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 hacia y desde una computadora bajo el control de programas informáticos . El término tarjeta de sonido también se aplica a las interfaces de audio externas utilizadas para aplicaciones de audio profesionales .
Se conecta a | a través de uno de:
Entrada o salida de línea: a través de uno de: Micrófono a través de uno de:
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Fabricantes comunes | Creative Labs (y la subsidiaria E-mu Systems ) Realtek C-Media VIA Technologies ASUS M-Audio Turtle Beach |
La funcionalidad de sonido también se puede integrar en la placa base , utilizando componentes similares a los que se encuentran en las tarjetas enchufables. El sistema de sonido integrado a menudo todavía se conoce como 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 usando ese conector; anteriormente usaban una conexión S / PDIF a la placa base o tarjeta de sonido.
Los usos típicos de las tarjetas de sonido o la funcionalidad de la tarjeta de sonido incluyen proporcionar el componente de audio para aplicaciones multimedia tales como composición musical, edición de video o audio, presentación, educación y entretenimiento (juegos) y proyección de video. Las tarjetas de sonido también se utilizan para comunicaciones basadas en computadora, como voz sobre IP y teleconferencias .
Características generales
Las tarjetas de sonido utilizan un convertidor de digital a analógico (DAC), que convierte los datos de señales digitales 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 del micrófono . La entrada a través de un conector de micrófono se puede utilizar, por ejemplo, mediante aplicaciones de reconocimiento de voz o voz sobre IP . La mayoría de las tarjetas de sonido tienen un conector de entrada de línea para una entrada analógica de una fuente de sonido que tiene niveles de voltaje más altos que un micrófono. En cualquier caso, la tarjeta de sonido utiliza un convertidor de analógico a digital 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 con un mínimo de datos y tiempo de CPU.
La tarjeta puede utilizar el acceso directo a la memoria para transferir las muestras hacia y desde 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 la tarjeta de sonido es la polifonía , que se refiere a su capacidad para procesar y emitir múltiples voces o sonidos independientes simultáneamente. Estos distintos canales se ven como el número de salidas de audio, que pueden corresponder a una configuración de altavoz como 2.0 (estéreo), 2.1 (estéreo y subwoofer), 5.1 (envolvente) u otra configuración. A veces, los términos voz y canal se utilizan indistintamente para indicar el grado de polifonía, no la configuración de los altavoces de salida. Por ejemplo, muchos chips de sonido más antiguos podrían acomodar tres voces, pero solo un canal de audio de salida (es decir, una única salida mono), lo que requiere que todas las voces se mezclen juntas. Las tarjetas posteriores, como la tarjeta de sonido AdLib , tenían una polifonía de 9 voces combinada en un canal de salida mono.
Las primeras tarjetas de sonido para PC tenían múltiples voces de síntesis de FM (típicamente 9 o 16) que se usaban para música MIDI. Las capacidades completas de las tarjetas avanzadas a menudo no se utilizan por completo; solo una (mono) o dos ( estéreo ) voz (s) y canal (es) generalmente están dedicados a la reproducción de muestras de sonido digital, y la reproducción de más de una muestra de sonido digital generalmente requiere una mezcla de software a una frecuencia de muestreo fija. Las tarjetas de sonido integradas modernas de bajo costo (es decir, las integradas en las placas base), como los códecs de audio como los que cumplen con el estándar AC'97 e incluso algunas tarjetas de sonido de expansión de menor costo, aún funcionan de esta manera. Estos dispositivos pueden proporcionar más de dos canales de salida de sonido (normalmente sonido envolvente 5.1 o 7.1 ), pero generalmente no tienen una polifonía de hardware real para efectos de sonido o reproducción MIDI; estas tareas se realizan completamente en software. Esto es similar a la forma en que los softmodems económicos realizan tareas de módem en software en lugar de hardware.
En los primeros días de la síntesis de tabla de ondas , algunos fabricantes de tarjetas de sonido anunciaban la polifonía únicamente en las capacidades MIDI. En este caso, normalmente, la tarjeta solo admite dos canales de sonido digital y la especificación de polifonía solo se aplica al número de instrumentos MIDI que la tarjeta de sonido es capaz de producir a la vez.
Las tarjetas de sonido modernas pueden proporcionar capacidades de aceleración de audio más flexibles que pueden usarse para soportar niveles más altos de polifonía u otros propósitos, como la aceleración de hardware de sonido 3D, audio posicional y efectos DSP en tiempo real.
