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Tarjeta de sonido

¿QUE ES LA TARJETA DE SONIDO? La tarjeta de sonido es un dispositivo que se conecta a la placa base del ordenador, o que puede ir integrada en la misma. Reproduce música, voz o cualquier señal de audio. A la tarjeta de sonido se pueden conectar altavoces, auriculares, micrófonos, instrumentos, etc. Una tarjeta de sonido o placa de sonido es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la salida de audio controlada por un programa informático llamado controlador (driver) El uso típico de las tarjetas de sonido consiste en hacer, mediante un programa que actúa de mezclador, que las aplicaciones multimedia del componente de audio suenen y puedan ser gestionadas. Estas aplicaciones incluyen composición de audio y en conjunción con la tarjeta de videoconferencia también puede hacerse una edición de vídeo, presentaciones multimedia y entretenimiento (videojuegos). Algunos equipos (como computadoras personales) tienen la tarjeta ya integrada a la placa base, mientras que otros requieren tarjetas de expansión. También hay equipos que por su uso (como por ejemplo servidores) no requieren de dicha función. Las tarjetas de sonido profesionales son habitualmente conocidas como "interfaces de audio",1​ y a veces tienen la forma de unidades externas montables en rack que usan USB, FireWire o una interfaz óptica, para ofrecer suficiente velocidad de datos. En estos productos el énfasis está, en general, en tener múltiples conectores de entrada y salida, soporte de hardware directo para múltiples canales de sonido de entrada y salida, así como fidelidad y frecuencias de muestreo más altos en comparación con la típica tarjeta de sonido para el gran público. En este sentido, su papel y su propósito es más parecido al de una grabadora de datos multicanal y procesador/mezclador en tiempo real, funciones que solo son posibles hasta cierto punto con las típicas tarjetas de sonido para el consumidor medio. Una tarjeta de sonido o placa de sonido es un dispositivo de hadware que permite la entrada o salida de informacion en forma de sonido bajo el control de un programa  informatico llamado controlador. Se usa para realizar contenidos multimedia como videos, sonidos,juegos,animaciones. A esta se pueden conectar altavoces, auriculares, micrófonos, instrumentos, etc. estas se acomodan de acuerdo al uso de uno, esto quiere decirt hay tipos de tarjetas de sonido, estas varian de acuerdo a su capacidad a que mamejo de sonido se puede hacer con ellas, calidad del sonido emitido y potencia del sonido. Estas ademas de incluir la tecnologia WateTable, debe permitir que se añda la mayor cantidad posible de memoria.Algunos admiten hasta 28 megas de Ram y mientras sea mayor la capacidad mucho mejor. Su apariencia física no difiere demasiado de la mayoría de tarjetas de expansión que se hayan visto antes. Es decir, se trata de placas planas de plástico en cuya superficie hay una serie de microcircuitos integrados. Su forma es rectangular, y en uno de sus extremos presentan una superficie de metal perpendicular y alargada con varios conectores, mientras que en el otro la placa es plana. La tarjeta se inserta en una de las ranuras del ordenador (cuando éste es de sobremesa) por el extremo plano, de modo que la superficie de metal queda ajustada en la cara externa con sus puertos de conexión a la vista. BREVE HISTORIA Pero el gran cambio surgió cuando empezó a aparecer el software que seguramente más ha hecho evolucionar a los ordenadores desde su aparición: los videojuegos. Además de esto, un poco más tarde en plena revolución de la música digital, cuando empezaban a popularizarse los instrumentos musicales digitales, apareció en el mercado de los PC compatibles una tarjeta que lo revolucionó, la tarjeta de sonido SoundBlaster. Por fin era posible convertir sonido analógico a digital para guardarlo en nuestro PC, y también convertir el sonido digital que hay en nuestro PC a analógico y poder escucharlo por nuestros altavoces. Posteriormente aparecieron el resto de tarjetas, todas más o menos compatibles con la exitosa SoundBlaster original, que se convirtió en el estándar indiscutible. Componentes mas importantes de una tarjeta de sonido DSP – “Señal de procesador digital”. Es un microprocesador integrado que le quita a la CPU el trabajo de las conversiones analógicas y digitales. Memoria – Igual que las tarjetas gráficas,  una tarjeta de sonido puede tener su propia memoria para acelerar el proceso de datos. Conexiones “input” y “output” – Como sea ha comentado, son para conectar dispositivos externos como altavoces o micrófonos. TIPOS DE TARJETAS Podemos clasificar las tarjetas de sonido según los canales que utilizan. Las tarjetas más básicas utilizan un sistema 2.1 estéreo, con una salida de jack, a la que podemos conectar dos altavoces. Las tarjetas cuadrafónicas permiten la reproducción de sonido envolvente 3D. Estas tarjetas disponen de dos salidas analógicas, lo que permite conectar sistemas de altavoces 4.1 o 5.1. También suelen incluir la interfaz S/PDIF, para el sistema Dolby Digital. Existen otras tarjetas con conectores para otros dispositivos, que normalmente tienen un uso profesional o semiprofesional, como los MIDI. PUNTOS A TENER EN CUENTA Para saber lo que debemos valorar al comprar una tarjeta