Articulo de referencia

Tarjeta de sonido

Una tarjeta de sonido (también conocida como tarjeta de audio ) es una tarjeta de expansión interna que proporciona entrada y salida de señales de audio desde y hacia una comput...

Una tarjeta de sonido (también conocida como tarjeta de audio ) es una tarjeta de expansión interna que proporciona entrada y salida de señales de audio desde y hacia una computadora bajo el control de programas informáticos . El término tarjeta de sonido también se aplica a las interfaces de audio externas utilizadas en aplicaciones de audio profesional .

La funcionalidad de sonido también puede integrarse en la placa base , utilizando componentes similares a los de las tarjetas de expansión. El sistema de sonido integrado a menudo se sigue denominando tarjeta de sonido . El hardware de procesamiento de sonido también está presente en las tarjetas de video modernas con HDMI para emitir sonido junto con el video a través de ese conector; anteriormente, utilizaban una conexión S/PDIF a la placa base o a la tarjeta de sonido.

La funcionalidad típica de una tarjeta de sonido incluye proporcionar el componente de audio para aplicaciones multimedia como composición musical, edición de vídeo o audio, presentaciones, educación y entretenimiento (juegos) y proyección de vídeo. Las tarjetas de sonido también se utilizan para la comunicación basada en ordenador, como voz sobre IP y teleconferencias . [ 1 ]

Características generales

Primer plano de una PCB de tarjeta de sonido , que muestra condensadores electrolíticos , condensadores y resistencias SMT y un DAC de dos canales de 16 bits YAC512 . [ 2 ] El circuito integrado de la izquierda es un amplificador operacional cuádruple de fuente de alimentación única 3403 .

Las tarjetas de sonido utilizan un convertidor digital-analógico (DAC), que convierte los datos de señal digital grabados o generados a un formato analógico . La señal de salida se conecta a un amplificador, auriculares o dispositivo externo mediante interconexiones estándar, como un conector telefónico TRS . [ a ]

Un conector externo común es el conector de micrófono . La entrada a través de este conector se puede utilizar, por ejemplo, en aplicaciones de reconocimiento de voz o voz sobre IP . La mayoría de las tarjetas de sonido tienen un conector de entrada de línea para la entrada analógica de una fuente de sonido con niveles de voltaje superiores a los de un micrófono. En ambos casos, la tarjeta de sonido utiliza un convertidor analógico-digital (ADC) para digitalizar esta señal.

Algunas tarjetas incluyen un chip de sonido para admitir la producción de sonidos sintetizados , generalmente para la generación en tiempo real de música y efectos de sonido utilizando un mínimo de datos y tiempo de CPU.

La tarjeta puede utilizar el acceso directo a la memoria para transferir las muestras desde y hacia la memoria principal , desde donde un software de grabación y reproducción puede leerlas y escribirlas en el disco duro para su almacenamiento, edición o procesamiento posterior.

Canales de sonido y polifonía

Una característica importante de las tarjetas de sonido es la polifonía , que se refiere a su capacidad para procesar y emitir varias voces o sonidos independientes simultáneamente. Estos canales distintos se consideran como el número de salidas de audio, que pueden corresponder a una configuración de altavoces como 2.0 (estéreo), 2.1 (estéreo y subwoofer), 5.1 (envolvente) u otras configuraciones. A veces, los términos voz y canal se usan indistintamente para indicar el grado de polifonía, no la configuración de los altavoces de salida. Por ejemplo, los chips de sonido mucho más antiguos podían admitir tres voces, pero solo un canal de audio de salida (es decir, una única salida mono), lo que requería que todas las voces se mezclaran. Las tarjetas más recientes, como la tarjeta de sonido AdLib , tenían una polifonía de 9 voces combinadas en un solo canal de salida mono.

Las primeras tarjetas de sonido para PC tenían múltiples voces de síntesis FM (normalmente 9 o 16), que se usaban para música MIDI. A menudo, no se aprovechan todas las capacidades de las tarjetas avanzadas; normalmente solo una (mono) o dos ( estéreo ) voces y canales se dedican a la reproducción de muestras de sonido digital, y la reproducción de más de una muestra de sonido digital suele requerir una mezcla descendente por software a una frecuencia de muestreo fija. Las tarjetas de sonido integradas modernas de bajo coste (es decir, las integradas en las placas base), como los códecs de audio que cumplen con el estándar AC'97 e incluso algunas tarjetas de sonido de expansión más económicas, siguen funcionando de esta manera. Estos dispositivos pueden proporcionar más de dos canales de salida de sonido (normalmente sonido envolvente 5.1 o 7.1 ), pero normalmente no tienen polifonía de hardware real ni para efectos de sonido ni para reproducción MIDI ; estas tareas se realizan completamente por software. Esto es similar a cómo los softmodems económicos realizan las tareas de módem por software en lugar de por hardware. 

En los inicios de la síntesis por tabla de ondas , algunos fabricantes de tarjetas de sonido anunciaban la polifonía basándose únicamente en las capacidades MIDI. En estos casos, normalmente la tarjeta solo admite dos canales de sonido digital y la especificación de polifonía se refiere únicamente al número de instrumentos MIDI que la tarjeta de sonido puede reproducir simultáneamente.

Las tarjetas de sonido modernas pueden ofrecer capacidades de aceleración de audio más flexibles que se pueden utilizar para admitir niveles más altos de polifonía u otros propósitos, como la aceleración por hardware del sonido 3D, el audio posicional y los efectos DSP en tiempo real.

