Tarjetas de sonido

En un principio los ordenadores eran sordos y mudos, por decirlo de un modo gráfico; ni podían recibir audio ni emitirlo, salvo un leve pitido para indicar un error de procesado o en el arranque del aparato. Posteriormente aparecieron las tarjetas de sonido insertables, que daban voz y oídos al PC mediante placas con microcircuitos y programas especiales. Luego dichas placas vinieron ensambladas de fábrica con el ordenador y, finalmente, sus funciones han pasado a formar parte de la placa base (procesador) general. Sin embargo, a pesar de ser absorbidas por la CPU, las tarjetas de sonido están lejos de desaparecer; su mercado crece principalmente por dos razones: los videojuegos y la música digital.

¿Cómo son?

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.

tarjeta sonido

La tarjeta de sonido 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. Estos puertos son:

  • Una salida de audio (color verde) donde se conectarán unos auriculares o unos altavoces externos.
  • Una entrada de audio (color rosa) donde se conectará el micrófono.
  • Una entrada analógica (color azul) para cualquier dispositivo del tipo caseteras o tocadiscos.
  • Un puerto paralelo MIDI que permite conectar instrumentos para manejarlos desde el ordenador, o bien para grabar los sonidos producidos con estos.

La tarjeta tiene, además, una conexión por su extremo interno del tipo PCI, que conecta con el disco duro del ordenador de modo que pueda almacenar los sonidos grabados en éste.

Esto es en esencia una tarjeta de sonido interna. Las tarjetas externas actuales se intengran en el ordenador por la ranura PCMCIA o bien aprovechando los puertos USB. En este caso van provistas de una carcasa que proteje los circuitos y, lógicamente, embellece el dispositivo, aunque también deben presentar los puertos para las entradas y las salidas de audio.

tarjeta sonido

¿Para qué sirven?

Su función consiste en permitir la entrada y la salida de sonido del ordenador, e incluso la grabación de dicho sonido para conservarlo dentro del disco duro. De hecho, los usuarios pueden escuchar la música descargada de Internet, o grabada desde un CD, gracias a la tarjeta de sonido. Lo cual no significa que la información de una canción se guarde en la tarjeta (aunque éstas tienen memorias del tipo ROM para guardar algunos sonidos de referencia, lo que se conoce como bibliotecas de audio), sino que ésta es capaz de interpretar la información digital del archivo de audio y transformarla en sonido. Del mismo modo, también son capaces de captar un sonido del exterior mediante micrófonos y transformarlo en información digital.

ADC/DAC
Para realizar este proceso de interpretar y convertir el sonido en datos y viceversa, la tarjeta cuenta con dos dispositivos conversores capaces de transformar el sonido en digital desde el modo analógico y al revés. DAC (Conversor Digital a Analógico) es el dispositivo que transforma los datos digitales en sonido analógico, es decir en impulsos eléctricos que el altavoz del ordenador es capaz de leer y pasar al oído tal y como los seres humanos lo pueden percibir (cambios de presión en el aire). Es gracias a él que el usuario puede escuchar la música o el audio de las películas en su ordenador.
Con la llegada de la telefonía IP se ha hecho necesario que la conversión de la voz en datos que viajarán por la Red hasta el terminal de otro usuario sea inmediata
El dispositivo ADC (Conversor Analógico a Digital) hace lo contrario: capta el sonido que entra por el micrófono al ordenador y lo transforma en información binaria (ceros y unos). Si bien el DAC ha sido importante desde un principio por permitir reproducir los archivos de audio que se guardaban en el ordenador, no ha sido hasta hace algunos años que el ADC ha mayor cobrado valor.

Con la llegada de la telefonía IP, que permite hablar a través del ordenador como si fuera un teléfono, se ha hecho necesario que la conversión de la voz en datos que viajarán por la Red hasta el terminal de otro usuario sea inmediata. Inicialmente los dispositivos ADC/DAC eran uno solo y bidireccional, por lo que primero se debía realizar el proceso de conversión en un sentido y después en el otro, con lo que una conversación perdía inmediatez. Estos dispositivos eran conocidos como halfduplex. Actualmente se emplea la tecnología fullduplexen la que hay dos conversores (uno ADC y otro DAC) que trabajan por separado y a la vez.

Lo que hay que saber de una tarjeta de sonido

Los bits y las voces

Muchas veces en el nombre de marca de una tarjeta de sonido aparece un número (32, 64, 128, 256, etc…) que los usuarios tienen a confundir con la capacidad de procesado de información por parte de la tarjeta. Como ya se ha dicho, la tarjeta por lo general no guardael sonido, sino que lo interpreta desde donde esté almacenado. Para ello tiene que gestionar la información que le llega en paquetes de código binario.