de sonido, primero debemos entender cómo funciona para así saber que características son las que necesitamos. Básicamente, una tarjeta de sonido funciona con un convertidor de sonido que pasa de analógico a digital (DAC) y otro de digital a analógico (ADC). La mayoría de ellas cuenta con un procesador de señal (DSP), que trabaja con tablas de o­ndas, y permite añadir efectos al sonido. El número de bits refleja la calidad del sonido que es capaz de muestrear la tarjeta en cuestión. Una tarjeta de 16 bits distingue 32 000 intervalos o matices diferentes de sonido, lo suficiente para el oído humano. El muestreo es el proceso que se realiza para registrar sonido (convertir la información analógica al lenguaje binario), y su frecuencia se mide en kHz. Una cifra de 44'1 Khz. nos da grabaciones digitales con la misma calidad que tienen los CD’s de audio. Mayores frecuencias nos permitirán mantener la calidad si vamos a editar o modificar el sonido posteriormente, ya que en este proceso se podría perder algo de definición. Eligiendo una tarjeta de más de 44'1 Khz., nos aseguramos de que podremos conservar una calidad óptima. Tanto los bits como los Khz., están limitados por la capacidad del oído humano, ya que aunque pudieran ampliarse, no seríamos capaces de apreciar ese aumento en la calidad del sonido. El número de voces es el número de sonidos, instrumentos o voces que una tarjeta de sonido es capaz de reproducir al mismo tiempo, es como el número de instrumentos de una orquesta, a mayor número, mejor es el sonido. De esta manera, una tarjeta con un mayor número de voces nos va a proporcionar más definición que las demás. Las conexiones de entrada y salida son un punto importante al que debemos prestar atención. Una tarjeta de sonido puede tener las siguientes conexiones: una entrada de línea, entrada para micrófono, salida de línea, salida amplificada, conector MIDI y conector para Joystick. Las entradas de línea, salida y micrófono suele ser un minijack, un estándar de conexión de sonido de calidad media, que es el comúnmente utilizado en los dispositivos portátiles, como los reproductores de CD. Otro tipo de conexión es el RCA. Mientras que en el minijack, los dos canales de estéreo van juntos, en los RCA los canales van por separado, por lo que ofrecen mayor calidad. Las entradas y salidas MIDI nos permiten conectar instrumentos digitales, de manera que son imprescindibles si disponemos de uno de estos aparatos. La entrada nos permite pasar el sonido al ordenador, y la salida permite que una melodía se reproduzca en el instrumento, a partir de una partitura que tenemos en el ordenador. El conector para Joystick no suele venir integrado en la placa, sino que viene implementado en las tarjetas de sonido, aunque si nuestra tarjeta no lo trae incorporado no debemos preocuparnos, ya que solo es importante si utilizamos juegos porque proporcionan una mayor comodidad en el uso de este tipo de software. Una de las características importantes de una tarjeta de sonido es que disponga del sistema full-duplex, que permite grabar y reproducir sonido al mismo tiempo. Esto se hace imprescindible, por ejemplo, si utilizamos programas de videoconferencia. Las tarjetas estéreo mandan el sonido por dos canales, uno para cada altavoz. Algunas de ellas recrean el efecto de sonido 3D, en los que el sonido parece que nos rodea, con lo que la sensación de realidad es mucho mayor, aunque este tipo de emulaciones con sólo dos canales no suele ser de mucha calidad. Las tarjetas cuadrafónicas tienen 2 salidas estéreo, con dos canales cada una, con lo que pueden dar señal a 4 altavoces. Estas tarjetas producen efectos de sonido 3D como el Dolby Surround, THX, etc. Algunos equipos también contienen un subwoofer, que contribuye a la recreación de realidad en el sonido. Este quinto altavoz, suele ser más grande que los demás y reproduce los sonidos más graves, aunque sólo tengamos 2 salidas desde la tarjeta de sonido. El Dolby Digital 5.1 es un sistema más avanzado, y estándar que se utiliza en el DVD. Utiliza 6 canales, por lo que son necesarios 6 altavoces. Cinco de los canales son de alta frecuencia, y un canal para los efectos de baja frecuencia. También existen tarjetas de 6.1 canales y algunas tienen hasta salida de 7.1 canales, con lo que el efecto de sonido es de 360 grados, y la calidad es mucho mayor. Este tipo de tarjetas son las mejores si queremos disfrutar del cine en casa, y son el complemento perfecto para el DVD. COMPLEMENTOS Lo primero que debemos elegir después de comprar la tarjeta de sonido son los altavoces. Estos van a depender de la tarjeta que tengamos: si la tarjeta es cuadrafónica, debemos comprar un equipo con 4 altavoces, y subwoofer opcional. El sistema de altavoces debe ser compatible con los canales de salida de la tarjeta, y tendremos que elegir entre diferentes modelos y potencias. El micrófono es un complemento muy útil, y encontramos desde los más sencillos, que suelen conectarse con el estándar minijack, hasta los de gama alta, de mayor calidad y con conexión USB. Unos auriculares con micrófono incorporado son el complemento perfecto si realizamos llamadas telefónicas o videoconferencias con frecuencia. Si nos dedicamos a la música, o somos aficionados a ella, podemos adquirir un teclado MIDI, con el que podremos componer en formato digital.

