사운드 카드
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1. 개요
사운드 카드는 컴퓨터에서 소리를 입출력하는 데 사용되는 하드웨어 장치이다. 디지털-아날로그 변환기를 통해 디지털 오디오 데이터를 아날로그 신호로 변환하고, 앰프, 헤드폰 또는 외부 장치에 연결할 수 있다. 초기에는 FM 신시사이저를 사용한 MIDI 음악을 지원했으나, 다채널 출력, 하드웨어 가속, 고품질 녹음 및 재생을 위한 오디오 인터페이스로 발전했다. 사운드 카드는 PC에 내장되거나 외장형으로 제공되며, 음악 재생, 음향 장비 테스트, 감마선 분광법 등 다양한 용도로 활용된다.
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| 사운드 카드 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 연결 1 | 마더보드 |
| 연결 방식 1 | PCI ISA USB IEEE 1394 IBM PC 병렬 포트 MCA (거의 쓰이지 않음) PCI-E PCMCIA 인터페이스 (PC 카드, 익스프레스카드) |
| 연결 2 | 라인 입/출력 |
| 연결 방식 2 | 아날로그 – 폰, RCA 또는 DIN 단자 디지털 – RCA, TOSLink 또는 AES/EBU |
| 연결 3 | 마이크 |
| 연결 방식 3 | 폰 커넥터 PIN 단자 |
| 제조사 | 크리에이티브 랩스 (및 자회사 E-mu Systems) 리얼텍 C-Media M-Audio 터틀 비치 ASUS 비아 테크놀로지스 |
| 관련 명칭 | |
| 영어 | sound card (audio card) |
2. 일반적인 특징
대부분의 사운드 카드는 디지털-아날로그 변환회로(DAC)를 사용하여 녹음되거나 생성된 디지털 데이터를 아날로그 형식으로 변환한다. 출력 신호는 TRS 폰 커넥터나 RCA 단자와 같은 표준 상호 연결을 사용하여 앰프, 헤드폰, 또는 외부 장치에 연결된다.[1] 단자의 수와 크기가 공간에 비해 너무 클 경우, 케이스 밖에서 사용되는 상자형 형태나 케이스 전면에 마운트되는 형태로 사용되기도 한다.
더 진보된 카드들은 일반적으로 하나 이상의 사운드 칩을 포함하고 있어서 더 높은 데이터 속도와 여러 동시성 기능을 지원하는데, 이를테면 최소화된 데이터와 CPU 시간을 사용하면서 실시간 음악 및 음향 효과에 쓰이는 합성된 소리의 디지털 출력을 들 수 있다. 디지털 소리 출력은 일반적으로 다채널 DAC를 통해 이루어지며 다른 높이와 볼륨으로 동시의 디지털 샘플을 기능할 수 있으며, 필터링이나 의도적인 왜곡과 같은 실시간 효과를 응용할 수 있다. 다채널 디지털 사운드 재생은 컴플라이언스[39], 다채널 에뮬레이션 등 음악 합성에도 사용된다. 이러한 접근은 제조업체들이 더 단순하고 비용이 더 낮은 사운드 카드를 강구하면서 일반화되고 있다.
대부분의 사운드 카드는 카세트 테이프 및 그 밖의 마이크 보다 더 높은 수준의 전압이 있는 음원으로부터 입력 신호를 받기 위해 라인 인 단자를 갖추고 있다. 사운드 카드는 신호를 디지털화하며, DMAC는 샘플들을 메인 메모리에 전송하고, 여기에서 저장, 편집, 추가 가공을 위해 녹음 소프트웨어가 하드 디스크에 이를 기록한다. 일반적인 다른 외부 단자로는 마이크로폰이나 기타 낮은 수준의 입력 장치로부터 신호를 받을 때 사용되는 마이크 단자가 있다. 음성 인식이나 VoIP 응용 프로그램에서 마이크로폰 잭을 통한 입력을 사용할 수 있다.
