11-El Sonido

¿Qué es una tarjeta de sonido?

La tarjeta de sonido es el dispositivo que realiza el trabajo de audio en un sistema digital. Por decirlo de forma sencilla: se encarga de introducir el sonido desde el exterior, digitalizarlo, ayudar a su procesamiento en el ordenador o dispositivo y volver a sacarlo al exterior en la forma deseada.

Tipos de tarjeta de sonido

Básicamente hay tres tipos de tarjeta de audio: Integradas, internas y externas.

Integradas en la placa madre 

Las computadoras traen una tarjeta de audio sencilla integrada en la motherboard. Sirven para chatear con voz o escuchar música en la computadora, pero no son adecuadas para el trabajo de producción. Incluyen ruido en la grabación y no lo hacen con buena calidad. Si vas a realizar producciones de audio, deberás invertir en una tarjeta y anular la integrada. Esa anulación se hace desde la BIOS. Para entrar, pulsa la tecla suprimir o F2 cuando esté arrancando la computadora.

Tarjetas de audio internas

Casi todos los dispositivos portátiles u ordenadores poseen su propia tarjeta de sonido para realizar las funciones propias de grabar sonidos, introducir voces, gestionar la digitalización de estos datos, así como, reproducirlos a través de los altavoces. Este tipo de tarjeta de audio de los ordenadores o portátiles son las tarjetas de sonido internas.

En un ordenador, cuanto más trabajo de audio realice la tarjeta de sonido, más libre, por tanto, estará el resto del sistema para gestionar todas las otras tareas (imágenes, datos, etc.)
Es por esta razón por la que su calidad tiene mucha influencia en el funcionamiento general de nuestro equipo, al igual que ocurre también con la tarjeta gráfica para las tareas de imagen.

Esta es la función básica de la tarjeta de sonido. Pero sus posibilidades no quedan ahí, sino que van mucho mas allá.
La tarjeta de audio, además de gestionar las tareas de sonido de nuestro ordenador, se encargará también de otras funciones:

• Introducir sonido en nuestro sistema para procesarlo.
• Mezclar un sonido con otros sonidos.
• Distribuir el sonido.

Y es, en esta unión de funciones, donde está la auténtica fuerza de la tarjeta de audio, volviéndose imprescindible tanto para un uso de ocio (escuchar música, ver películas con calidad de audio, jugar a videojuegos con una excelente experiencia…) y por supuesto para un uso profesional (producción musical o audiovisual).

Tarjetas de audio externas

Una tarjeta de audio externa es lo que necesitas para mejorar tu experiencia de sonido, o audiovisual, añadida así a tu sistema mediante una simple conexión usb.

Ejemplos tarjeta de audio externas
Una tarjeta de sonido externa te va a dar las siguientes posibilidades:

• En primer lugar podrás tener una o varias entradas para conectar fuentes externas de sonido (micrófonos, instrumentos musicales -como una guitarra eléctrica-).
• Podrás conectar a ella otros reproductores de audio (como por ejemplo un CD externo).
• Y además, en algunos modelos, podrás conectar señales MIDI de un teclado o sintetizador.

Función de la tarjeta de sonido

Pero ahora vamos a adentrarnos en las funciones de la tarjeta de sonido a fondo, para que puedas comprender todas sus posibilidades. La principal función de una placa de audio es procesar el sonido que se va a reproducir, decodificarlo en caso de ser necesario, añadir efectos, etc. Todas estas tareas son llevadas a cabo por un chip llamado DSP (Digital Signal Processor, o procesador de señales digitales). Luego, viene la conversión del audio digital en analógico, para que el sonido pueda ser reproducido por los parlantes. De esa tarea se ocupa otro chip llamado DAC (conversor digital a analógico).Además, existe otro componente en la placa, llamado ADC (Analog to Digital Converter), que cumple la función de convertir el audio analógico recibido por el micrófono o la línea de entrada, en información digital procesable por el DSP.En los casos de soluciones de audio onboard, se emplea un chip HSP (Host Signal Processor) en vez de un DSP. Los HSP le encargan al microprocesador de la PC la mayoría de las tareas, emulándolas por software. Por esa razón, no siempre las tarjetas de audio onboard son suficientes para usos más avanzados. Otro apartado del cual se ocupa la placa de sonido es la síntesis FM, utilizada para reproducir archivos MIDI gracias a un pequeño chip. En la actualidad, gran parte de las placas incorporan las funciones de todos estos chips en tan solo uno, y de tamaño mínimo.