Lista de estándares de tarjetas de sonido
Nombre | Año | Profundidad de bits de audio | Frecuencia de muestreo | Tipo | Canales |
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Altavoz de la PC | 1981 | 6 bits | PWM | 1 modulación de ancho de pulso | |
PCjr [A] | 1984 | 16 configuraciones de volumen | 122 Hz hasta 125 kHz | PSG | Tono de onda cuadrada 3 ; 1 ruido blanco |
Tandy 1000 [A] | 1984 | 16 configuraciones de volumen / 6 bits | 122 Hz hasta 125 kHz | PSG | Tono de onda cuadrada 3 ; 1 ruido blanco ; 1 modulación de ancho de pulso |
MPU-401 | 1984 | MIDI | 1 entrada MIDI; 2 salidas MIDI; Sincronización DIN ; E / S de sincronización de cinta; metrónomo | ||
Covox | 1987 | 8 bits | 7 kHz (fuente de sonido de Disney) o según la velocidad de la CPU | ADPCM [2] | 1 DAC |
Improvisar | 1987 | 64 configuraciones de volumen | ≈49,716 kHz | Sintetizador de FM | Sintetizador FM de 6 voces, 5 instrumentos de percusión |
Roland MT-32 | 1987 | 16 bits | 32 kHz | Sintetizador MIDI | 8 canales melódicos; 1 canal de ritmo |
Sound Blaster | 1989 | 8 bits | 22 kHz | Sintetizador FM + DSP | 1 DAC; Sintetizador FM de 11 voces |
Lienzo de sonido Roland | 1991 | 16 bits | 32 kHz | Sintetizador MIDI | 24 voces |
Ultrasonido Gravis | 1992 | 16 bits | 44,1 kHz | Síntesis de tabla de ondas | 16 canales estéreo |
AC97 | 1997 | 20 bits | 96 kHz | PCM | 6 canales de salida independientes |
Extensiones de audio ambiental | 2001 | Procesamiento de señales digitales | 8 voces 3D simultáneas | ||
Audio de alta definición Intel | 2004 | 32 bits | 192 kHz | PCM | hasta 15 canales de salida independientes |
- ^ a b El Tandy 1000 y el PCjr usaron el mismo chip de sonido, pero el Tandy 1000 usó el pin Audio IN, mientras que el PCjr no lo hizo. Esto permitió que 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 . [3] También pueden tener símbolos de flechas, agujeros y ondas sonoras que están asociados con cada posición del gato.
Color | Pantone [3] | Función | Tipo | Conector | Símbolo | |
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Rosa | 701 C | Entrada de audio de micrófono analógico | Aporte | Miniconector de 3,5 mm | Un micrófono | |
Azul claro | 284 C | Entrada de audio de nivel de línea analógica | Aporte | Miniconector de 3,5 mm | Una flecha entrando en un círculo. | |
Lima | 577 C | Salida de audio de nivel de línea analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales o auriculares) | Producción | Miniconector de 3,5 mm | Flecha que sale de un lado de un círculo hacia una ola | |
naranja | 157 C | Salida de audio de nivel de línea analógica para altavoz de canal central y subwoofer | Producción | Miniconector de 3,5 mm | ||
Negro | Salida de audio analógica de nivel de línea para altavoces envolventes, normalmente estéreo trasero | Producción | Miniconector de 3,5 mm | |||
Plateado / Gris | 422 C | Salida de audio de nivel de línea analógica para canales laterales opcionales de sonido envolvente | Producción | Miniconector de 3,5 mm | ||
Marrón / oscuro | 4645 C | Salida de audio de nivel de línea analógica para una panorámica especial, 'Altavoz de derecha a izquierda' | Producción | Miniconector de 3,5 mm | ||
Dorado / Gris | Puerto de juegos / MIDI | Aporte | 15 clavijas D | Flecha que sale a ambos lados en ondas |
Historia de las tarjetas de sonido para la arquitectura IBM PC
Las tarjetas de sonido para computadoras IBM PC compatibles eran muy poco comunes hasta 1988. Para la mayoría de los usuarios de IBM PC, el altavoz interno de la PC era la única forma en que el software de PC temprano producía sonido y música. [4] El hardware del altavoz se limitaba típicamente a ondas cuadradas . El sonido resultante se describió generalmente como "pitidos y pitidos", lo que resultó en el apodo común de "pitido". Varias empresas, sobre todo Access Software , desarrollaron técnicas para la reproducción de sonido digital a través del altavoz de la PC, como RealSound . El audio resultante, aunque funcional, sufría una salida muy distorsionada y un volumen bajo, y por lo general requería que se detuviera el resto del procesamiento mientras se reproducían los sonidos. Otras computadoras domésticas de la década de 1980, como la Commodore 64, incluían soporte de hardware para reproducción de sonido digital o síntesis de música, lo que dejaba a la PC IBM en desventaja cuando se trataba de aplicaciones multimedia. Las primeras tarjetas de sonido para la plataforma IBM PC no se diseñaron para juegos o 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 en síntesis de voz como Digispeech DS201 , Covox Speech Thing y Street Electronics Echo .