2. 1. 사운드 채널과 폴리포니
폴리포니는 여러 개의 독립적인 음성이나 소리를 동시에 처리하고 출력할 수 있는 기능을 말한다. 이러한 독립적인 채널들은 스피커 구성(예: 2.0(스테레오), 2.1(스테레오 및 서브우퍼), 5.1(서라운드))과 일치하는 오디오 출력 수로 간주될 수 있다. 때로는 "보이스"와 "채널"이라는 용어가 스피커 구성 대신 폴리포니 수준을 나타내는 데 사용되기도 한다.예를 들어, 초기의 많은 사운드 칩은 3개의 음성을 지원했지만, 오직 하나의 오디오 채널(모노 출력)만 사용할 수 있었기 때문에 모든 음성이 함께 혼합되어야 했다. 이후 애드립 사운드 카드와 같은 카드는 하나의 모노 출력 채널에서 9개 음성의 폴리포니를 결합할 수 있었다.
수년 동안 대부분의 PC 사운드 카드는 MIDI 음악에 주로 사용되는 다중 FM 합성 음성(일반적으로 9개 또는 16개)을 갖추고 있었다. 그러나 고급 카드의 모든 기능이 완전히 사용되는 경우는 드물었다. 일반적으로 디지털 사운드 샘플 재생에는 하나(모노) 또는 두 개(스테레오)의 보이스와 채널만 사용되었으며, 하나 이상의 디지털 사운드 샘플을 재생하려면 고정 샘플링 레이트에서 소프트웨어 다운믹스가 필요했다. AC'97 표준과 같은 오디오 코덱을 사용하는 최신 저가형 내장 사운드 카드(메인보드에 내장) 및 일부 저가형 확장 사운드 카드는 여전히 이러한 방식으로 작동한다. 이러한 장치는 둘 이상의 사운드 출력 채널(일반적으로 5.1 또는 7.1 서라운드 사운드)을 제공할 수 있지만, 사운드 효과나 MIDI 출력에 대한 실제 하드웨어 폴리포니는 없는 경우가 많으며, 이러한 작업은 전적으로 소프트웨어에서 수행된다. 이는 저렴한 소프트모뎀이 하드웨어 대신 소프트웨어에서 모뎀 작업을 수행하는 것과 유사하다.
웨이브테이블 샘플 기반 합성 초기에는 일부 사운드 카드 제조업체가 MIDI 기능에만 폴리포니를 광고하기도 했다. 이 경우 카드의 출력 채널은 적절하지 않은데, 일반적으로 카드는 오직 2채널의 디지털 소리만 구현했기 때문이다. 즉, 폴리포니 측정은 주어진 시간에 사운드 카드가 재생할 수 있는 MIDI 악기 수에만 적용되었다.
오늘날 출력 채널 수에 관계없이 실제 하드웨어 폴리포니를 제공하는 사운드 카드는 일반적으로 "하드웨어 오디오 가속기"라고 불린다. 그러나 실제 보이스 폴리포니는 3차원 사운드의 하드웨어 가속, 포지셔널 오디오, 실시간 DSP 효과 등 다른 중요한 요소와 함께 필수적인 것은 아니다.
디지털 사운드 재생이 가능해지고 합성 성능이 향상되면서, 하드웨어 폴리포니를 갖춘 최신 사운드 카드는 실제로 DAC를 사용하는 보이스 수를 줄였다. 대신 하드웨어에서 보이스 믹싱 및 효과 처리를 수행하고, 전용 DSP에서 특정 효과를 적용하기 위해 주파수 도메인을 통한 디지털 필터링 및 변환을 수행한다. 최종 재생 단계는 외부 DAC(DSP 칩을 의미)에 의해 수행되며, 보이스 수(예: 7.1 오디오의 경우 8채널, 즉 32, 64 또는 128 보이스)보다 훨씬 적은 수의 채널을 갖는다.
