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AC’97

Audio-Standard

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. Der Nachfolger ist das High Definition Audio Interface.

Aufbau

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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

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  • AC’97 1.x-konform:[8] Sampling-Rate fix 48 kHz, 16-bit vollduplex Audio-Codecs (DAC, ADC), Mikrofon-Eingang (MIC1) mit 20 dB 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[8] 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:[11] 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,[12] weshalb dieses Ausstattungsmerkmal nur als Aufwertung der Liste der Ausstattungsmerkmale funktioniert.
  • AC’97 2.3-konform:[13] 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 standardkonformen Chip vorhandenen Anschlüsse sind auf jedem als standardkonform gekennzeichneten Board immer auch als Anschluss vorhanden. Der AC’97-Standard schreibt nicht vor, wie irgendwelche Anschlussbuchsen auszuführen wären.[14] Eine Ausführung der Anschlussbuchsen als 3,5-mm-Klinkenstecker ergibt sich implizit aus Intels Front Panel I/O Connectivity Design Guide.[2]

Mikrofon-Anschlussproblematik

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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.[15]

Ein Mono-Elektretmikrofon mit Monostecker erwartet Tonaderspeisung an der Steckerspitze. Die Steckerspitze versorgt AC’97 aber nur mit Speisespannung, wenn Stereomikrofone unterstützt werden.[16] Elektretmikrofone benötigen die Speisespannung. Dynamische Mikrofone hingegen dürfen nicht mit Speisespannung beaufschlagt werden.

AC’97-Audioanschluss

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Steckkontakt

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Der AC’97-Audiosteckkontakt[17] ist als zehnpolige Stiftleiste in nicht zwingend immer selbem Pinout ausgeführt.[18][3][19]

AUD_GND,[17] AGND,[20] Analog GND[19]
Masse für Audio-Kreise (isoliert von Shield)
MIC,[17] MIC2,[20] MIC input[19]
Mikrofoneingang (wenn Stereomikrofone unterstützt werden: plus Tonaderspeisung)
MIC_BIAS,[17] MIC_PWR,[20] MIC power[19]
Mikrofonspeisung (wenn Stereomikrofone unterstützt werden: Tonaderspeisung plus zweiter Mikrofoneingang)
AUD_5V[17], +5VA,[20] Analog VCC[19]
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,[17] LINE_OUT_R,[20] Right line output[19]
Audio-Ausgang (LINE_OUT) Rechts (Line oder Kopfhörer)
FP_RETURN_R,[17] BLINE_OUT_R,[20] Right line return[19]
vom Front Panel zurück zur Buchse LINE_OUT Rechts auf dem Board, bei eingesteckter Klinke: offen
FP_OUT_L,[17] LINE_OUT_L,[20] Left line output[19]
Audio-Ausgang (LINE_OUT) Links (Line oder Kopfhörer)
FP_RETURN_L,[17] BLINE_OUT_Lv, Left line return[19]
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:[15][20]
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:[15]
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

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Das Anschlusskabel soll ca. 45 cm lang sein (17,75″ ±0,25″[21]) und aus vier einzeln mit Geflecht abgeschirmten, verdrillten AWG-26 Doppeladern[22] (Leiterquerschnitt 0,14 mm²) mit gemeinsamem Schirm aus Geflecht und Folie bestehen (SF/STP-Kabel).

Je eine Doppelader bilden:[21]

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.

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Commons: AC’97 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
  • Desktop Boards – Front Panel Audio Connector and Header Pinouts. Pinbelegung. In: intel.com. Archiviert vom Original am 26. August 2015; (englisch).

Einzelnachweise

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  1. ↑ Audio Codec ’97 – Revision 2.3. (PDF; 1,0 MB) Kap. 1.4 Integrating AC ’97 into the System (S. 11). In: hands.com. Intel, April 2002, abgerufen am 20. April 2024 (englisch).
  2. ↑ a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Kapitel 2.3.4 (englisch)
  3. ↑ a b c z. B. ASUSTeK Computer Inc. (Hrsg.): A8N-SLI Premium User Guide. Firmenschrift E2128. 2. Auflage. Mai 2005 (englisch, asus.com (Downloadseite) [abgerufen am 20. April 2024]).
  4. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.5
  5. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.3
  6. ↑ a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 2
  7. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 6
  8. ↑ a b Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1–1.3
  9. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 2.3.5
  10. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.5
  11. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1, 1.4
  12. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 5.10
  13. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002, 1.1
  14. ↑ Intel Corporation: AC'97 Component Specification (PDF; 1,0 MB), Revision 2.3, April 2002
  15. ↑ a b c Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.4.4
  16. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Tabelle 6
  17. ↑ a b c d e f g h i Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 2.3.4.3
  18. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, Abbildung 3
  19. ↑ a b c d e f g h i Tyan Thunder i7505/S2665 Manual. (PDF; 816 kB) 2.14. In: theretroweb.com. Tyan Computer Corporation, 2002, abgerufen am 20. April 2024 (englisch).
  20. ↑ 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
  21. ↑ a b Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Version 1.3, 4.3.2
  22. ↑ Front Panel I/O Connectivity Design Guide (Memento vom 11. Mai 2011 im Internet Archive) (PDF; 654 kB), Intel Corporation, Februar 2005, Abbildung 12, 4.3.2
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