Lista de estándares de tarjetas de sonido

  1. 1 2 El Tandy 1000 y el PCjr usaban el mismo chip de sonido, pero el Tandy 1000 usaba el pin Audio IN, mientras que el PCjr no. Esto permitía que el Tandy produjera el sonido del altavoz al mismo tiempo que el SN74689.

Códigos de color

Los conectores de las tarjetas de sonido están codificados por colores según la Guía de diseño del sistema de PC . [ 4 ] También pueden tener símbolos de flechas, agujeros y ondas sonoras que están asociados con cada posición del conector.

Historia de las tarjetas de sonido para la arquitectura IBM PC.

La tarjeta sintetizadora musical AdLib fue una de las primeras tarjetas de sonido , alrededor de 1990. Nótese el mando de ajuste manual del volumen. Bus ISA-8 .
Tarjeta de sonido Mozart 16 para bus ISA-16
Una tarjeta de sonido Turtle Beach para bus PCI
Tarjeta de sonido estéreo de entrada/salida Indigo IO de Echo Digital Audio PCMCIA de 24 bits y 96 kHz  
Tarjeta de sonido VIA Technologies Envy para PC, 5.1 canales para ranura PCI

Las tarjetas de sonido para ordenadores compatibles con IBM PC eran muy poco comunes hasta 1988. Para la mayoría de los usuarios de IBM PC, el altavoz interno del PC era la única forma de que el software de PC de la época produjera sonido y música. [ 5 ] El hardware del altavoz normalmente se limitaba a ondas cuadradas . El sonido resultante se describía generalmente como "pitidos y zumbidos", lo que dio lugar al apodo común de "beeper ". Varias empresas, sobre todo Access Software , desarrollaron técnicas para la reproducción de sonido digital a través del altavoz del PC, como RealSound . El audio resultante, aunque funcional, sufría de una salida muy distorsionada y un volumen bajo, y normalmente requería que se detuviera todo el demás procesamiento mientras se reproducían los sonidos. Otros ordenadores domésticos de la década de 1980, como el Commodore 64 , incluían soporte de hardware para la reproducción de sonido digital o la síntesis de música, lo que dejaba al IBM PC en desventaja en lo que respecta a las aplicaciones multimedia. Las primeras tarjetas de sonido para la plataforma IBM PC no fueron diseñadas para juegos ni aplicaciones multimedia, sino para aplicaciones de audio específicas, como la composición musical con AdLib Personal Music System , IBM Music Feature Card y Creative Music System , o para la síntesis de voz como Digispeech DS201 , Covox Speech Thing y Street Electronics Echo .

En 1988, un panel de directores ejecutivos de videojuegos declaró en el Consumer Electronics Show que la limitada capacidad de sonido del PC le impedía convertirse en el ordenador doméstico líder, que necesitaba una tarjeta de sonido de entre 49 y 79 dólares con mejores prestaciones que los productos actuales, y que una vez que dicho hardware estuviera ampliamente instalado, sus empresas lo respaldarían. Sierra On-Line , pionera en el soporte de vídeo EGA y VGA , y de disquetes de 3 1/2", prometió ese año dar soporte a las tarjetas de sonido AdLib, IBM Music Feature y Roland MT-32 en sus juegos. [ 6 ] Una encuesta de Computer Gaming World de 1989 reveló que 18 de las 25 empresas de videojuegos planeaban dar soporte a AdLib, seis a Roland y Covox, y siete a Creative Music System/Game Blaster. [ 7 ]

Fabricantes de hardware

Uno de los primeros fabricantes de tarjetas de sonido para el IBM PC fue AdLib, [ 5 ] que produjo una tarjeta basada en el chip de sonido Yamaha YM3812 , también conocido como OPL2. La AdLib tenía dos modos: un modo de 9 voces donde cada voz podía programarse completamente, y un modo de percusión menos utilizado con 3 voces regulares que producían 5 voces independientes solo de percusión para un total de 11. [ b ]

Creative Labs también comercializó una tarjeta de sonido llamada Creative Music System (C/MS) casi al mismo tiempo. Aunque la C/MS tenía doce voces frente a las nueve de AdLib y era una tarjeta estéreo mientras que la AdLib era mono, la tecnología básica detrás de ella se basaba en el chip Philips SAA1099 , que era esencialmente un generador de onda cuadrada. Sonaba muy parecido a doce altavoces de PC simultáneos, excepto que cada canal tenía control de amplitud, y no tuvo éxito comercial, incluso después de que Creative la renombrara Game Blaster un año después y la comercializara a través de RadioShack en los EE. UU. La Game Blaster se vendía por menos de 100 dólares y era compatible con muchos juegos populares, como Silpheed .

Un gran cambio en el mercado de tarjetas de sonido compatibles con IBM PC se produjo cuando Creative Labs presentó la tarjeta Sound Blaster . [ 5 ] Recomendada por Microsoft a los desarrolladores que creaban software basado en el estándar Multimedia PC , [ 8 ] la Sound Blaster clonó la AdLib y añadió un coprocesador de sonido [ c ] para la grabación y reproducción de audio digital. La tarjeta también incluía un puerto de juegos para añadir un joystick y la capacidad de conectarse a equipos MIDI mediante dicho puerto y un cable especial. Con compatibilidad con AdLib y más funciones a un precio casi idéntico, la mayoría de los compradores eligieron la Sound Blaster. Finalmente, superó en ventas a la AdLib y dominó el mercado.

Roland también fabricó tarjetas de sonido a finales de la década de 1980, como la MT-32 [ 5 ] y la LAPC-I . Las tarjetas Roland se vendían por cientos de dólares. Muchos juegos, como Silpheed y Police Quest II, tenían música compuesta específicamente para sus tarjetas. Si bien las tarjetas solían tener problemas con los efectos de sonido, como las risas, para la música eran, con diferencia, las mejores tarjetas de sonido disponibles hasta mediados de los noventa. Algunas tarjetas Roland, como la SCC y versiones posteriores de la MT-32, se fabricaron para ser más económicas.