2. 2. 사운드 카드 표준 목록
| 이름 | 연도 | 정확도 | 주파수 | 채널 |
|---|---|---|---|---|
| PC 스피커 | 1981 | 6비트 | 1 펄스 폭 변조 | |
| 탠디 | 1984 | 16 볼륨 설정 | 122Hz ~ 125kHz | 3 방형파 톤, 1 화이트 노이즈 |
| MPU-401 | 1984 | MIDI | ||
| Covox | 1986 | 8비트 | 1 DAC | |
| 애드립 | 1987 | 64 볼륨 설정 | ~49.716kHz | 6-보이스 FM 신시사이저, 5개 타악기 |
| 롤랜드 MT-32 | 1987 | 16비트 | 32kHz | 8개 멜로디 채널, 1개 리듬 채널 |
| 사운드 블라스터 | 1989 | 8비트 | 22kHz | 1 DAC; 11-보이스 FM 신시사이저 |
| 롤랜드 사운드 캔버스 | 1991 | 16비트 | 32kHz | 24개 보이스 |
| 그레비스 울트라사운드 | 1992 | 16비트 | 44.1kHz | 16개 스테레오 채널 |
| AC97 | 1997 | 20비트 | 96kHz | 6개 독립 출력 채널 |
| 환경 음향 확장 | 2001 | 8개 동시 3차원 보이스 | ||
| 인텔 고선명 오디오 | 2004 | 32비트 | 192kHz | 최대 15개의 독립 출력 채널 |
2. 3. 색 코드
PC 시스템 디자인 가이드에 따라 사운드 카드의 단자들은 기능에 따라 색상으로 구분된다.[40][2][37] 각 단자에는 화살표, 구멍, 음파 모양의 기호가 함께 표시되기도 한다.| 색 | 기능 | 단자 | 기호 | |
|---|---|---|---|---|
| 분홍 | 아날로그 마이크로폰 오디오 입력 | 3.5 mm TRS | 마이크로폰 | |
| 밝은 파랑 | 아날로그 라인 레벨 오디오 입력 | 3.5 mm TRS | 원으로 향하는 화살표 | |
| 라임 초록 | 아날로그 라인 레벨 오디오 출력 (메인 스테레오 신호, 프론트 스피커나 헤드폰) | 3.5 mm TRS | 원의 한쪽에서 소리로 나가는 화살표 | |
| 갈색 | 아날로그 라인 레벨 오디오 출력 (특수 패닝, "Right-to-left 스피커") | 3.5 mm TRS | ||
| 검정 | 아날로그 라인 레벨 오디오 출력 (서라운드 스피커, 일반적으로 후면 스테레오) | 3.5 mm TRS | ||
| 주황 | 아날로그 라인 레벨 오디오 출력 (중앙 채널 스피커, 서브우퍼) | 3.5 mm TRS | ||
| 은색/회색 | 아날로그 라인 레벨 오디오 출력 (양쪽 스피커) | 3.5 mm TRS | ||
| 금색/회색 | 게임 포트 / 미디 | 15 핀 D | 두 면에서 소리로 나가는 화살표 | |
초기 IBM PC는 PC 스피커를 통해 제한된 소리만 낼 수 있었기 때문에 멀티미디어 응용에 불리했다.[41] 1980년대 후반, 애드립, 크리에이티브 랩스 등에서 사운드 카드를 출시하면서 이러한 상황이 개선되기 시작했다. 특히, 사운드 블라스터 카드의 등장은 IBM PC 호환 사운드 카드 시장에 큰 영향을 미쳤다.
3. IBM PC 아키텍처의 사운드 카드의 역사
1988년, 소비자 가전 전시회에서 컴퓨터 게임 CEO들은 PC의 제한된 소리 기능이 가정용 컴퓨터 시장에서 PC의 성장을 방해하고 있다고 지적하며, 더 나은 기능을 갖춘 저렴한 사운드 카드의 필요성을 강조했다. 시에라 온라인은 그 해에 게임에 애드립, IBM 뮤직 피처, 롤랜드 MT-32를 지원하기로 약속하며 이러한 변화를 주도했다.[42]
1990년대 이후, 윈도우 운영체제의 보급과 함께 멀티미디어 기능이 강화되면서 사운드 카드의 역할은 더욱 중요해졌다.