 Características generales.

Incorpora un chip de sonido que por lo general contiene el Conversor digital-analógico, su función es de "traducir" formas de ondas grabadas o generadas digitalmente en una señal analógica y viceversa.

Sintetiza la música por medio de los "códecs de audio" los cuales son programas diseñados para esta función pero consumen mucho tiempo de microprocesador. 

Funciones de la tarjeta de sonido.

Grabación: La señal acústica procedente de un micrófono u otras fuentes se introduce en la tarjeta por los conectores. Esta señal se transforma convenientemente y se envía al computador para su almacenamiento en un formato específico.

Reproducción: La información de onda digital existente en la máquina se envía a la tarjeta. Tras cierto procesado se expulsa por los conectores de salida para ser interpretada por un altavoz u otro dispositivo.

Síntesis: El sonido también se puede codificar mediante representaciones simbólicas de sus características (tono, timbre, duración...), por ejemplo con el formato MIDI. La tarjeta es capaz de generar, a partir de esos datos, un sonido audible que también se envía a las salidas.

Conectores.

Las tarjetas de sonido suelen permitir cierto procesamiento de la señal, como compresión o introducción de efectos. Estas opciones se pueden aplicar a las tres operaciones.

Opciones aplicadas a las tres operaciones.
Color	Función
Rosa	Entrada analógica para micrófono.
Azul	Entrada analógica "Line-In"
Verde	Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).
Negro	Salida analógica para altavoces traseros.
Plateado	Salida analógica para altavoces laterales.
Naranja	Salida Digital SPDIF (que algunas veces es utilizado como salida analógica para altavoces centrales).

Componentes.

Cuáles son los componentes de una tarjeta de sonido

Los componentes principales de una tarjeta de sonido son:

El procesador especializado, denominado DSP (Digital Signal Processor, Procesador de Señales Digitales), cuya función es procesar todo el audio digital (eco, reverberación, efectos 3D, etc.);

El Convertidor Digital Analógico, llamado DAC (Digital to Analog Converter), que permite convertir los datos de audio del ordenador en una señal analógica que luego será enviada al sistema de sonido (altavoces, amplificador, etc.);

El Convertidor Analógico Digital, llamado ADC (Analog to Digital Converter), que permite convertir una señal analógica de entrada en datos digitales que puedan ser procesados por el ordenador;

Los conectores externos de entrada/salida: una o dos salidas de línea en formato jack de 3,5 mm (denominada Line Out, Speaker output o SPK, altavoz en español), por lo general de color verde claro; una entrada de línea (Line in); una entrada para el micrófono (denominada Mic), por lo general de color rosa; una salida digital SPDIF (Sony Philips Digital Interface, también conocida como S/PDIF o S-PDIF o IEC 958 o IEC 60958 desde 1998). Es una línea de salida que permite enviar audio digitalizado a un amplificador de señal por medio de un cable coaxial que posee, a su vez, conectores RCA en cada uno de los extremos; un conector MIDI, por lo general de color dorado, se utiliza para conectar diversos instrumentos musicales. Puede servir como puerto de juegos para conectar un controlador (como mando de videojuegos) que posee a su vez un conector D-sub de 15 patillas.