Audio digital 

Un fragmento de audio digital se procesa, almacena y reproduce con una amplitud expresada en bits (resolución) y una frecuencia especificada en Hz (o KHz). En audio digital, la frecuencia indica la cantidad de veces por segundo que se ha escuchado y registrado el sonido. A mayor número de veces, mayor es la fidelidad del audio. Por ejemplo, la llamada calidad CD se refiere a reproducir y grabar audio en estéreo –dos canales– a una frecuencia de 44.100 Hz con una resolución de 16 bits por muestra, para indicar la amplitud. El oído humano es capaz de reconocer hasta 22.050 oscilaciones por segundo, y, como lo recomendable es utilizar el doble de la frecuencia que el oído puede reconocer, se fijó el valor de 44.11 KHz como ideal. Sin embargo, en el formato DVD, que posee una mayor calidad de sonido, es posible alcanzar 96 KHz y 24 bits de resolución. De todas formas, consideremos que, en la actualidad, hay placas de audio capaces de procesar muestras a 192 KHz. Cuanto mayores son la resolución y la frecuencia, mayor calidad tendrá el sonido, ya que la captura digital de la onda sonora original será más fiel. La desventaja de utilizar altas resoluciones y frecuencias de muestreo es la capacidad en disco necesaria para alojar los archivos.Por ejemplo, si grabamos un minuto de audio con algún software editor de sonido (como Sound Forge o Cool Edit), en una calidad de 44,1 KHz y 16 bits por muestra en estéreo, el archivo WAV en formato PCM resultante tendrá: 44100 x 16 bits x 2 canales x 1 minuto o también 44100 x 2 bytes x 2 x 60 = 10.584.000 bytes (10 MB). El formato WAV PCM no posee compresión alguna, por lo que tampoco presenta pérdidas en la calidad. Con el formato de compresión MP3, se pueden reducir esos 10 MB en tan solo 1 MB (usando, por ejemplo, un bitrate de 128 kbps), con lo cual se vuelve más liviano aunque con una mínima pérdida en la calidad. 

Historia y evolución de las interfaces de sonido 

El pitido que oímos cuando arrancamos el ordenador ha sido durante muchos años el único sonido que ha emitido el PC, ya que en un principio no fue pensado para manejar sonido, el altavoz interno servía únicamente para comunicar errores al usuario.

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.Las primeras placas de audio, a principios de la década de 1990, solo tenían un conector en formato jack estéreo; era una salida de audio, y no tenían la capacidad de reproducir audio digital. Únicamente reproducían tonos generados por un escueto sintetizador FM, utilizado, en  especial, para escuchar efectos y música en los juegos de aquella época. Los primeros fabricantes de este tipo de placas, y los más importantes, fueron AdLib y Creative.

Luego, se fueron agregando funciones a las placas de audio, como la posibilidad de grabar y reproducir sonidos reales “sampleados”. En aquel tiempo, se dieron a conocer las placas Sound Blaster, de Creative, que marcaron un estándar en materia de interfaces de audio, ya que, a partir de ese momento, casi todas las placas tendieron a ser Sound Blaster compatible, basándose en el popular modelo Sound Blaster 16. Después se agregó el puerto de joystick, que también sirve como interfaz MIDI. Gracias a un cable adaptador, es posible conectar a la computadora órganos electrónicos, teclados, sintetizadores e, incluso, otros dispositivos no tan convencionales, como guitarras MIDI e instrumentos electrónicos de viento. La función de MIDI en las placas de audio es recibir o enviar órdenes para que un instrumento MIDI controle la PC, o viceversa. Los teclados MIDI son ideales para componer en la computadora, gracias a un software de notación musical o secuenciadores que registran las notas que son ejecutadas en el instrumento.