3. 1. 하드웨어 제조업체
4. 확장 카드 이외의 사운드 장치
IBM PC 호환 컴퓨터에서 사운드 카드가 보편화되기 전에는 주로 내부 PC 스피커를 통해 소리와 음악을 출력했다.[41] 이 스피커는 방형파에 제한되어 "비퍼"(beeper)라는 별칭으로 불렸으며, 출력되는 소리는 비프(beep)나 부프(boop)로 표현되었다. 리얼사운드와 같이 일부 기업들은 PC 스피커를 넘어서는 디지털 소리 출력 기술을 개발했지만, 낮은 음량과 왜곡 문제, 소리 재생 중 다른 작업 중단 등의 한계가 있었다.
1980년대 다른 가정용 컴퓨터들은 디지털 소리 재생 및 음악 합성 하드웨어 지원을 포함하여 멀티미디어 응용 분야에서 IBM PC보다 유리했다. 초기 사운드 카드는 주로 음악 합성(애드립 퍼스널 뮤직 시스템, IBM 뮤직 피처 카드, 크리에이티브 뮤직 시스템)이나 음성 합성(디지스피치 DS201, Covox Speech Thing, 스트리트 일렉트로닉스 '에코')에 초점을 맞췄다.
1988년 소비자 가전 전시회에서 컴퓨터 게임 CEO들은 PC의 제한된 소리 기능이 가정용 컴퓨터 시장에서 뒤처지는 원인이라고 지적하며, 더 나은 기능을 갖춘 저렴한 사운드 카드의 필요성을 강조했다. 시에라 온라인은 그 해에 애드립, IBM 뮤직 피처, 롤랜드 MT-32를 지원하는 게임을 출시하여 사운드 카드 시장의 성장을 이끌었다.[42]
사운드 카드의 중요한 특징은 폴리포니인데, 이는 동시에 여러 개의 독립적인 음성 또는 소리를 처리하고 출력하는 능력을 의미한다. 이러한 채널은 2.0(스테레오), 2.1(스테레오 및 서브 우퍼), 5.1(서라운드) 등 스피커 구성에 해당한다. 초기 PC 사운드 카드는 주로 MIDI 음악에 사용되는 여러 개의 FM 합성 음성을 가지고 있었지만, 고급 카드의 기능이 항상 완전히 사용된 것은 아니다.
최근의 저가형 통합 사운드 카드나 확장 사운드 카드는 두 개 이상의 사운드 출력 채널(5.1 또는 7.1 서라운드 사운드)을 제공하지만, 실제 하드웨어 폴리포니는 없는 경우가 많으며, 이러한 작업은 소프트웨어에서 수행된다. 이는 저렴한 소프트모뎀이 하드웨어 대신 소프트웨어에서 모뎀 작업을 수행하는 방식과 유사하다.
웨이브 테이블 합성 초창기, 일부 사운드 카드 제조사들은 MIDI 기능만으로 폴리포니를 광고했다. 이 경우 카드는 두 개의 디지털 사운드 채널만 지원하며, 폴리포니 사양은 사운드 카드가 한 번에 생성할 수 있는 MIDI 악기 수에만 적용되었다. 최신 사운드 카드는 위치 오디오 및 실시간 DSP 효과의 하드웨어 가속과 같은 ''오디오 가속기'' 기능을 제공한다.
4. 1. PC 메인보드에 포함된 통합형 사운드 하드웨어
1990년대 말부터 수많은 컴퓨터 제조업체들은 별도의 플러그인 사운드 카드 대신 메인보드에 오디오 코덱 칩(오디오 AD/DA 변환기 결합)을 통합하기 시작했다.[1] 이는 인텔의 AC'97 사양을 따르는 경우가 많았다. 혹은 저렴한 ACR 슬롯 부속 카드를 사용하기도 했다.2001년경부터는 많은 메인보드가 완전한 기능을 갖춘 내장형 사운드 카드를 통합하기 시작했는데, 이는 사운드 블라스터와 호환되며 비교적 고품질의 사운드를 제공하는 커스텀 칩셋 형태였다.