La tecnología digital no es capaz de expresar el sonido en su forma real, que es continua, por lo que la divide en paquetes de bits (ceros y unos). La cantidad de bits que una tarjeta sea capaz de procesar a la vez determinará la calidad del sonido. Cuantos más bits en un paquete de información, más rico en matices será el sonido que se podrá producir. Las primeras tarjetas procesaban 8 bits, lo que daba un sonido más bien pobre (256 matices, o posiciones, de sonido), pero las actuales ya procesan a 16 bits, lo que supone un aumento exponencial de la calidad a 65.536 matices.
La tecnología digital no es capaz de expresar el sonido en su forma real, que es continua, por lo que la divide en paquetes de bits
Muchas tarjetas indican una capacidad de procesado superior a los 16 bits (sobre los 24 bits normalmente), aunque el oído humano no es capaz de apreciar más matices que los que dan 16 bits. Esto es debido a que los conversores ADC/DAC suelen tener pérdidas de matices, con lo que el exceso de información compensa dichas pérdidas y se consigue un sonido óptimo.

Por otro lado, el número que aparece en el normbre de marca de las tarjetas son las llamadas voces (polifonía), y corresponden a la variedad de sonidos que la tarjeta puede transmitir a la vez. Para poner un ejemplo: un cuarteto de jazz precisaría de cuatro voces, mientras que una big bandnecesitaría cincuenta, y una filarmónica más de 200 voces.

La frecuencia de muestreo

Para reproducir el sonido, las tarjetas unen los paquetes de bits que van procesando de forma que reconstruyen una melodía en su forma original. Pero al ser el sonido un proceso continuo y no poder la tecnología digital reproducir este tipo de procesos, las tarjetas van capturando los sonidos y formando paquetes a partir del audio que les va llegando; es decir, que toman trozos de melodía y la recomponen. Lógicamente, cuantos más trozos tomen, mejor podrán reconstruir el sonido originario. El límite sería que pudiesen tomar infinitos trozos por segundo hasta reconstruir exactamente la melodía.

La frecuencia con la que una tarjeta captura un trozo de melodía y la convierte en un paquete de bits se llama frecuencia de muestreo, y cuanto más alta sea, más calidad tendrá el sonido reproducido digitalmente. El límite, como en otros casos, lo fija el oído humano, que no es capaz de oír más allá de los 44.000 sonidos por segundo. Por tanto, con que una tarjeta tenga una frecuencia de muestreo de 44,1 Kiloherzios (KHz) es suficiente para que el usuario no distinga entre el sonido digital y el real.
La frecuencia con la que una tarjeta captura un trozo de melodía y la convierte en un paquete de bits se llama frecuencia de muestreo
De nuevo el usuario se encontrará con que las tarjetas del mercado suelen tener una frecuencia de muestreo mucho más elevada, que llega a superar en ocasiones los 100 KHz. De nuevo, este exceso está destinado a recuperar las pérdidas que puedan generar los conversores, así como también los formatos de compresión como el MP3, que pierden la información de los sonidos más agudos y más graves.

MIDI, sinstesis FM y tablas de ondas

Una cosa son los formatos de audio digital en los que se almacena la información de los sonidos, y otra los formatos con los que trabaja la tarjeta de sonido. Los formatos de CD Audio, WAV o MP3, por citar algunos, conservan el sonido en la memoria del ordenador con todas sus características, pero la tarjeta no procesa el sonido digital en estos formatos porque, sencillamente, le sería imposible.

Sólo hay que hacer un sencillo cálculo para comprenderlo: reproducir en tiempo real una canción en WAV de cinco minutos que ocupe 40 Megabytes supone que cada minuto la tarjeta tiene que procesar 8 millones de bytes. Como aproximadamente un byte son 8 bits, se puede concluir que la tarjeta tiene que procesar 16 millones de bits por minuto, osea unos 267 Kilobits por segundo, lo que es lo mismo que decir 16.700 paquetes de información al segundo, lo cual es una barbaridad.
El formato MIDI es un mapa de la canción que la tarjeta deberá interpretar
El formato que utiliza la tarjeta para gestionar el sonido es el MIDI (Musical Instrument Data Intertace). Al contrario que el sonido digital, el MIDI no contiene la información del audio grabado, sino la secuencia en la que se suceden las principales notas del mismo, con datos de su timbre, su velocidad, su potencia… Es decir, el formato MIDI es un mapa de la canción.

