AC’97

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AC’97 (Kurzform für Audio Codec ’97) ist ein Audio-Standard, der von den Intel Architecture Labs im Jahr 1997 entwickelt wurde und hauptsächlich von On-Board-Chips für Mainboards, seltener Modems und Soundkarten benutzt wird.

Aufbau[Bearbeiten]

Soundkarte mit AC’97-Codec

Chipsätze mit integrierten Audiokomponenten[1] enthalten zwei, optional drei Komponenten:

  • AC’97-Digital-Controller, der im I/O Controller Hub (ICH) des Chipsatzes an den PCI-Bus angekoppelt ist und über einen eigenen Bus, AC-Link, den externen AC’97-Analog-Codec-Baustein ansteuert, sowie optional eine proprietär gesockelte CNR- oder AMR-Karte (Audio and Modem Riser).
  • AC’97-Analog-Codec, der den analogen Mixer und die (PCM-)Digital-Analog-Umsetzer (DAC) und die Analog-Digital-Umsetzer (ADC) integriert.
  • OEM Riser Slot & Card: AMR oder CNR.

Der Standard definiert eine Audioarchitektur für den PC, die von verschiedenen Herstellern für verschiedene Chipsätze als preiswerte Minimalausrüstung mit Multimediafähigkeiten verbaut wurde. Stiftkontaktleisten[2] auf Hauptplatinen zum Ankuppeln von Frontblenden (FP audio), die im Gegensatz zu den Anschlüssen auf der AC’97-2.3-konformen Hauptplatine nicht für Jack Sensing ausgelegt sind, werden auch als legacy AC'97[3] ausgewiesen. Stiftkontaktleisten,[4] die für Jack Sensing gemäß AC’97 Rev. 2.3 ausgelegt sind, werden als HD-Audio bezeichnet.[5] Jack Sensing erfordert elektromechanisch anders konstruierte Buchsen, bei denen der Stecker nicht den Leerkontakt trennt,[6] sondern einen isolierten Schalter schließt.[7] Ab 2004 wurde der AC’97-Standard von Intels High Definition Audio Interface (kurz: HD Audio) abgelöst.

Versionen[Bearbeiten]

  • AC’97 1.x-konform:[8] Sampling-Rate fix 48 kHz, 16-bit vollduplex Audio-Codecs (DAC, ADC), Mikrofon-Eingang (MIC1) mit 20dB Vorverstärker und Speisespannung (mit maximal 5 mA[9] belastbar) für Elektretmikrofone (MIC_BIAS), Mono-Ausgang (MONO_OUT) für Telefon oder internen Lautsprecher (SPKR), Stereo-Ausgang (LINE_OUT), proprietäre Modemunterstützung (LINE1 I/O, GPIO), keine optionalen Erweiterungen (2.1: extended audio, extended modem feature set; 2.2: enhanced riser audio; 2.3: extended configuration information).
  • AC’97 2.1-konform:[10] optional variable Sampling-Rate (Ratenkonvertierung kann in Software[11] durch den Treiber erfolgen, in Hardware 48 kHz und 44,1 kHz, optional verdoppelt auf 88,2 kHz oder 96 kHz), optional 18- oder 20-bit Codec-Auflösung (nicht für Phone), Mehrkanalton (zweiter Stereo-Ausgang (AUX_OUT), konfigurierbar als Zweitausgang oder optional als 4 bzw. 6-Kanal-Ausgang (LINE_OUT + 4CH_OUT + AUX_OUT, optional mit 3D-Stereo-Erweiterung)), optional ein dritter Stereo-Eingangskanal, standardisierte Modemunterstützung.
  • AC’97 2.2-konform:[12] erweiterte Unterstützung für AMR-Karten: optional Unterstützung für zweiten Telefonanschluss (LINE2 I/O, HSET I/O); optional S/PDIF für 5.1 Dolby Digital Audio (AC-3) -- es gibt allerdings etliche Gründe,[13] weshalb dieses Ausstattungsmerkmal nur als Aufwertung der Liste der Ausstattungsmerkmale funktioniert.
  • AC’97 2.3-konform:[14] optional Jack Sensing das mithilfe geeigneter Anschlussbuchsen den Treiber über Vorhandensein und Art {Passiv-Boxen, Kopfhörer, Verstärker, Mikrofon} eines an der Buchse angeschlossenen Geräts informiert und damit eine passende automatische Konfiguration des jeweiligen Anschlusses erlaubt (Audio-Plug-and-Play).

Nicht alle auf einem standard-konformen Chip vorhandenen Anschlüsse sind auf jedem als standard-konform gekennzeichneten Board immer auch als Anschluss vorhanden. Der AC’97-Standard schreibt nicht vor, wie irgendwelche Anschlussbuchsen auszuführen wären.[15] Eine Ausführung der Anschlussbuchsen als 3,5 mm Klinkenstecker ergibt sich implizit aus Intels Front Panel I/O Connectivity Design Guide.[2]

Mikrofon-Anschlussproblematik[Bearbeiten]

Ein AC’97-Mikrofonanschluss[6] für einen Klinkenstecker liefert Speisespannung (MIC_BIAS) auf dem mittleren Kontakt. Wird ein Mono-Stecker (zweipolig) eingesteckt, wird die Speisespannung auf Masse gezogen. Zu elektrischen Schäden darf der Kurzschluss nicht führen, wenn dieser Zustand der Einstellung „kein Front Panel angeschlossen“ entspricht.[16]

Ein Mono-Elektretmikrofon mit Monostecker erwartet Tonaderspeisung an der Steckerspitze. Die Steckerspitze versorgt AC’97 aber nur mit Speisespannung, wenn Stereomikrofone unterstützt werden.[17] Elektretmikrofone benötigen die Speisespannung. Dynamische Mikrofone hingegen dürfen nicht mit Speisespannung beaufschlagt werden.