그러나 2004년에 출시된 인텔의 HD 오디오 표준이 AC'97을 대체하면서 이러한 기능은 중단되었다. HD 오디오는 코덱 칩 사용을 다시 규정했으며, 점차 널리 수용되었다. 2011년을 기준으로 대부분의 메인보드는 HD 오디오 호환 코덱 칩을 사용하고 있으며, 사운드 블래스터 호환성은 더 이상 요구되지 않게 되었다.
4. 2. 다른 플랫폼 위의 통합형 사운드
IBM PC 호환 컴퓨터와는 달리, 코모도어 64(1982년)와 아미가(1985년), NEC의 PC-88, PC-98, 후지쯔의 FM-7, FM 타운스, MSX,[44] 애플 매킨토시 등 초기 가정용 컴퓨터들은 메인보드에 자체적인 사운드 장치를 내장하고 있었다. 특히 아미가, C64, PC-88, PC-98, MSX, FM-7, FM 타운즈는 제조 당시 매우 진보된 기능을 제공했다. 이러한 플랫폼 중 일부는 자체 버스 구조에 맞추어 설계된 사운드 카드를 가지고 있었으며, 이는 표준 PC에서 사용할 수 없었다.[44]PC-88, PC-98, MSX, FM-7 등 여러 일본 컴퓨터 플랫폼들은 1980년대 중반부터 야마하의 내장 FM 합성 사운드를 갖추었다. 1989년, FM 타운스 컴퓨터 플랫폼은 내장형 PCM 샘플 기반 사운드를 제공하였고 CD-ROM 포맷을 지원하였다.[44]
아미가의 커스텀 사운드 칩 Paula는 4개의 디지털 사운드 채널(왼쪽 스피커 2개, 오른쪽 2개)을 갖추었고, 채널당 8비트 해상도(패치를 통해 CPU 사용률을 높여 14/15비트 지원 가능)와 6비트 볼륨 제어를 지원했다. 아미가의 사운드 재생은 메인 CPU를 사용하지 않고 칩 RAM에서 직접 데이터를 읽어 처리했다.
4. 3. 다른 플랫폼 위의 사운드 카드
MSX 컴퓨터는 내장 사운드 기능과 함께, 더 나은 품질의 소리를 위해 사운드 카드를 사용했다. 문사운드라는 이름의 이 카드는 야마하 OPL4 사운드 칩을 사용했다. 문사운드 이전에는 MSX 뮤직, MSX 오디오라는 사운드 카드가 있었는데, 이들은 시스템에 OPL2, OPL3 칩셋을 사용했다.[44]애플 II 시리즈 컴퓨터는 IIGS까지 비프음 이외의 사운드 기능이 없었으나, 다양한 제조사에서 제공하는 플러그인 사운드 카드를 사용할 수 있었다.
처음에 비퍼(beeper)만 지원하던 싱클레어 ZX 스펙트럼은 일부 사운드 카드를 지원했다. 터보사운드[46]가 그 예이며, 풀러 박스(Fuller Box),[47][48] Melodik for the Didaktik Gamma, AY-Magic 등도 있었다. ZX81용 Zon X-81[49][50]은 어댑터를 통해 ZX 스펙트럼에서 사용할 수 있었다.
4. 4. 외장형 사운드 장치
USB나 파이어와이어 등을 사용하여 컴퓨터에 연결하는 외장형 사운드 장치(오디오 인터페이스)는 편의성과 향상된 음질을 제공한다.[38] 이러한 외장형 장치는 노트북 컴퓨터에서 내장 사운드 카드의 공간이 부족할 때 음향 기능을 향상시키는 데 사용된다.PCMCIA 카드버스 인터페이스를 사용하는 사운드 카드는 노트북 컴퓨터에 온보드 사운드가 보편화되기 전에 구매할 수 있었다. 카드버스 오디오는 온보드 사운드의 품질이 떨어질 때 여전히 사용되기도 한다. 그러나 카드버스 인터페이스는 2005년 이후 익스프레스카드로 대체되었다.