Para 1992, un proveedor de tarjetas de sonido anunciaba que su producto era "¡Sound Blaster, AdLib, Disney Sound Source y Covox Speech Thing compatible!" [ 9 ] En respuesta a las quejas de los lectores sobre un artículo sobre tarjetas de sonido que mencionaba desfavorablemente la Gravis Ultrasound , Computer Gaming World declaró en enero de 1994 que, "El estándar de facto en el mundo de los videojuegos es la compatibilidad con Sound Blaster... Hubiera sido injusto recomendar cualquier otra cosa". [ 10 ] La revista afirmó ese año que Wing Commander II fue "Probablemente el juego responsable" de convertirla en la tarjeta estándar. [ 11 ] La línea de tarjetas Sound Blaster, junto con las primeras unidades de CD-ROM económicas y la evolución de la tecnología de vídeo, marcó el comienzo de una nueva era de aplicaciones informáticas multimedia que podían reproducir audio de CD, añadir diálogos grabados a videojuegos o incluso reproducir vídeo de movimiento completo (aunque con resoluciones y calidad mucho más bajas en los primeros tiempos). La decisión generalizada de respaldar el diseño Sound Blaster en títulos multimedia y de entretenimiento significó que las futuras tarjetas de sonido, como la Pro Audio Spectrum de Media Vision y la Gravis Ultrasound, debían ser compatibles con Sound Blaster para tener éxito comercial. Hasta principios de la década de 2000, cuando el estándar de audio AC'97 se popularizó y finalmente desbancó a Sound Blaster como estándar debido a su bajo costo y su integración en muchas placas base, la compatibilidad con Sound Blaster era un estándar que muchas otras tarjetas de sonido adoptaban para mantener la compatibilidad con numerosos juegos y aplicaciones.

Adopción por parte de la industria

Tres tarjetas de sonido ISA (16 bits) de PC de las primeras épocas que muestran la evolución hacia los chipsets integrados.

Cuando la compañía de videojuegos Sierra On-Line optó por admitir hardware de música adicional, además del hardware integrado como el altavoz y las capacidades de sonido integradas del IBM PCjr y el Tandy 1000 , las posibilidades de sonido y música en el IBM PC cambiaron drásticamente. Dos de las compañías con las que Sierra se asoció fueron Roland y AdLib, optando por producir música para el juego King's Quest 4 , compatible con el MT-32 y el sintetizador musical AdLib. El MT-32 tenía una calidad de salida superior, debido en parte a su método de síntesis de sonido y a su reverberación integrada. Dado que era el sintetizador más sofisticado compatible, Sierra optó por utilizar la mayoría de las funciones personalizadas y los parches de instrumentos poco convencionales del MT-32, produciendo efectos de sonido de fondo (por ejemplo, trinos de pájaros, cascos de caballos, etc.) antes de que la Sound Blaster introdujera la reproducción de audio digital en el PC. Muchas compañías de videojuegos también eran compatibles con el MT-32, pero optaban por la tarjeta AdLib como alternativa debido a la mayor cuota de mercado de esta última. La adopción del MT-32 allanó el camino para la creación del MPU-401 , el Roland Sound Canvas y los estándares General MIDI como los medios más comunes para reproducir música en los videojuegos hasta mediados de la década de 1990.

Evolución de las características

Las primeras tarjetas de sonido con bus ISA eran semidúplex , lo que significa que no podían grabar y reproducir sonido digitalizado simultáneamente. Posteriormente, tarjetas ISA como la serie SoundBlaster AWE y los clones Soundblaster Plug-and-play admitieron la grabación y reproducción simultáneas, pero a costa de utilizar dos canales IRQ y DMA en lugar de uno. Las tarjetas con bus PCI convencionales generalmente no presentan estas limitaciones y suelen ser full-duplex.

Las tarjetas de sonido han evolucionado en términos de frecuencia de muestreo de audio digital (desde 8 bits 11025 Hz , hasta 32 bits, 192 kHz que admiten las soluciones más recientes). En el proceso, algunas tarjetas comenzaron a ofrecer síntesis de tabla de ondas , que proporciona una calidad de síntesis MIDI superior en comparación con las soluciones anteriores basadas en Yamaha OPL , que utilizan síntesis FM . Algunas tarjetas de gama alta (como Sound Blaster AWE32 , Sound Blaster AWE64 y Sound Blaster Live! ) introdujeron su propia RAM y procesador para muestras de sonido definibles por el usuario e instrumentos MIDI, así como para descargar el procesamiento de audio de la CPU. Más tarde, el audio integrado ( AC'97 y posteriormente HD Audio ) prefiere el uso de un sintetizador MIDI de software, por ejemplo, Microsoft GS Wavetable SW Synth en Microsoft Windows .

Salvo algunas excepciones, durante años las tarjetas de sonido, sobre todo la serie Sound Blaster y sus compatibles, solo contaban con uno o dos canales de sonido digital. Los primeros juegos y reproductores de MOD que necesitaban más canales de los que una tarjeta podía soportar tenían que recurrir a la mezcla de múltiples canales mediante software. Incluso hoy en día, la tendencia sigue siendo mezclar múltiples flujos de sonido mediante software, excepto en productos específicamente destinados a jugadores o músicos profesionales.

