Tarjetas de Sonido

Antes que se inventaran las tarjetas de sonido, el único sonido que podíamos escuchar de un PC era un simple beep. A pesar que la frecuencia y la duración de este beep, era variable, no podía cambiar de volumen o producir otro tipo de sonido.

Al comienzo, el beep actuaba principalmente como una señal de advertencia, pero más tarde los desarrolladores supieron darle uso en los videojuegos, creando beep musicales con distintos tonos y duración.

Afortunadamente, la capacidad de audio en los computadores creció considerablemente en los 80, cuando diferentes fabricantes introdujeron tarjetas dedicadas para controlar el sonido. Hoy en día las tarjetas de sonido más allá de producir un beep pueden procesar audio en distintos canales, capturar y grabar audio externo, además de muchas otras funciones más.

Análogo vs Digital

El sonido es análogo, al estar compuesto de ondas que viajan a través de materia. Nosotros escuchamos sonidos cuando estas ondas hacen vibrar nuestros tímpanos. Los computadores sin embargo procesan la información de manera digital, usando impulsos eléctricos que representan unos y cer0s.

La tarjeta de sonido más básica, es una  placa de circuitos impresos que utiliza principalmente cuatro componentes para traducir la información de manera análoga a digital:

• Convertidor análogo a digital (ADC).
• Convertidor digital a análogo (DAC).
• Una interfaz PCI o PCI express, para conectar la tarjeta a la placa madre.
• Entradas y salidas para los conectores.

En vez de tener un ADC y DAC por separado, algunas tarjetas de sonido utilizan un chip codificador/decodificador, también llamado CODEC, en donde puede realizar ambas funciones.

ADC y DAC

Tomemos como ejemplo, cuando grabamos algo a través del micrófono, para explicar un poco el proceso que ocurre dentro de la tarjeta de sonido. Inicialmente el ADC traduce las ondas análogas de nuestra voz, en datos de forma digital, cosa que el computador pueda procesar. Para realizar esto, toma muestras y digitaliza el sonido tomando mediciones precisas de las ondas cada cierto intervalo.

Estas mediciones son por segundo, y tienen como nombre “frecuencia de muestreo” (sampling rate) el cual es medido en kHz. Mientras mayor sea esta frecuencia de muestreo, mejor será la tarjeta de sonido para reconstruir la onda de forma precisa.

Luego si quisiéramos reproducir esta grabación a través de los parlantes, el DAC haría básicamente el mismo procedimiento del ADC, pero de manera contraria. Con mediciones precisas y frecuencias de muestreo altas, la señal análoga restaurada podría ser casi idéntica a la onda original de sonido.

A pesar de que existan altas frecuencias de muestreo en algunas tarjetas, cierta calidad de sonido es reducida de todas maneras. El proceso físico de mover el sonido a través de cables también puede producir distorsión. Los fabricantes usan dos tipos de mediciones para describir está perdida de calidad de sonido:

• Distorsión harmónica total (THD), expresado en porcentaje.
• Signal to Noise Ratio (SNR), expresado en decibeles.

Para el THD y el SNR, entre menor sea el valor, mejor será la calidad del sonido. Algunas tarjetas son compatibles con entradas digitales, permitiendo a la gente almacenar grabaciones digitales, sin tener que convertirlas a formato análogo.

Componentes

Procesador de señal digital (DSP): Al igual que el GPU, es un microprocesador, que en vez de procesar gráficos, lo hace con audio. Lo que hace es simplificar en cierta parte el trabajo del CPU, al momento de realizar los cálculos para transformar las señales análogas y digitales. De esta manera una buena tarjeta de sonido, tendrá bajo impacto en el uso del CPU. Además el DSP puede procesar múltiples sonidos, o canales. Algunas tarjetas de sonido no poseen un DSP por lo cual la carga la realiza el CPU, generalmente son las placas con audio integrado las que no poseen el DSP.

Memoria: Al igual que la tarjeta de video, una de sonido requiere de memorias para poder almacenar de manera temporal datos procesados.

Conectores: La gran mayoría de tarjetas de sonido, tienen conectores tanto para micrófonos como parlantes. Otro tipo de conectores presentes son los de SPDIF (tanto coaxial u óptico), MIDI (se utiliza para conectar sintetizadores u otros instrumentos electrónicos hechos para el computador) y puertos USB o Firewire para conectar grabadoras de audio digitales externas.

Drivers: Al igual que las tarjetas gráficas, las de sonido requieren de software para funcionar, y es por lo cual el sistema operativo contiene APIs, que están hechas especialmente para que el software de pueda comunicar con la tarjeta. Las más típicas son:

• Microsoft: DirectSound.
• Creative: Environmental Audio Extensions (EAX) y Open AL.
• Sensaura: Macro FX.
• Qsound Labs: QSound.

Conclusión

Hoy vemos como la oferta de tarjetas de sonido ha crecido bastante a pesar que Creative haya dominado este segmento por unos buenos años. Hoy vemos empresas como ASUS que también tiene su propia línea de sonido llamada Xonar. Ahora les dejare con algunos consejos, que deberían considerar al momento de escoger alguna tarjeta de sonido:

• La capacidad del ADC y del DAC, medido en bits.
• El SNR y el THD deben tener valores bajos, entre menor sea, mejor.
• Frecuencia de respuesta, es cuan fuerte una tarjeta puede reproducir sonidos a distintas frecuencias.
• Canales de salida, ya sea para 5.1 o 7.1.
• Compatibilidad con distintas APIs. Por lo general las de Creative traen EAX para los videojuegos.
• Certificaciones tanto Dolby como THX (esta última es bien exclusiva para equipos de alta calidad).

Y bueno básicamente, uno de los factores más importantes al final, es el de tener unos buenos parlantes para aprovechar al máximo a la tarjeta de sonido, la cual por muy buena que sea y tengas unos parlantes malos, no podrá hacer nada para compensar la mala calidad de los parlantes.