Los conectores internos de entrada/salida: un conector de CD-ROM/DVD-ROM, con un zócalo de color negro, utilizado para conectar la tarjeta de audio a la salida de audio analógica del CD-ROM por medio de un cable de audio CD; las entradas auxiliares (AUX-in), poseen un zócalo blanco, que se utiliza para conectar las fuentes internas de audio, como si fuera una tarjeta sintonizadora de TV; conectores para contestadores automáticos (TAD), que tienen un conector de color verde.

La figura siguiente muestra un diagrama simplificado de los componentes típicos de una tarjeta de sonido. En él se 

Diagrama de una tarjeta de sonido.

indica cuál es la información que viaja por cada enlace.

Interfaz con placa madre.

Sirve para transmitir información entre la tarjeta y el computador. Puede ser de tipo PCI, ISA, PCMCIA, USB, etc.

Buffer

La función del buffer es almacenar temporalmente los datos que viajan entre la máquina y la tarjeta, lo cual permite absorber pequeños desajustes en la velocidad de transmisión. Por ejemplo, si la CPU no envía un dato a tiempo, la tarjeta puede seguir reproduciendo lo que tiene en el buffer; si lo datos llegan demasiado rápido, se van guardando. Lo mismo pasa en sentido inverso. Muchos ordenadores realizan la transmisión por DMA. Esto permite transportar los datos entre la tarjeta y la memoria directamente, sin la intervención de la CPU, lo cual le ahorra trabajo.

ADC (Conversor analógico-digital)

Tarjeta basada en el chipset VIA Envy

Conversor analógico-digital. Se encarga de transformar la señal de sonido analógica en su equivalente digital. Esto se lleva a cabo mediante tres fases: muestreo, cuantificación y codificación. Como resultado se obtiene una secuencia de valores binarios que representan el nivel de tensión en un momento concreto.

El número de bits por muestra es fijo, y suele ser 16. La frecuencia de muestreo se puede controlar desde el PC, y normalmente es una fracción de 44.1kHz.

DSP (Procesador de señal digital)

Procesador de señal digital. Es un pequeño microprocesador que efectúa cálculos y tratamientos sobre la señal de 

Indigo IO PCMCIA de 24 bits y 96 kHz estéreo fabricada por Echo Digital Audio Corporation

sonido, liberando así a la CPU de ese trabajo. Entre las tareas que realiza se incluye compresión (en la grabación) y descompresión (en la reproducción) de la señal digital. También puede introducir efectos acústicos tales como coros, reverberación, etc., a base de algoritmos.

Los DSP suelen disponer de múltiples canales para procesar distintos flujos de señal en paralelo. También pueden ser full-duplex, lo que les permite manipular datos en ambos sentidos simultáneamente.

DAC (Conversor digital-analógico)

Conversor digital-analógico. Su misión es reconstruir una señal analógica a partir de su versión digital. Para ello el 

Tarjeta de sonido Sound Blaster Live! 5.1

circuito genera un nivel de tensión de salida de acuerdo con los valores que recibe, y lo mantiene hasta que llega el siguiente. En consecuencia se produce una señal escalonada, pero con la suficiente frecuencia de muestreo puede reproducir fielmente la original.

Sintetizador FM (modulación de frecuencia)

La síntesis por modulación de frecuencias implementa uno de los métodos de sintetizar sonido a partir de información simbólica (MIDI). Su funcionamiento consiste en variar la frecuencia de una onda portadora sinusoidal en función de una onda moduladora. Con esto se pueden conseguir formas de onda complejas con múltiples armónicos, que son lo que define el timbre. El tono y volumen del sonido deseado los determinan la frecuencia fundamental y la amplitud de la onda. Los primeros sintetizadores FM generaban una señal analógica. Sin

Tarjeta de sonido asus-xonar-dx-pci-express-7.1

 embargo, posteriormente se han desarrollado versiones que trabajan digitalmente. Esto da más flexibilidad y por tanto más expresividad a la generación de ondas, a la vez que permite someter la señal a tratamiento digital.

Sintetizador por Tabla de Ondas

La síntesis mediante tabla de ondas es un método alternativo al FM. En vez de generar sonido de la nada, utiliza muestras grabadas de los sonidos de instrumentos reales. Estas muestras están almacenadas en formato digital en una memoria ROM incorporada, aunque también pueden estar en memoria principal y ser modificables. El sintetizador busca en la tabla el sonido que más se ajusta al requerido en cada momento.