Deterioro de las características

A partir de 2024, las tarjetas de sonido ya no suelen programarse con los sistemas de bucle de audio comúnmente llamados mezcla estéreo , mezcla de salida de onda , mezcla mono o lo que oyes , que anteriormente permitían a los usuarios grabar digitalmente la salida que de otro modo solo sería accesible a través de los altavoces.

Lenovo y otros fabricantes no implementan la función en el hardware, mientras que otros deshabilitan el controlador para que no la admita. En algunos casos, el bucle de retorno se puede restablecer con actualizaciones de controladores. [ 12 ] Como alternativa, se puede adquirir software, como aplicaciones de cable de audio virtual, para habilitar la funcionalidad. Según Microsoft, la funcionalidad estaba oculta por defecto en Windows Vista para reducir la confusión del usuario, pero sigue estando disponible siempre que los controladores de la tarjeta de sonido y el hardware subyacentes la admitan. [ 13 ]

En última instancia, el usuario puede aprovechar la conexión analógica y conectar la salida de línea directamente a la entrada de línea de la tarjeta de sonido. Sin embargo, en las computadoras portátiles, los fabricantes han ido pasando gradualmente de proporcionar tres conectores TRS separados ( generalmente para entrada de línea, salida de línea/auriculares y micrófono ) a un único conector combinado TRRS que integra entradas y salidas.  

Salidas

También ha aumentado el número de canales de sonido físicos. Las primeras tarjetas de sonido eran monofónicas. El sonido estéreo se introdujo a principios de la década de 1980, y el sonido cuadrafónico llegó en 1989. Poco después, apareció el audio de 5.1 canales. Las tarjetas de sonido más recientes admiten hasta 8 canales de audio para la configuración de altavoces 7.1 . [ 14 ]

Algunas de las primeras tarjetas de sonido tenían potencia suficiente para alimentar directamente altavoces pasivos ; por ejemplo, dos vatios por canal. Con la popularidad de los altavoces amplificados, las tarjetas de sonido ya no tienen etapa de potencia, aunque en muchos casos pueden alimentar adecuadamente los auriculares. [ 15 ] 

Tarjetas de sonido profesionales

Un par de interfaces de audio profesionales para montaje en rack.

Las tarjetas de sonido profesionales son tarjetas de sonido optimizadas para la grabación de sonido multicanal de alta fidelidad y baja latencia, la reproducción de sonido y/o los juegos. Sus controladores suelen seguir el protocolo Audio Stream Input/Output para su uso con software profesional de ingeniería de sonido y música. [ e ]

Las interfaces de audio profesionales suelen tener entradas estándar de la industria además de audio analógico, en este caso ADAT , TDIF y S/PDIF .

Las tarjetas de sonido profesionales suelen describirse como interfaces de audio y, en ocasiones, se presentan como unidades externas para montaje en rack que utilizan USB , FireWire o una interfaz óptica para ofrecer velocidades de datos suficientes. En general, estos productos se caracterizan por contar con múltiples conectores de entrada y salida, compatibilidad directa por hardware con múltiples canales de audio de entrada y salida, así como mayores frecuencias de muestreo y fidelidad en comparación con las tarjetas de sonido de consumo habituales. [ 16 ]

Por otro lado, ciertas características de las tarjetas de sonido para consumidores, como la compatibilidad con audio 3D , la aceleración por hardware en videojuegos o los efectos de ambiente en tiempo real, son secundarias, inexistentes o incluso indeseables en las interfaces de audio profesionales.

La tarjeta de sonido típica de consumo está diseñada para uso doméstico, de oficina y de entretenimiento, con énfasis en la reproducción y el uso casual, en lugar de satisfacer las necesidades de los profesionales del audio. En general, las tarjetas de sonido de consumo imponen varias restricciones e inconvenientes que serían inaceptables para un profesional del audio. Las tarjetas de sonido de consumo también están limitadas en las frecuencias de muestreo efectivas y las profundidades de bits que pueden manejar, y tienen un menor número de canales de entrada menos flexibles. [ 17 ] El uso profesional de grabación de estudio generalmente requiere más de los dos canales que proporcionan las tarjetas de sonido de consumo, y conectores más accesibles, a diferencia de la mezcla variable de conectores internos (y a veces virtuales) y externos que se encuentran en las tarjetas de sonido de consumo .

Dispositivos de sonido distintos de las tarjetas de expansión

Hardware de sonido integrado en las placas base de PC

En 1984, el primer IBM PCjr contaba con un chip de síntesis de sonido rudimentario de 3 voces (el SN76489 ) capaz de generar tres tonos de onda cuadrada con amplitud variable , y un canal de pseudoruido blanco que podía generar sonidos de percusión primitivos. El Tandy 1000, inicialmente un clon del PCjr, duplicó esta funcionalidad, y los modelos Tandy 1000 TL/SL/RL añadieron capacidades de grabación y reproducción de sonido digital. Muchos juegos de la década de 1980 que eran compatibles con el estándar de vídeo del PCjr (descrito como compatible con Tandy , gráficos Tandy o TGA ) también eran compatibles con el audio del PCjr/Tandy 1000.

A finales de la década de 1990, muchos fabricantes de computadoras comenzaron a reemplazar las tarjetas de sonido externas con un chip códec de audio (un convertidor AD / DA de audio combinado ) integrado en la placa base . Muchos de estos chips utilizaban la especificación AC'97 de Intel . Otros utilizaban tarjetas accesorias económicas para la ranura ACR .