El puerto de joystick y MIDI estuvo presente durante años, pero, con la llegada de los controles USB para juegos, este conector fue perdiendo terreno y afectó así a quienes usan la PC para componer música. Algunas funciones tales como Full Duplex aparecieron a mediados de 1990; significa que la placa puede reproducir audio mientras graba. Hasta ese entonces, las placas de audio solo eran capaces de hacer una de las dos cosas, no ambas simultáneamente. Este tipo de tarjetas de audio se conocen con el nombre de Half Duplex.

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. A fines de la década pasada, se empezaron a implementar tecnologías de audio en tres dimensiones. La primera fue la llamada HRTF (Head Related Transfer Functions), que apunta a su uso en auriculares, con buenos resultados. Este mismo efecto no se obtiene utilizando parlantes, debido a que este método se basa en que lo que suena por un lado no debe ser oído por el otro, y viceversa. Para alcanzar con éxito la reproducción de sonido en 3D usando parlantes, fue necesario disponer de mayor cantidad de ellos. De esta forma, empezaron a verse placas con soporte para cuatro canales (o de sonido cuadrafónico). Entonces, nacieron tecnologías muy utilizadas en los juegos desde aquel tiempo, como EAX, de Creative; o DirectSound 3D, que se siguen usando hoy en día (sobre todo, esta última). Con el auge del formato DVD, las placas de audio para PC empezaron a incluir salidas para configuraciones de varios parlantes, incluso, hasta para sistemas 5.1 o 7.1. Los modelos más económicos o los onboard no tienen todas las salidas físicas para los parlantes adicionales, ya que aprovechan la entrada de micrófono y la de línea para convertirlas en salidas 5.1, algo incómodo si se utilizan esas entradas para sus funciones originales. 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.

Consejos a la hora de elegir una tarjeta de sonido

Sonido envolvente

Muchas tarjetas de sonido ofrecen soporte de sonido envolvente. En el caso de gaming, esto significa que puedes oír todo lo que ocurre en tu entorno, como escuchar los pasos de un enemigo o escuchar su arma recargargando en un juego de primera persona. En el caso de películas, tendrás una experiencia cinematográfica con sonido envolvente. Busca una tarjeta de sonido que te ofrezca soporte de sonido envolvente si te gusta la experiencia al ver películas o para tener ventaja sobre tus enemigos en los juegos.

Frecuencia de respuesta

La respuesta de frecuencia es la idea de entregar un audio claro y nítido al oyente. El valor de la respuesta de frecuencia viene en una forma de rango. La respuesta de frecuencia ideal que es el rango audible para el oído humano es de 20Hz – 20KHz. Cuando busques comprar una nueva tarjeta de sonido, asegúrese de que la tarjeta de sonido proporciona un rango de frecuencia que sea superior a estos valores.

Distorsión armónica total (THD)

La distorsión armónica total de una tarjeta de sonido representa la cantidad de distorsión que se produce. Algunas tarjetas de sonido tienen un tipo de blindaje para protegerla de las distorsiones de audio de otros dispositivos ubicados en el ordenador. Un ejemplo de una tarjeta de sonido que utiliza este tipo de protección es la ASUS Xonar Essence STX que utiliza el escudo EMI. Para encontrar la mejor tarjeta de sonido para su PC, busque una tarjeta de sonido con un valor de distorsión armónica total más cercano a 0.

Relación señal / ruido

El SNR mide cuánto existe la señal deseada en la salida de audio sobre la potencia del ruido no deseado en el audio. Cuanto mayor sea el valor del SNR, medido en decibelios (dB), mejor será la calidad del audio producido con menos ruido de fondo. Cuando busque una tarjeta de sonido, asegúrate de comprar una con un valor SNR de más de 105 dB como mínimo.

Extensiones de Audio Ambiental (EAX)

Esto es algo que ya se utiliza menos pero que suele venir incluido en muchos modelos. Te interesa sobre todo si eres gamer, ya que muchos juegos utilizan estas extensiones de audio EAX para proporcionarte efectos de sonido envolvente real, haciendo que te sientas completamente inmerso en el juego.

Cuestionario

1. ¿Qué es una tarjeta de sonido?
2. ¿Cómo funciona una tarjeta de audio?
3. Nombre y describa los tres tipos de tarjeta de sonido.
4. ¿Qué es el audio digital?
5. ¿Qué son los canales de sonido y la polifonía?
6. ¿Qué consejos daría a la hora de elegir una tarjeta de sonido?