USB 사운드 카드는 USB를 통해 컴퓨터에 연결되는 외부 장치이다. 전자 음악가, 라이브 PA 공연자, DJ 등이 스튜디오와 무대에서 자주 사용한다. DJ 소프트웨어를 사용하는 DJ는 DJ 컨트롤러에 통합된 사운드 카드나 특수 DJ 사운드 카드를 사용하며, 여기에는 턴테이블을 연결하여 비닐 에뮬레이션으로 음악 파일 재생을 제어할 수 있도록 포노 프리앰프가 있는 입력이 있는 경우가 많다.
USB 오디오 장치 클래스는 표준 인터페이스로, 단일 드라이버로 다양한 USB 사운드 장치 및 인터페이스와 작동할 수 있도록 한다. Mac OS X, Windows, Linux는 이 표준을 지원하지만, 일부 USB 사운드 카드는 표준을 따르지 않고 제조사 고유의 드라이버가 필요하다.
USB 1.1은 제한된 수의 채널로 고품질 사운드를 지원하지만, USB 2.0 이상은 더 높은 대역폭으로 더 많은 기능을 제공한다.
외장형 오디오 인터페이스는 아날로그 음향 기기와의 연결을 위해 XLR 입력이나 TS(2극)/TRS(3극) 입출력, RCA 핀 입출력 등을 갖춘 제품이 많으며, 미니 플러그보다 표준 플러그를 채용하는 경우가 많다. 음악 제작용으로 사용되는 제품에는 MIDI 인터페이스를 내장하고 그 입출력 커넥터를 갖춘 복합 제품도 있다.
5. 드라이버 구조
운영 체제가 사운드 카드를 사용하려면 특정한 장치 드라이버가 필요하다. 장치 드라이버는 운영 체제와 사운드 카드 간의 데이터 연결을 처리하는 하위 수준 프로그램이다.[1] 일부 운영 체제는 자체적으로 일부 사운드 카드의 드라이버를 포함하고 있기도 하다. 그렇지 않은 경우에는 사운드 카드 구매 시 드라이버를 CD등으로 제공하거나, 인터넷에서 내려받을 수 있도록 지원한다.[1]
- IBM PC용 도스 프로그램들은 공통의 미들웨어 드라이버 라이브러리(HMI 사운드 운영 체제, 미들 오디오 인터페이스 라이브러리 (ALI), 마일즈 사운드 시스템 등)를 사용해야 했다. 이러한 라이브러리들은 도스가 자체적으로 사운드 카드라는 개념을 가지고 있지 않았기 때문에 대부분의 공통 사운드 카드들에 동작하는 드라이버를 포함하고 있었다. 몇몇 사운드 카드 제조 업체들은 미들웨어 TSR 기반의 드라이버를 제공하기도 하였으며, 일부 프로그램들은 프로그램 자체에서 사운드 카드를 지원하게끔 소스 코드를 프로그램에 통합하기도 했다.
- 마이크로소프트 윈도우는 사운드 카드 제조 업체가 만든 드라이버를 사용한다. 많은 제조사들은 마이크로소프트에 드라이버를 제공하여 윈도 설치본에 포함시키기도 한다. 윈도 CD는 웹이나 FTP 사이트와 같이 주기적으로 업데이트되는 것이 아니기 때문에, 버그 수정과 개선 사항들은 드라이버를 내려받아 설치하여 적용할 수 있다. 윈도우 비스타는 UAA를 사용한다.[1] USB 오디오 장치 클래스 지원은 윈도우 98부터 지원되었다.[31]
- 수많은 유닉스 버전들은 포팅할 수 있는 오픈 사운드 시스템 (OSS)을 사용한다.
- 대부분의 현대 리눅스 배포판들은 ALSA를 사용한다.
6. 사운드 카드의 활용
사운드 카드는 음악, 게임, 영화 감상, 음성 통신 등 여러 분야에서 활용된다.
