一种夸张的说法,一个无线电系统还需要很多必要组件才能正常工作。提出这种说法是因为声卡的确扮演了信号从离散域到连续域之间的互相转换过程的关键角色,也是一个最常见的模数转换设备。 声音、变化的电场和磁场、光、变化的电压,这些都是“波” (waves),波的属性(频率、振幅、相位)可以被编辑因而在空间中运动的波可以用来传递信息。在数学上看来不管是声波电磁波还是光波都是信号。声卡之所以能用来传数据,因为它能够把信号在离散形式 (samples)和连续形式(连续变化的物理量)之间进行双向转换,从而使得空中传递的信号能够通过计算机以软件的方式来进行发送、捕获和处理。 总之不要小瞧了声卡这个看起来平淡无奇的硬件。欢迎大家补充其他的。

0 阅读:7
赫尔墨斯社会

赫尔墨斯社会

感谢大家的关注