¿Cómo hace entonces la tarjeta para reproducir el sonido en base a este mapa? Interpretando el sonido. Para efectuar esta interpretación del sonido digital las tarjetas emplean dos tecnologías; la primera es la síntesis FMo recreación en base a una modulación de frecuencias, mediante un programa que emplea fórmulas matemáticas. Este sistema fue el primero empleado, y todavía se emplea hoy en algunas tarjetas internas por su bajo coste.
La mayoría de las tarjetas domésticas del mercado de gama alta aplican la síntesis por tabla de ondas
La otra alternativa, muy superior en calidad, es la tabla de ondas(WaveTableen inglés). En este sistema, la tarjeta de sonido tiene una memoria ROM donde almacena las notas fundamentales del sistema tonal, que han sido grabadas de diversos instrumentos (eventalmente puede tener una memoria RAM con una biblioteca más amplia de sonidos). Lo que hace la tarjeta es leer el mapa MIDI y aplicar en cada momento las notas correspondientes con sus peculiaridades. Es decir: interpreta el sonido en base a aplicar sonidos reales que tiene guardados. La mayoría de las tarjetas domésticas del mercado de gama alta aplican la síntesis por tabla de ondas.

¿Quién necesita una tarjeta de sonido adicional?

Hay un cuarto apartado de las tarjetas de sonido que también es importante conocer: la distribución del sonido una vez sale del ordenador. Sin embargo, se ha tocado aparte porque condiciona en gran manera al tipo de usuario que va a necesitar una tarjeta de sonido adicional a la que ya lleva por defecto su PC. Los sistemas de distribución del sonido son tres: Estéreofónico, 3D o envolvente y Dolby Digital.

El estéreo y los músicos

El primero se basa en la distribución del sonido por dos canales, de modo que parte de la información del sonido irá principalmente por un canal y la otra parte por el otro. Realmente toda la información se distribuye por ambos canales, pero se da más potencia a determinadas voces o instrumentos en cada canal, de modo que dé la sensación de estar situados a diferente distancia de las fuentes de sonido. Es decir, da realismo al audio.

Este sistema es el más usual entre los usuarios que utilizan el ordenador para grabar o recrear música digital por la sencilla razón de que permite discriminar sin complicaciones la calidad de cada instrumento o voz. Las dos salidas de audio, o canales, se corresponden con dos altavoces (ocasionalmente pueden llevar una caja de bajos, o subwoffer, para atenuar los graves) y con los dos oídos humanos. Del mismo modo, permiten tener todo el audio completo englobado en los auriculares, la forma más eficaz de apreciar el sonido aislándose del entorno.
Aquellos que quieran una tarjeta para grabar les interesará que tenga salida MIDI donde conectar sus instrumentos
A los usuarios que quieran una tarjeta de sonido para grabar o crear música digital, les interesará una tarjeta con salida MIDI donde conectar sus instrumentos para grabarlos o manejarlos desde el PC. También deberán usar tarjetas con la mayor frecuencia de captura posible a fin de recoger con fidelidad óptima el sonido.

La capacidad de procesado deberá ser de 24 bits por razones calidad, pero también para que les permita crear efectos sobre los sonidos básicos con el software que existe en el mercado y en la Red. Por supuesto, la síntesis de sonido deberá ser por tabla de ondas y con una buena memoria RAM, ya que la conexión MIDI les permitirá añadir sonidos propios a la biblioteca con los que enriquecer la reproducción. Además, la sintesis por FM, aunque permite reproducir a 16 bits, sólo deja grabar a 8 bits, lo que empobrece mucho el sonido.

Finalmente, deben asegurarse que la tarjeta tiene posibilidades de aceptar un ecualizador compatible, pues éste les permitirá dividir las grabaciones en distintas pistas para luego efectuar las mezclas.

El 3D y los jugones

Una derivación que ha cobrado fuerza y desarrollo desde la aparición de los videojuegos de gran complejidad y realismo es el sonido envolvente o 3D. En realidad se trata de una duplicación, e incluso multiplicación, de los canales de salida del sonido que aumentan la sensación de realismo situando al usuario literalmente dentrode la fuente de sonido.

Este efecto se logra agregando generalmente dos canales más de salida estereofónicos a los dos existentes. Estos canales deben estár situados a los lados y detrás del usuario, de modo que tenga la sensación de estar rodeado de sonido (técnología surround). Los altavoces traseros distribuirán el sonido ambiente, o base, de la grabación. Estos sistemas suelen completarse con un canal adicional para la salida de graves a una caja de bajos.