En 1988, un panel de directores ejecutivos de juegos de computadora declaró en el Consumer Electronics Show que la capacidad de sonido limitada de la PC le impedía convertirse en la computadora doméstica líder, que necesitaba una tarjeta de sonido de 49 a 79 dólares con mejor capacidad que los productos actuales, y que una vez dicho hardware estaba ampliamente instalado, sus empresas lo admitirían. Sierra On-Line , que había sido pionera en admitir video EGA y VGA , y discos de 3-1 / 2 ", prometió ese año admitir las tarjetas de sonido AdLib, IBM Music Feature y Roland MT-32 en sus juegos. [5] A La encuesta Computer Gaming World de 1989 encontró que 18 de las 25 compañías de juegos planeaban respaldar AdLib, seis Roland y Covox, y siete Creative Music System / Game Blaster. [6]
Fabricantes de hardware
Uno de los primeros fabricantes de tarjetas de sonido para IBM PC fue AdLib, [4] que produjo una tarjeta basada en el chip de sonido Yamaha YM3812 , también conocido como OPL2. El AdLib tenía dos modos: un modo de 9 voces en el que cada voz podía programarse completamente y un modo de "percusión" de uso menos frecuente con 3 voces regulares que producían 5 voces independientes de solo percusión para un total de 11. [b]
Creative Labs también comercializó una tarjeta de sonido casi al mismo tiempo llamada Creative Music System (C / MS). 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 lo que tendrían doce altavoces de PC simultáneos, excepto porque cada canal tenía control de amplitud, y no se vendió bien, incluso después de que Creative le cambió el nombre a Game Blaster un año después y lo comercializó a través de RadioShack en los EE. UU. El Game Blaster se vendió al por menor por menos de $ 100 y era compatible con muchos juegos populares, como Silpheed .
Un gran cambio en el mercado de tarjetas de sonido compatibles con IBM PC ocurrió cuando Creative Labs presentó la tarjeta Sound Blaster . [4] Recomendado por Microsoft a los desarrolladores que crean software basado en el estándar Multimedia PC , [7] Sound Blaster clonó AdLib y agregó un coprocesador de sonido [c] para la grabación y reproducción de audio digital. La tarjeta también incluía un puerto de juego para agregar un joystick y la capacidad de interactuar con el equipo MIDI utilizando el puerto de juego y un cable especial. Con compatibilidad con AdLib y más funciones a casi el mismo precio, la mayoría de los compradores eligieron Sound Blaster. Finalmente vendió más que AdLib y dominó el mercado.
Roland también fabricó tarjetas de sonido a finales de la década de 1980, como MT-32 [4] y LAPC-I . Las tarjetas Roland se vendieron por cientos de dólares. Muchos juegos tenían música escrita para sus cartas, como Silpheed y Police Quest II. Las tarjetas a menudo eran pobres en efectos de sonido como risas, pero para la música fueron, con mucho, las mejores tarjetas de sonido disponibles hasta mediados de los noventa. Algunas tarjetas Roland, como la SCC, y las versiones posteriores de la MT-32 se hicieron para ser menos costosas.
