W dotychczas stosowanych systemach audio dla komputerów PC dźwięk zamieniany był na swoją analogową postać już na wyjściu karty muzycznej. Stamtąd, w postaci sygnału elektrycznego, docierał do oddalonego wzmacniacza i głośników. W trakcie swojej “wędrówki” narażony był na zakłócenia związane z polem elektromagnetycznym wytwarzanym przez elementy elektroniczne pracującego komputera – zasilacz, napędy pamięci masowych, a nawet monitor.
Poszukiwano zatem sposobów zmniejszenia wpływu tego destruktywnego etapu przesyłania dźwięku. Najskuteczniejszym i, jak się okazało, najprostszym rozwiązaniem było oddalenie przetworników C/A od źródła potencjalnych interferencji – komputera. Ponieważ wymagało to przesyłania danych w cyfrowej postaci, opracowano specjalny standard złączy –
SPDIF
– który od pewnego czasu jest już obecny w konstrukcji profesjonalnych kart dźwiękowych i urządzeń audio (wzmacniaczy, magnetofonów cyfrowych itp.). Niestety, wysoka cena takich zestawów skutecznie ograniczała liczbę ich użytkowników.
Dążąc do minimalizacji kosztów, w prostszych zastosowaniach postanowiono skorzystać z gniazd USB dostępnych w większości współczesnych komputerów PC i Macintosh. Standard USB określa jedynie zasady przesyłania informacji pomiędzy komputerem a urządzeniem zewnętrznym (w tym wypadku głośnikami), dlatego dane dźwiękowe muszą zostać najpierw przygotowane do transmisji przez sterownik w umożliwiającym takie zadania systemie operacyjnym (odpowiednią usługą –
Kernel-Mode Audio Streaming
– dysponuje obecnie jedynie Windows 98). Ponieważ jednoczesne przesyłanie zbyt wielu kanałów audio mogłoby przekroczyć możliwości transmisyjne USB (maks. 12 Mbps), dane miksuje się zazwyczaj do postaci strumienia danych stereo (w planach są także urządzenia przesyłające dźwięk 4-kanałowy lub skompresowaną ścieżkę dźwiękową filmów DVD w postaci AC-3).
Za utrzymanie izochronicznej transmisji danych (ciągły strumień danych dzielony jest na wysyłane z określoną częstotliwością pakiety o ustalonej długości) odpowiada kontroler USB oraz zainstalowany w głośnikach układ komunikacyjny (np. Intel 8x930Ax). Odbierane przez ten drugi informacje są dekodowane, buforowane i następnie przekazywane do przetworników C/A, skąd, po wzmocnieniu, docierają do membran.
Przedstawiony sposób działania zapewnia wysoką jakość odsłuchu, ale ze względu na brak dedykowanego układu audio (karty dźwiękowej) w komputerze wymaga poświęcenia części mocy CPU. W zależności od złożoności odtwarzanego dźwięku obciążenie może się zmieniać, ale przy odpowiednio wydajnych maszynach (np. Celeron 300A) nie powinno przekraczać 10 procent czasu pracy procesora. Ze względu na programową syntezę realizowane jednocześnie inne zadania systemowe mogą zakłócać odtwarzanie dźwięku, co w skrajnych przypadkach może doprowadzać na wolnych komputerach do powstania słyszalnych trzasków.