음악 감상 및 제작: 사운드 카드는 고품질 오디오를 재생하고 녹음할 수 있게 해준다. MIDI 악기를 연결하거나 음악 편집 등 다양한 음악 관련 작업을 지원한다.[1]
게이밍: 게임 내 음향 효과를 실감 나게 재생하고, 음성 채팅 기능을 지원하여 몰입감 있는 게임 환경을 제공한다. 초기 PC 사운드 카드는 PC 스피커의 "삐 소리"를 벗어나, AdLib과 같은 카드의 등장을 통해 발전했다.[3] 크리에이티브 랩스의 사운드 블라스터는 AdLib 호환성과 디지털 오디오 녹음/재생 기능, 게임 포트를 통한 조이스틱 연결, MIDI 장비 인터페이스 기능 등으로 시장을 장악했다.[3][6]
영화 감상: 다채널 서라운드 사운드를 지원하여 영화관과 같은 몰입감 있는 음향 환경을 제공한다.
음성 통신: VoIP, 화상 회의 등 음성 통신 애플리케이션에서 깨끗한 음질의 통화를 지원한다. 대부분의 사운드 카드는 마이크 커넥터를 통해 입력을 받고, 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 사용하여 신호를 디지털화한다.[1]
6. 1. 사운드 카드 이외의 활용
사운드 카드는 다양한 용도로 활용될 수 있는데, 그 기능은 다음과 같다.- '''임의 파형 생성''': 사운드 카드는 제한적이지만, consumer-grade영어 임의 파형 발생기로 사용될 수 있다.[23] 여러 소프트웨어를 통해 사운드 카드에서 함수 발생기처럼 작동하여 원하는 파형을 생성할 수 있다.
- '''전기 파형 분석''': 사운드 카드는 전기 파형을 녹음하고 분석하는 데 사용될 수 있다. 오실로스코프처럼 작동하여 특수 또는 범용 오디오 편집 소프트웨어로 표시하거나 추가 변환 및 분석할 수 있다.[24][25]
- '''음향 장비 테스트''': 매우 낮은 왜곡의 사인파 발진기를 사용하여 음향 장비의 왜곡 및 노이즈를 측정할 수 있다.[26] 입력 신호에서 출력 신호를 빼고 감쇠 및 위상 보정하여 왜곡과 노이즈만 분석하는 것도 가능하다.
- '''감마선 분광법''': 사운드 카드는 감마선 분광법을 위한 저렴한 멀티채널 분석기 역할을 할 수 있다. 이를 통해 서로 다른 방사성 동위원소를 구별할 수 있다.[27]
- '''장파 라디오''': 192 kHz 사운드 카드는 최대 96 kHz의 라디오 신호를 수신할 수 있다. DCF77 (77.5 kHz)과 같은 장파 시보 수신에 충분하다.[28][29] 또한, 사운드 카드는 저전력 시보 전송(40 kHz영어의 JJY)을 생성할 수도 있다.[30]
하지만, 사운드 카드는 범용 파형 발생기 및 분석기로서 다음과 같은 설계 및 물리적 제한이 있다.
- '''제한된 샘플 속도''': 일반적으로 최대 192 kHz이며, 이는 최대 신호 주파수(대역폭)가 96 kHz임을 의미한다. 실제로는 내부 필터링으로 인해 대역폭이 더 작을 수 있다.[24]
- '''왜곡 및 노이즈 생성''': 일반적인 통합 사운드 카드인 리얼텍 ALC887은 기본 주파수보다 약 80 dB 낮은 왜곡을 가진다. 더 나은 카드는 -100 dB보다 낮은 왜곡을 가질 수 있다.
- '''클럭 드리프트''': 측정 결과를 수정해야 할 수 있다.
7. 다채널 출력
DVD 보급과 게임 효과음의 고도화로 음성의 다채널화가 진행되면서, 기존의 2채널(스테레오) 외에 4.1채널, 5.1채널, 7.1채널 등 다양한 출력을 지원하는 사운드 카드가 등장했다.[12] 이들은 사운드 카드에서 디코딩되어 각 채널이 각각 라인 출력되는 것이 일반적이다. S/PDIF 출력 단자를 갖춘 제품에서는 DVD나 CD 시청 소프트웨어가 내보내는 다채널 음성을, 다중화(인코딩)된 채로 하나의 S/PDIF 단자에서 출력하는 것도 널리 사용된다. 이 경우, 다중화된 다채널 음성의 디코딩은 S/PDIF 케이블로 연결된 다른 기기(대표적으로 AV 앰프)가 담당한다.