Desde aproximadamente 2001, muchas placas base incorporaron tarjetas de sonido completas, generalmente con un chipset personalizado, ofreciendo una compatibilidad similar a la de Sound Blaster y una calidad de sonido bastante aceptable. Sin embargo, la compatibilidad con Sound Blaster se eliminó cuando el estándar AC'97 fue reemplazado por el estándar HD Audio de Intel , lanzado en 2004, que nuevamente especificaba el uso de un chip códec y poco a poco fue ganando aceptación. A partir de 2011, la mayoría de las placas base volvieron a utilizar un chip códec, aunque compatible con HD Audio, y el requisito de compatibilidad con Sound Blaster quedó obsoleto.

Algunas tarjetas de sonido integradas de menor coste pueden generar cierta distorsión del sonido, ya que sus circuitos de blindaje electromagnético pueden ser de menor coste.

Sonido integrado en otras plataformas

Muchos ordenadores domésticos tienen sus propios dispositivos de sonido integrados en la placa base: Commodore 64 , Amiga , PC-88 , FM-7 , FM Towns , Sharp X1 , X68000 , BBC Micro , Electron , Archimedes , ordenadores Atari de 8 bits , Atari ST , Atari Falcon , Amstrad CPC , revisiones posteriores del ZX Spectrum , MSX , [ 18 ] Mac y Apple IIGS . Las estaciones de trabajo de Sun , Silicon Graphics y NeXT también los tienen. En algunos casos, sobre todo en los de Macintosh, IIGS, Amiga, C64, SGI Indigo, X68000, MSX, Falcon, Archimedes, FM-7 y FM Towns, proporcionan capacidades muy avanzadas (en el momento de su fabricación), en otros, son capacidades mínimas. Algunas de estas plataformas también han tenido tarjetas de sonido diseñadas para sus arquitecturas de bus que no se pueden usar en un PC estándar.

Varias plataformas informáticas japonesas, incluidas la MSX, X1, X68000, FM Towns y FM-7, incorporaban sonido de síntesis FM de Yamaha a mediados de la década de 1980. En 1989, la plataforma informática FM Towns incluía sonido PCM basado en muestras y era compatible con el formato CD-ROM . [ 18 ]

El chip de sonido personalizado de Amiga , llamado Paula, tiene cuatro canales de sonido digitales (dos para el altavoz izquierdo y dos para el derecho) con una resolución de 8 bits [ f ] para cada canal y un control de volumen de 6 bits por canal. La reproducción de sonido en Amiga se realizaba leyendo directamente la RAM del chip sin utilizar la CPU principal.

La mayoría de las máquinas recreativas tienen chips de sonido integrados. En la década de 1980, era común tener un microprocesador separado para gestionar la comunicación con el chip de sonido.

Tarjetas de sonido en otras plataformas

La primera tarjeta de sonido conocida utilizada por ordenadores fue la Gooch Synthetic Woodwind, un dispositivo musical para terminales PLATO , y es ampliamente reconocida como la precursora de las tarjetas de sonido y el MIDI. Fue inventada en 1972.

Algunas máquinas recreativas antiguas utilizaban tarjetas de sonido para reproducir formas de onda de audio complejas y música digital, a pesar de estar equipadas con audio integrado. Un ejemplo de tarjeta de sonido utilizada en máquinas recreativas es la tarjeta Digital Compression System (DCS) , empleada en juegos de Midway como Mortal Kombat II en el hardware Midway T-Unit. El hardware T-Unit ya cuenta con un chip FM OPM YM2151 integrado junto con un DAC OKI MSM6295, pero dicho juego utiliza una tarjeta DCS adicional. [ 19 ] Esta tarjeta también se utiliza en la versión arcade de Revolution X de Midway y Aerosmith para la reproducción de música y voz en bucle complejo. [ g ]

Aunque los ordenadores MSX contaban con capacidades de sonido integradas, también dependían de tarjetas de sonido para obtener un audio de mejor calidad. Existían tarjetas de sonido llamadas MSX-Music y MSX-Audio para este sistema, que utilizaban los chipsets OPLL y OPL1 , respectivamente. La tarjeta Moonsound , creada por Sunrise Swiss, utiliza un chip de sonido OPL4 .

Los ordenadores Apple II , que hasta el lanzamiento del IIGS no tenían capacidad de sonido más allá de pulsar rápidamente un altavoz , podían usar tarjetas de sonido enchufables de diversos fabricantes . La primera, en 1978, fue el Apple Music Synthesizer de ALF , con 3 voces; se podían usar dos o tres tarjetas para crear 6 o 9 voces en estéreo. Posteriormente, ALF creó el Apple Music II , un modelo de 9 voces. Sin embargo, la tarjeta más utilizada fue la Mockingboard . Sweet Micro Systems vendió la Mockingboard en varios modelos. Los primeros modelos de Mockingboard tenían 3 voces en mono, mientras que algunos diseños posteriores tenían 6 voces en estéreo. Algunos programas permitían el uso de dos tarjetas Mockingboard, lo que posibilitaba música y sonido de 12 voces. Applied Engineering fabricó un clon de la Mockingboard de 12 voces y una sola tarjeta, llamado Phasor .

El ZX Spectrum , que inicialmente solo tenía un beeper, contaba con algunas tarjetas de sonido. Algunos ejemplos son TurboSound [ 20 ]. Otros ejemplos son Fuller Box [ 21 ] [ 22 ] y Zon X-81 [ 23 ] [ 24 ] .

El Commodore 64, si bien contaba con un chip SID (Sound Interface Device) integrado , también disponía de tarjetas de sonido. Por ejemplo, el Sound Expander, que añadía un sintetizador FM OPL.