Antes de enviarlo realiza algunos ajustes sobre la muestra elegida, como modificar el volumen, prolongar su 

Tarjeta de Sonido Creative Labs PCI: Modelo CT4810 de Creative Labs, con cable de conexion a unidad optica y/o placa madre.

duración mediante un bucle, o alterar su tono a base de aumentar o reducir la velocidad de reproducción. Este componente puede tener una salida analógica o digital, aunque es preferible la segunda. En general el sonido resultante es de mayor calidad que el de la síntesis FM. Alternativamente, este proceso puede ser llevado a cabo enteramente por software, ejecutado por la CPU con muestras almacenadas en disco y un algocoste de la tarjeta.

Mezclador

El mezclador tiene como finalidad recibir múltiples entradas, combinarlas adecuadamente, y encaminarlas hacia las salidas. Para ello puede mezclar varias señales (por ejemplo, sacar por el altavoz sonido reproducido y sintetizado) o seleccionar alguna de ellas (tomar como entrada el micrófono ignorando el Line-In). Este comportamiento se puede configurar por software.

Tanto las entradas como las salidas pueden proceder de la tarjeta o del exterior. El mezclador suele trabajar con señales analógicas, aunque también puede manejar digitales (S/PDIF).

Aspectos de la señal

Muestreo de sonido

Para producir un sonido el altavoz necesita una posición donde golpear, que genera, dependiendo del lugar golpeado, una vibración del aire diferente que es la que capta el oído humano. Para determinar esa posición se necesita una codificación. Por lo tanto cuanto mayor número de bits se tenga, mayor número de posiciones diferentes se es capaz de representar.

Por ejemplo, si la muestra de sonido se codifica con 8 bits se tienen 256 posiciones diferentes donde golpear. Sin embargo con 16 bits se conseguirían 65536 posiciones. No se suelen necesitar más de 16 bits, a no ser que se quiera trabajar con un margen de error que impida que la muestra cambie significativamente.

Frecuencia de muestreo

Las tarjetas de sonido y todos los dispositivos que trabajan con señales digitales lo pueden hacer hasta una frecuencia límite, mientras mayor sea esta mejor calidad se puede obtener. Las tarjetas de sonido que incluían los primeros modelos de Apple Macintosh tenían una frecuencia de muestreo de 22050 Hz (22,05 KHz) de manera que su banda de frecuencias para grabar sonido y reproducirlo estaba limitada a 10 KHz con una precisión de 8 bits que proporciona una relación señal sobre ruido básica de solo 40 dB, las primeras tarjetas estereofónicas tenían una frecuencia de muestreo de 44100 Hz (igual que los reproductores de CD) con lo que la banda útil se extendió hasta los 20 KHz (alta calidad) pero se obtiene un sonido más claro cuando se eleva un poco esta frecuencia pues hace que los circuitos de filtrado funcionen mejor, por lo que los DAT (digital audio tape) tienen una frecuencia de conversión en sus convertidores de 48 KHz, con lo cual la banda se extiende hasta los 22 KHz.

Debe recordarse que la audición humana está limitada a los 16 ó 17 KHz, pero si los equipos se extienden más allá de este límite se tiene una mejor calidad, también que la frecuencia de muestreo (del convertidor) debe ser de más del doble que la banda que se pretende utilizar (teorema de Nyquist en la práctica). Finalmente los nuevos formatos de alta definición usan frecuencias de muestreo de 96 KHz (para tener una banda de 40 KHz) y hasta 192 KHz, no porque estas frecuencias se puedan oír, sino porque así es más fácil reproducir las que si se oyen.

Canales de sonido y polifonía

Otra característica importante de una tarjeta de sonido es su polifonía. Es el número de distintas voces o sonidos que pueden ser tocados simultánea e independientemente. El número de canales se refiere a las distintas salidas eléctricas, que corresponden a la configuración del altavoz, como por ejemplo 2.0 (estéreo), 2.1 (estéreo y subwoofer), 5.1, etc. En la actualidad se utilizan las tarjetas de sonido envolvente (surround), principalmente Dolby Digital 8.1 o superior. El número antes del punto (8) indica el número de canales y altavoces satélites, mientras que el número después del punto (1) indica la cantidad de subwoofers. En ocasiones los términos voces y canales se usan indistintamente para indicar el grado de polifonía , no la configuración de los altavoces.