8. 음향 처리의 복잡화
2000년대 이후 마더보드에 사운드 칩이 온보드 형식으로 탑재되거나, 칩셋에 기능이 내장되는 경우가 많아지면서 사운드 카드의 보급은 감소하는 추세이다.[39]
하지만, 윈도우 기반 컴퓨터 게임 환경은 해마다 발전하여 동시 발음 수 증가, 음성의 3D 효과 처리, 다채널화 등 일반적인 온보드 칩으로는 처리하기 어려운 수준의 능력이 요구되고 있다. 이러한 처리가 가능한 사운드 카드는 열성적인 게이머를 중심으로 수요가 있으며, 복잡한 음향 계산을 내부 디지털 신호 처리 장치(DSP)에서 수행하여 CPU 부하를 줄이는 경우가 많다.
9. 오디오 카드
DTM용 사운드 카드는 음질 향상 및 다양한 음악 제작용 소프트웨어에 대응하여 오디오 입출력 기능성과 품질 향상을 도모한 것으로, '오디오 카드'라고도 불린다. 오디오 카드는 일반적인 RCA 단자 외에 MIDI 단자, 폰 플러그, XLR 커넥터(통칭 "캐논"), BNC 단자 등 실제 음악 제작에 자주 사용되는 단자가 풍부하게 갖춰져 있고, 음악 제작용으로 비교적 고가의 소프트웨어가 번들로 제공된다는 점에서 차별화된다.[1] 게임 용도와 달리 음악 제작을 위한 풍부한 이펙트와 믹싱 기능이 갖춰져 있으며, 일반 사운드 카드에 비해 높은 음질과 기능을 갖는 것이 일반적이다.[1] 최근에는 오디오 카드를 포함한 컴퓨터 환경의 급속한 발전을 배경으로, 고가의 업무용 음향 기기를 사용하는 음악 제작 환경이 비교적 저렴한 오디오 카드(인터페이스)를 중심으로 하는 제작 환경으로 이행하고 있어 수요가 증가하고 있다.[1]
10. 오디오 인터페이스
'오디오 인터페이스'는 넓은 의미로는 음성 신호를 입출력하는 모든 연결 지점을 가리킨다. 하지만 좁은 의미로는 PC와 같은 디지털 기기에 아날로그 음성 신호를 입출력하기 위한 외부 장치를 의미한다.
좁은 의미의 오디오 인터페이스는 PC 내장형 오디오 카드의 기능을 PC 케이스 외부로 분리한 것이다. 외부 연결형은 케이스, 호스트 PC와의 연결 회로 및 코드, 전원 회로[38]가 필요하지만, 디지털 노이즈 환경에서 벗어나기 적합하다. 노트북 컴퓨터는 사운드 카드를 내장할 공간이 거의 없어, 음향 기능을 향상시키려면 USB 등을 사용한 외부 연결형을 사용한다. 외부 연결형 오디오 인터페이스는 단독으로 사용할 수 없고, 호스트 PC 등과 연결하여 사용한다.
외부 연결형 오디오 인터페이스와 호스트의 연결은 외부 노이즈에 강하고 신호 다중화에 적합한 디지털 신호로 이루어지며, USB (Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 (FireWire) 등이 주로 사용된다. 아날로그 음향 기기와의 연결에는 XLR 입력이나 TS(2극)/TRS(3극) 입출력, RCA 핀 입출력 등을 갖춘 제품이 많으며, 내장식에 많이 사용되는 미니 플러그보다 표준 플러그를 채용하는 경우가 많다. 음악 제작용으로 사용되는 제품에는 MIDI 인터페이스를 내장하고 그 입출력 커넥터를 갖춘 복합 제품도 있다.
PC가 호스트 장치인 경우, 외부 연결형 기기가 추가되면서 배선량이 증가하지만, 대부분의 사운드 카드/오디오 카드는 외부 연결 단자가 PC 케이스 뒷면에 위치하는 반면, 외부 연결형에서는 음향 기기와의 배선이 편리하다.
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