Contrariamente a la creencia popular, la serie de ordenadores PC-98 no tiene sonido integrado y su configuración predeterminada consiste en un altavoz controlado por un temporizador, al igual que sus primos los IBM PC. Se fabricaron tarjetas de sonido para las ranuras de expansión C-Bus de estos ordenadores, la mayoría de las cuales utilizaban chips FM y PSG de Yamaha y eran fabricadas por la propia NEC, aunque también se pueden adquirir clones de terceros, y Creative lanzó una versión C-Bus de la línea de tarjetas de sonido Sound Blaster para esta plataforma.

Dispositivos de sonido externos

Dispositivos como el Covox Speech Thing podían conectarse al puerto paralelo de un PC IBM y recibir datos de muestra PCM de 6 u 8 bits para generar audio. Asimismo, muchas tarjetas de sonido profesionales se presentan como unidades externas FireWire o USB, generalmente por comodidad y mayor fidelidad.

Las tarjetas de sonido con interfaz PC Card ya existían antes de que los ordenadores portátiles incluyeran sonido integrado de forma habitual. La mayoría de estas unidades estaban diseñadas para DJs móviles , ofreciendo salidas independientes para permitir tanto la reproducción como la monitorización desde un mismo sistema; sin embargo, algunas también estaban dirigidas a jugadores de videojuegos móviles.

Tarjetas de sonido USB

Tarjeta de sonido USB

Las tarjetas de sonido USB son dispositivos externos que se conectan al ordenador mediante USB . Suelen utilizarse en estudios y en directo por músicos electrónicos , incluyendo artistas de sonido en directo y DJs . Los DJs que utilizan software para DJs normalmente emplean tarjetas de sonido integradas en controladores o tarjetas de sonido especializadas. Algunas tarjetas de sonido para DJs incluyen entradas con preamplificadores de fono para conectar tocadiscos al ordenador y controlar la reproducción de archivos de música con emulación de vinilo .

La especificación USB define una interfaz estándar, la clase de dispositivo de audio USB, que permite que un único controlador funcione con los diversos dispositivos e interfaces de sonido USB disponibles en el mercado. Mac OS X, Windows y Linux son compatibles con este estándar. Sin embargo, algunas tarjetas de sonido USB no cumplen con el estándar y requieren controladores propietarios del fabricante.

Las tarjetas que cumplen con la especificación USB 1.1 anterior son capaces de ofrecer sonido de alta calidad con un número limitado de canales, pero las USB 2.0 o posteriores son más capaces gracias a su mayor ancho de banda.

Usos

La función principal de una tarjeta de sonido es reproducir audio, generalmente música, en diversos formatos (monofónico, estereofónico, con múltiples altavoces) y distintos niveles de control. La fuente puede ser un CD o DVD, un archivo, audio en streaming o cualquier fuente externa conectada a una entrada de la tarjeta de sonido. El audio puede grabarse. En ocasiones, el hardware y los controladores de la tarjeta de sonido no permiten grabar la fuente que se está reproduciendo.

Usos no relacionados con el sonido

Las tarjetas de sonido pueden utilizarse para generar (producir) formas de onda eléctricas arbitrarias, ya que cualquier forma de onda digital reproducida por la tarjeta de sonido se convierte a la salida deseada dentro de los límites de sus capacidades. En otras palabras, las tarjetas de sonido son generadores de formas de onda arbitrarias de uso doméstico . Numerosos programas gratuitos y comerciales permiten que las tarjetas de sonido actúen como generadores de funciones , generando las formas de onda deseadas a partir de funciones; [ 25 ] también existen servicios en línea que generan archivos de audio para cualquier forma de onda deseada, reproducibles a través de una tarjeta de sonido.

Las tarjetas de sonido también pueden utilizarse para grabar formas de onda eléctricas, del mismo modo que graban una entrada de audio analógica. La grabación puede visualizarse mediante software de edición de audio especializado o de propósito general (que actúa como un osciloscopio ) o transformarse y analizarse posteriormente. Se debe utilizar un circuito de protección para mantener la tensión de entrada dentro de límites aceptables. [ 26 ] [ 27 ]

Como generadores y analizadores de formas de onda de propósito general, las tarjetas de sonido están sujetas a varias limitaciones de diseño y físicas.

  • Las tarjetas de sonido tienen una frecuencia de muestreo limitada, generalmente de hasta 192  kHz. Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon , esto implica una frecuencia de señal máxima (ancho de banda) de la mitad: 96  kHz. Las tarjetas de sonido reales suelen tener un ancho de banda menor que el que implica el límite de Nyquist debido al filtrado interno. [ 26 ]
  • Al igual que todos los convertidores analógico-digitales (ADC) y digital-analógicos (DAC), las tarjetas de sonido producen distorsión y ruido. Una tarjeta de sonido integrada típica, la Realtek ALC887, según su hoja de datos, presenta una distorsión de aproximadamente 80  dB por debajo de la frecuencia fundamental; existen tarjetas con una distorsión inferior a -100  dB.
  • Las tarjetas de sonido suelen sufrir cierta desviación del reloj, lo que requiere la corrección de los resultados de las mediciones.