AC’97-Audioanschluss[Bearbeiten]

Steckkontakt[Bearbeiten]

Der AC’97-Audiosteckkontakt[18] ist als zehnpolige Stiftleiste in nicht zwingend immer selbem Pinout ausgeführt.[19][3][20]

AUD_GND,[18] AGND,[21] Analog GND[22]
Masse für Audio-Kreise (isoliert von Shield)
MIC,[18] MIC2,[21] MIC input[22]
Mikrofoneingang (wenn Stereomikrofone unterstützt werden: plus Tonaderspeisung)
MIC_BIAS,[18] MIC_PWR,[21] MIC power[22]
Mikrofonspeisung (wenn Stereomikrofone unterstützt werden: Tonaderspeisung plus zweiter Mikrofoneingang)
AUD_5V[18], +5VA,[21] Analog VCC[22]
geglättete bzw. störungsgefilterte +5 V zur Versorgung von Audio-Schaltkreisen; Angaben zur Belastbarkeit von AUD_5V fehlen allerdings ebenso wie Messungen zeigen, daß AUD_5V nicht zwingend tatsächlich geglättet ist.
FP_OUT_R,[18] LINE_OUT_R,[21] Right line output[22]
Audio-Ausgang (LINE_OUT) Rechts (Line oder Kopfhörer)
FP_RETURN_R,[18] BLINE_OUT_R,[21] Right line return[22]
vom Front Panel zurück zur Buchse LINE_OUT Rechts auf dem Board, bei eingesteckter Klinke: offen
FP_OUT_L,[18] LINE_OUT_L,[21] Left line output[22]
Audio-Ausgang (LINE_OUT) Links (Line oder Kopfhörer)
FP_RETURN_L,[18] BLINE_OUT_Lv, Left line return[22]
vom Front Panel zurück zur Buchse LINE_OUT Links auf dem Board, bei eingesteckter Klinke: offen

Wenn kein Frontpanel angeschlossen ist, müssen Kontakte gebrückt werden.

1.) Um den Onboard-LINE_OUT am Backpanel zu versorgen:[16][21]
FP_RETURN_L = FP_OUT_L
FP_RETURN_R = FP_OUT_R
2.) Um ggf. den Mikrofonverstärker gegen Driften zu stabilisieren, das sich in Übersprechen und Noise im Backpanel-Mikrofon-Kanal bemerkbar macht:[16]
MIC = GND
MIC_BIAS = GND
Bei Pinout-Varianten, bei denen MIC_BIAS neben AUD_5V liegt, kann diese Brückung nicht mittels Jumpern erfolgen. Dort wird sie werkseitig[3] auch nicht vorgenommen.

Anschlusskabel[Bearbeiten]

Das Anschlusskabel soll ca. 45 cm lang sein (17,75"+/-0,25"[23]) und aus vier einzeln mit Geflecht abgeschirmten, verdrillten AWG-26 Doppeladern[24] (Leiterquerschnitt 0,14 mm²) mit gemeinsamem Schirm aus Geflecht und Folie bestehen (SF/STP-Kabel).

Je eine Doppelader bilden:[23]

FP_RETURN_L -- FP_OUT_L
FP_RETURN_R -- FP_OUT_R
MIC_BIAS -- MIC
AUD_5V -- AUD_GND

Zur Vermeidung einer Brummschleife darf die Abschirmung auch dann nicht auf AUD_GND gelegt werden, wenn ein zweiter AUD_GND-Pin vorgesehen ist. Sie muß ausschließlich auf der Seite des Frontpanels mit dem Gehäuse verbunden sein.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.4
  2. a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.4
  3. a b c z.B. ASUSTeK Computer Inc.: A8N-SLI Premium User Guide, Firmenschrift E2128, 2. überarbeitete Auflage, R.O.C. Taiwan 2005, 13
  4. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.5
  5. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.3
  6. a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 2
  7. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 6
  8. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1-1.3
  9. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 2.3.5
  10. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.5
  11. AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1-1.3
  12. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1, 1.4
  13. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 5.10
  14. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1
  15. Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,2 MB), Revision 2.3, April 2002
  16. a b c Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.4.4
  17. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Tabelle 6
  18. a b c d e f g h i Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.4.3
  19. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 3
  20. z.B. Tyan Computer Corporation:Thunder i7505/S2665 Manual, Firmenschrift, 2002, 2.14
  21. a b c d e f g h ASUSTeK Computer Inc.: A8N-SLI Premium User Guide, Firmenschrift E2128, 2. überarbeitete Auflage, R.O.C. Taiwan 2005, 13
  22. a b c d e f g h Tyan Computer Corporation:Thunder i7505/S2665 Manual, Firmenschrift, 2002, 2.14
  23. a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 4.3.2
  24. Front Panel I/O Connectivity Design Guide (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Abbildung 12, 4.3.2