Pierwszy komputer osobisty, jedyne dźwięki, jakie z siebie potrafił wydobyć, było to elektroniczne piszczenie, jednak w ciągu tych 30 lat sytuacja nieco uległa zmianie; komputer zastępując niemal całkowicie telewizję, radio czy magnetofon, okazał się centrum rozrywki dla współczesnych ludzi.
Każdy komputer zawiera dzisiaj kartę muzyczną, urządzenie to, niezwykle przydatne w wielu różnych sytuacjach, może być zintegrowane z płytą główną komputera lub też połączone z nim poprzez złącze PCI. Karta muzyczna umożliwia wydawanie dźwięku przez komputer podczas otwierania jego systemu, umila użytkownikowi spędzany przed monitorem czas przyjemną muzyką czy też generuje niezwykłe odgłosy z gier i filmów w formacie DVD.
Wszystkie rodzaje kart dźwiękowych obok cyfrowo odtwarzanej muzyki, posiadają również wbudowane syntezatory, które umożliwiają nam tworzenie własnej muzyki na komputerze jak i odtwarzanie gotowych utworów. Wcześniejsze karty dźwiękowe (sprzed kilku lat) posiadały złącze ISA, podczas gdy nowsze modele produkowane są już jedynie ze złączem dla magistrali PCI, co umożliwia znacznie większy transfer danych (do 132 MB/s, podczas gdy na złączu ISA jedynie 6 MB/s). Owy transfer oznacza, iż karta muzyczna PCI ma możliwość jednoczesnego odtwarzania wielu strumieni dźwiękowych. Nowsze karty dźwiękowe posiadają również minimum 16-bitowe przetworniki cyfrowo-analogowe (CA) i analogowo-cyfrowe (AC).
Od pewnego czasu wszystkie karty muzyczne muszą spełniać specyfikację AC97 określającą jej minimalny SNR (czyli Signal to Noise Ratio) jako 85 decybeli (w praktyce nieco mniej). Zatem przy zakupie nowej karty muzycznej na magistrali PCI mamy pewność, iż nie będziemy słyszeć szumu.
Kolejny parametr, który określa karty muzyczne, to częstotliwość próbkowania, gdzie starsze karty Sound Blaster mogły osiągać wartość 11 - 22 kHz, podczas gdy aktualnym minimum jest 44,1 kHz (coraz częściej można spotkać wartości wyższe, jak 48 czy 52 kHz).
Sygnał dźwiękowy to sygnał ciągły (czyli analogowy), w której to formie nie może zostać zapisany na dysku, ponieważ komputer zapisuje tylko dane w formie kodu dwójkowego (czyli w postaci cyfr). Zatem aby zapisać na dysku komputera jakiś dźwięk, należy sygnał analogowy przekształcić na łańcuch cyfr, które mogą być przetwarzane na komputerze. Urządzenie przeznaczone do tego zabiegu (czyli zmiany sygnału analogowego na cyfrowy) to przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C), którego działanie polega na tym, iż mierzy on co pewien czas amplitudę sygnału analogowego na wejściu (czyli pobiera próbkę sygnału wejściowego) a następnie dokonuje jej zamiany na cyfrę (czy liczbę) pojawiającą się w kodzie dwójkowym na wyjściu. Im większa jest częstotliwość pobieranych próbek, tym dokładniejsze jest odwzorowanie sygnał analogowego w postaci cyfr.
Częstotliwość próbkowania powinna wynosić 2 razy więcej niż najwyższa częstotliwość sygnału analogowego, co eliminuje ewentualne straty informacji w trakcie przetwarzania, czyli dla sygnału dźwiękowego wynoszącego 20 kHz częstotliwości, częstotliwość próbkowania musi minimum wynosić 40 kHz (dla płyt audio - cd stosowana jest częstotliwość wynosząca 44.1 kHz).
Na wyjściu przetwornika analogowo-cyfrowego próbka dźwięku może być określona przy pomocy liczby 8- bądź 16-bitowej, co w praktyce oznacza, że do scharakteryzowania pojedynczej próbki dostępna jest skala 256 (2^8) bądź 65536 (2^16) wartości. Przedstawione liczby pokazują wyraźnie, iż rozdzielczość podczas próbkowania w 16 bitach jest nieporównywalnie lepsza. Przy próbkowaniu z częstotliwością 44.1 kHz w rozdzielczości 16 bitów możliwe jest uzyskanie bardzo wysokiej jakości odwzorowania sygnału analogowego przy pomocy ciągu cyfr.
Na kartę muzyczna składają się z następujące bloki funkcjonalne:
- przetwornik analogowo-cyfrowe (A/C) - zamieniający sygnały analogowe na cyfrowe
- przetwornik cyfrowo-analogowy (C/A) - zamieniający sygnały cyfrowe na analogowe
- procesor sygnałowy (DSP - Digital Signal Processor) służący do cyfrowego przekształcania sygnałów; przykładem wykorzystania procesora DSP karty muzycznej może być efekt echa lub pogłosu: ciąg próbek cyfrowych przesyłanych przez procesor DSP do przetwornika cyfrowo-analogowego pamiętany jest w pamięci, następnie próbki odczytywane są z pamięci z niewielkim opóźnieniem i dalej przesyłane do wejścia przetwornika cyfrowo-analogowego; takim sposobem wyjście przetwornika zawiera identyczne sygnały analogowe przesunięte względem siebie o pewną jednostkę czasu
- syntezator
- mikser
- wzmacniacz mocy