Las tarjetas de sonido se han utilizado para analizar y generar los siguientes tipos de señales:

  • Pruebas de equipos de sonido . Se puede usar un oscilador sinusoidal de muy baja distorsión como entrada para el equipo bajo prueba; la salida se envía a la entrada de línea de una tarjeta de sonido y se procesa mediante un software de transformada de Fourier para encontrar la amplitud de cada armónico de la distorsión agregada. [ 28 ] Alternativamente, se puede usar una fuente de señal menos pura, con circuitos para restar la entrada de la salida, atenuada y corregida en fase; el resultado es solo distorsión y ruido, que se puede analizar.
  • Espectroscopia gamma . Una tarjeta de sonido puede funcionar como un analizador multicanal económico para espectroscopia gamma , lo que permite distinguir diferentes isótopos radiactivos. [ 29 ]
  • Radio de onda larga . Una  tarjeta de sonido de 192 kHz puede utilizarse para recibir señales de radio de hasta 96  kHz. Este ancho de banda es suficiente para señales horarias de onda larga como la DCF77 (77,5  kHz). Se conecta una bobina al lado de entrada como antena, mientras que un software especial decodifica la señal. [ 30 ] [ 31 ] Una tarjeta de sonido también puede funcionar en sentido contrario y generar transmisiones de señales horarias de baja potencia ( JJY a 40  kHz, utilizando armónicos). [ 32 ]

Arquitectura del controlador

Para usar una tarjeta de sonido, el sistema operativo (SO) generalmente requiere un controlador de dispositivo específico , un programa de bajo nivel que gestiona las conexiones de datos entre el hardware físico y el sistema operativo. Algunos sistemas operativos incluyen los controladores para muchas tarjetas; para las tarjetas que no son compatibles, los controladores se suministran con la tarjeta o están disponibles para su descarga.

  • Los programas de DOS para IBM PC a menudo tenían que usar bibliotecas de controladores de middleware universales (como HMI Sound Operating System , Miles Audio Interface Libraries (AIL), Miles Sound System , etc.) que contenían controladores para la mayoría de las tarjetas de sonido comunes, ya que DOS en sí no tenía un concepto real de tarjeta de sonido. Algunos fabricantes de tarjetas proporcionaban controladores residentes para sus productos. Con frecuencia, el controlador era un emulador de Sound Blaster y AdLib diseñado para permitir que sus productos emularan una Sound Blaster y AdLib, y para que los juegos que solo podían usar sonido Sound Blaster o AdLib funcionaran con la tarjeta. Finalmente, algunos programas simplemente incorporaban el código fuente del controlador o middleware en el propio programa para las tarjetas de sonido compatibles.
  • Microsoft Windows utiliza controladores generalmente escritos por los fabricantes de tarjetas de sonido. Muchos fabricantes de dispositivos proporcionan los controladores en sus propios discos o a Microsoft para su inclusión en Windows. La compatibilidad con la clase de dispositivo de audio USB está presente desde Windows 98 en adelante. [ 33 ] Desde la iniciativa Arquitectura de Audio Universal (UAA) de Microsoft , que admite los estándares de clase de audio HD, FireWire y USB , se puede utilizar un controlador de clase universal de Microsoft. El controlador está incluido en Windows Vista . Para Windows XP , Windows 2000 o Windows Server 2003 , el controlador se puede obtener contactando con el soporte de Microsoft. [ 34 ] Casi todos los controladores proporcionados por los fabricantes para dichos dispositivos también incluyen este controlador de clase universal.
  • Varias versiones de UNIX utilizan el sistema de sonido portátil Open Sound System (OSS). Los controladores rara vez son proporcionados por el fabricante de la tarjeta.
  • La mayoría de las distribuciones de Linux actuales utilizan la arquitectura de sonido avanzada de Linux (ALSA). [ h ]
  • La compatibilidad con Mockingboard en el Apple II suele estar integrada en los propios programas, ya que muchos programas para el Apple II arrancan directamente desde el disco. Sin embargo, se incluye un programa de reprogramación (TSR) en un disco que añade instrucciones a Apple Basic para que los usuarios puedan crear programas que utilicen la tarjeta, siempre que el TSR se cargue previamente.

Lista de fabricantes destacados de tarjetas de sonido

Véase también

Notas

  1. Si la cantidad y el tamaño de los conectores son demasiado grandes para el espacio en la placa posterior, los conectores estarán fuera de la placa, normalmente utilizando una caja de derivación, una placa posterior auxiliar o un panel montado en la parte frontal.
  2. La mayoría de los desarrolladores consideraban que el modo de percusión era inflexible; se utilizaba principalmente en el software de composición propio de AdLib.
  3. Probablemente se trataba de unmicrocontrolador Intel renombrado por Creative.
  4. La familia de tarjetas E-MU , la Gravis GF-1 y la AMD Interwave admiten hasta 32 canales.
  5. También hay controladores ASIO disponibles para una variedad de tarjetas de sonido de gama de consumo.
  6. Con parches, se podría lograr una resolución de 14/15 bits a costa de un alto uso de la CPU.
  7. Revolution X utilizó canciones muestreadas íntegramente del álbum de la banda que se reproducían en bucle de forma transparente , una característica impresionante en el momento del lanzamiento del juego. 
  8. Hasta la versión 2.4 del kernel de Linux , OSS era la arquitectura de sonido estándar, aunque ALSA podía descargarse, compilarse e instalarse por separado para kernels 2.2 o superiores. Sin embargo, a partir del kernel 2.5, ALSA se integró en el kernel y los controladores nativos de OSS quedaron obsoletos. No obstante, se mantiene la compatibilidad con versiones anteriores de software basado en OSS mediante la API de compatibilidad ALSA-OSS y los módulos del kernel de emulación de OSS.