Las tarjetas que traen los ordenadores por defecto generalmente son estereofónicas, y los videojuegos actuales suelen llevar un audio 3D multicanal (distribuido por más de dos canales), por lo que es normal que muchos videojugadores (comunmente llamados jugones) se compren una tarjeta adicional que distribuya el sonido por este sistema. A parte, la tarjeta debe reconocer los formatos más usados en el sonido envolvente: Direct Sound, Direct Sound 3D, Aureal A3D1.0 o 2.0, Dolby Surround Prologicy Dolby Digital.

Otros motivos por los que un jugónbuscará una tarjeta de sonido adicional pueden ser el que tenga un procesador limitado para la complejidad de los videojuegos que usa, por lo que buscará liberar al mismo de los recursos de audio (consumen bastante), además de mejorar el sonido ambiente. En este caso deberá buscar una tarjeta que aunque no tenga una elevada frecuencia de captura, si pueda procesar por encima de los 16 bits, cuantos más mejor.

Por otro lado, deberá priorizar la distribución del sonido antes que el sistema de síntesis del mismo, ya que lo que le interesa, más que la calidad de audio, es la sensación de realismo del juego.

El Dolby y los muleros

Se trata de una tecnología directamente importada de los cines, por lo que su efectividad y calidad es elevadísima. En base a ella se ha desarrollado toda la indistria de los HomeCinemas. Se la conoce como Dolby Digital 5.1, y actualmente los DVD que se comercializan llevan el audio en este formato. Se trata de tarjetas con seis canales de salida: para un altavoz central, dos laterales, dos traseros y para la caja de bajos.

Los usuarios que suelen descargar películas y series de televisión de las redes P2P (muleros), o de las tiendas de Internet, así como aquellos que desean convertir su ordenador en un centromultimedia donde ver DVD u otros soportes de vídeo, sin duda deberán decantarse por este tipo de distribución del sonido en su tarjeta. Por supuesto, tendrán que optar por la gama media alta, puesto les interesará tanto la sensación de realismo como la calidad del sonido.

¿Qué tarjeta me compro?

Existen multitud de tarjetas de sonido en el mercado, principalmente de la marca Creative Labs, que fue la compañía que revolucionó esta tecnología al crear su ya legendaria SoundBlaster, la primera tarjeta capaz de acoplarse a un ordenador (entonces de la marca IBM) y reproducir sonidos digitales. Desde entonces, en noviembre de 1989, las tarjetas han evolucionado mucho, tanto en precios como en prestaciones, y han aparecido nuevas marcas como Pinnacle, Guillemot, Genius y otras.
Si quiere convertir en ordenador en un centro del ocio doméstico y se es un buen amante de la calidad del sonido, más vale ser un manirroto
Obviamente, cuanto mayor es el precio, mayores son las prestaciones de una tarjeta; ya no sólo de fidelidad de reproducción, sino también de conectividad, distribución de sonido e incluso de solidez. Interviene también el que tenga una buena memoria o el que cuente con un procesador adicional que pueda liberar a un ordenador de la tarea de reproduccir audios complejos.

El precio oscila desde los 260 euros de la Sound Blaster X-Fi Elite Prode Creative (con su distribución de sonido envolvente, sus 24 bits de capacidad de procesado, sus 192 KHz de frecuencia de muestreo, su mando a distancia, su procesador adicional, su software para efectos varios y sus 60 Megabytes de memoria RAM), una tarjeta ideal para las jugonesmás ambiciosos, hasta los 20 euros de una tarjeta externa Guillemot que se conecta mediante USB, tiene sonido envolvente 5.1 (5 canales más uno de graves), muestrea a 48 KHz y procesa un máximo de 16 bits.

Cada usuario debe decidir lo que está dispuesto a pagar y el rendimieto que le quiere sacar a su tarjeta. Si simplemente desea liberar al procesador del ordenador de la carga de audio del videojuego, no merece la pena gastarse mucho dinero. Por menos de 30 euros se puede adquirir la Sound Blaster Audigy SEde Creative que tiene distribución de sonido envolvente, procesa a 24 bits y una frecuencia de muestreo de 96 KHz. Como ésta hay muchas más tarjetas.

Si se quiere hacer o grabar música como afición, se puede tirar más alto, pues hay tarjetas específicas para músicos por 160 euros, como la Hercules DJ Console Mk2de Guillemot. Este tipo de tarjetas incorporan programas específicos para pulir los ruidos de fondo en la grabación o recuperar la información perdida con las conversiones a los formatos de compresión como el MP3.

Finalmente, si se piensa en hacer del ordenador un centro desde el que gestionar todo el ocio de la casa y se es un buen amante de la calidad del sonido, más vale ser un manirroto.