Referencias

  1. "¿Qué es una tarjeta de sonido? | Definición de TechTarget" . WhatIs . Consultado el 3 de diciembre de 2025 .
  2. YAC512 (PDF) , Yamaha, archivado del original (PDF) el 13/10/2013
  3. drewbatgit. "Representación de formatos para transmisiones IEC 61937 - Aplicaciones Win32" . learn.microsoft.com . Consultado el 11 de febrero de 2026 .
  4. 1 2 Guía de diseño del sistema PC 99 , archivada el 27/12/2008 en Wayback Machine , Intel Corporation y Microsoft Corporation, 14 de julio de 1999. Capítulo 3: Requisitos básicos del PC 99 ( Guía de diseño del sistema PC 99 (archivo .exe autoextraíble) archivada el 16/02/2007 en Wayback Machine . Requisito 3.18.3: Los sistemas utilizan un esquema de codificación por colores para conectores y puertos. Consultado el 26/11/2012
  5. 1 2 3 4 Latimer, Joey. "¡El sonido de la PC se pone serio!" (PDF) . Compute!. Archivado del original (PDF) el 6 de septiembre de 2014.
  6. "Vientos de progreso desatados en la 'Ciudad de los Vientos'"" . Computer Gaming World . Julio de 1988. pág.  8. Consultado el 3 de noviembre de 2013 .
  7. "Guía del jugador para tarjetas de sonido" . Computer Gaming World . Septiembre de 1989. pág. 18. Consultado el 4 de noviembre de 2013 . 
  8. English, David (junio de 1992). "Sound Blaster se vuelve Pro" . Compute! . pág. 82 . Consultado el 11 de noviembre de 2013 . 
  9. "La informática nunca volverá a sonar igual" . Computer Gaming World (anuncio). Julio de 1992. pág. 90. Consultado el 3 de julio de 2014 . 
  10. "Filosofía del sonido" . Cartas desde el paraíso. Computer Gaming World . Enero de 1994. págs. 120, 122. 
  11. Brooks, M. Evan (mayo de 1994). "¡Nunca confíes en un Flingschnogger gazfluviano!" . Computer Gaming World . págs. 42– 58. 
  12. Instalar un controlador LG en muchos equipos Dell con chip Sigmatel 92xx, incluidos el Inspiron 6400 y otros modelos, puede agregar compatibilidad con la mezcla estéreo.Archivado el 20 de mayo de 2013 en Wayback Machine. La referencia data de 2007 y abarca Windows XP y Vista.
  13. "¿Qué pasó con Wave Out Mix? – Blog de Larry Osterman – Página principal – Blogs de MSDN" . Blogs.msdn.com . Consultado el 7 de septiembre de 2017 .
  14. "Realtek" . Archivado del original el 18 de agosto de 2017. Consultado el 7 de septiembre de 2017 .
  15. "¿Por qué el volumen es bajo cuando conecto mis auriculares directamente a la toma de la tarjeta de sonido?" . Dell . Consultado el 24/11/2021 .
  16. "Eleva tu sonido: La mejor interfaz de audio para podcasts y grabaciones" . Consultado el 12 de abril de 2024 .
  17. "¿Qué es una interfaz de audio?" . Production Den . 2018-10-05 . Consultado el 2022-06-27 .
  18. 1 2 John Szczepaniak. "Computadoras japonesas retro: la última frontera de los videojuegos. Computadoras japonesas retro" . Hardcore Gaming 101. Recuperado el 29 de marzo de 2011 .Reimpreso de Retro Gamer , 2009
  19. "Sistema 16 – Hardware de la unidad T de Midway" .
  20. "VeleSoft" .
  21. "WoS: Fuller Box" .
  22. "Crash Issue 01, February 1984" . Archivado del original el 4 de abril de 2017. Consultado el 4 de abril de 2017 .
  23. "Generador de sonido programable ZON X-81" .
  24. "Sinclair User, número 8, página 21" .
  25. "Página web con generador de funciones y software de osciloscopio gratuitos para tarjeta de sonido" . Archivado del original el 27/04/2012 . Consultado el 03/04/2012 .
  26. 1 2 Eric Bogatin. "Convierta la tarjeta de sonido de su computadora en un osciloscopio" . Por ejemplo, la tarjeta de sonido USB Sabrent de bajo costo ($8) tiene un convertidor analógico-digital (ADC) interno de 16 bits que puede muestrear hasta 196 kS/seg, pero tiene un rango de frecuencia de entrada limitado de aproximadamente 100 Hz a 20 kHz. La herramienta de software Waveforms puede controlar esta tarjeta de sonido USB.
  27. Pervaiz, Saad (Invierno 2010). "Uso de la tarjeta de sonido como osciloscopio y generador de funciones" (PDF) .
  28. Análisis detallado de la medición de la distorsión con tarjetas de sonido , incluyendo tarjetas y software adecuados.
  29. Ibrahim, Maslina Mohd; Yussup, Nolida; Lombigit, Lojius; Rahman, Nur Aira Abdul; Jaafar, Zainudin (2014). Desarrollo de un analizador multicanal que utiliza un convertidor analógico-digital de tarjeta de sonido para un sistema de espectroscopia nuclear . Conferencia Internacional de Ciencia, Tecnología e Ingeniería Nuclear 2013 (iNuSTEC2013). pp. 50– 53. doi : 10.1063/1.4866103 . 
  30. manual dcf77rx (Comandos) - receptor de balizas de tarjeta de sonido DCF77 (y HBG)
  31. Decodificador de señal horaria
  32. "Fukushima: emulador de señal horaria JJY en línea" . jjy.luxferre.top .
  33. "Preguntas frecuentes sobre USB de Microsoft" . Microsoft . Archivado del original el 9 de abril de 2008. Consultado el 3 de febrero de 2008 .
  34. Versión 1.0a del controlador de clase de audio de alta definición de la arquitectura de audio universal (UAA) disponible. Consultado el 7 de septiembre de 2017.
  • Configuración de jumpers para muchas tarjetas de sonido en Wayback Machine (archivado el 6 de mayo de 2013).
  • "Cómo funcionan las tarjetas de sonido" . Cómo funcionan las cosas . Archivado del original el 22/12/2017 . Consultado el 16/12/2017 .