En 1992, un proveedor de tarjetas de sonido anunció que su producto era "¡Compatible con Sound Blaster, AdLib, Disney Sound Source y Covox Speech Thing!" [8] Respondiendo a los lectores que se quejan de un artículo sobre tarjetas de sonido que menciona desfavorablemente el Ultrasonido Gravis , Computer Gaming World declaró en enero de 1994 que, "El estándar de facto en el mundo de los juegos es la compatibilidad con Sound Blaster ... Hubiera sido injusto haber recomendado algo más ". [9] La revista de ese año declaró que Wing Commander II era "probablemente el juego responsable" de convertirlo en la carta estándar. [10] La línea de tarjetas Sound Blaster, junto con las primeras unidades de CD-ROM económicas y la tecnología de video en evolución, marcó el comienzo de una nueva era de aplicaciones informáticas multimedia que podían reproducir audio de CD, agregar diálogos grabados a videojuegos o incluso reproducir video de movimiento completo (aunque en los primeros días con resoluciones y calidad mucho más bajas). La decisión generalizada para apoyar el diseño de Sound Blaster en multimedia y títulos de entretenimiento significó que las tarjetas de sonido futuro como Media Vision 's Pro Audio Spectrum y el Gravis Ultrasound tenían que ser Sound Blaster compatible si fueran a vender bien. Hasta principios de la década de 2000, cuando el estándar de audio AC'97 se generalizó y eventualmente usurpó SoundBlaster como estándar debido a su bajo costo e integración en muchas placas base, la compatibilidad con Sound Blaster era un estándar que muchas otras tarjetas de sonido admitían para mantener la compatibilidad con muchos juegos y aplicaciones lanzados.
Adopción de la industria
Cuando la compañía de juegos Sierra On-Line optó por admitir hardware musical adicional además del hardware integrado, como el altavoz de la PC y las capacidades de sonido integradas de IBM PCjr y Tandy 1000 , ¿qué se podría hacer con el sonido y la música encendidos? el IBM PC cambió drásticamente. Dos de las empresas con las que se asoció Sierra fueron Roland y AdLib, que optaron por producir música en el juego para King's Quest 4 que admitiera MT-32 y AdLib Music Synthesizer. El MT-32 tenía una calidad de salida superior, debido en parte a su método de síntesis de sonido, así como a la reverberación incorporada. Dado que era el sintetizador más sofisticado que admitían, Sierra eligió utilizar la mayoría de las características personalizadas del MT-32 y los parches de instrumentos no convencionales, produciendo efectos de sonido de fondo (p. Ej., Pájaros chirriantes, cascos de caballos, etc.) antes de que Sound Blaster trajera tecnología digital reproducción de audio en la PC. Muchas compañías de juegos también admitieron el MT-32, pero admitieron la tarjeta Adlib como alternativa debido a la base de mercado más alta de este último. La adopción del MT-32 abrió el camino para la creación de los estándares MPU-401 , Roland Sound Canvas y General MIDI como el medio más común para reproducir música en el juego hasta mediados de la década de 1990.
Evolución de la función
Las primeras tarjetas de sonido de bus ISA eran semidúplex , lo que significa que no podían grabar y reproducir sonido digitalizado simultáneamente. Más tarde, las tarjetas ISA como la serie SoundBlaster AWE y los clones Plug-and-play Soundblaster admitían la grabación y reproducción simultáneas, pero a costa de utilizar dos canales IRQ y DMA en lugar de uno. Las tarjetas de bus PCI convencionales generalmente no tienen estas limitaciones y son en su mayoría 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 últimas soluciones). En el camino, 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 OPL de Yamaha , que utilizan síntesis FM . Algunas tarjetas de gama alta introdujeron su propia RAM y procesador para muestras de sonido e instrumentos MIDI definibles por el usuario, así como para descargar el procesamiento de audio de la CPU.
Durante años, las tarjetas de sonido tenían solo uno o dos canales de sonido digital (más notablemente la serie Sound Blaster y sus compatibles) con la excepción de la familia de tarjetas E-MU , Gravis GF-1 y AMD Interwave, que tenían soporte de hardware para hasta 32 canales independientes de audio digital. Los primeros juegos y jugadores MOD que necesitaban más canales de los que podía admitir una tarjeta tenían que recurrir a mezclar varios canales en el software. Incluso hoy en día, la tendencia sigue siendo mezclar múltiples flujos de sonido en el software, excepto en productos destinados específicamente a jugadores o músicos profesionales, con una diferencia sensible en el precio de los productos "basados en software". Además, en la era temprana de la síntesis basada en muestras de ' tabla de ondas ' , las compañías de tarjetas de sonido a veces también se jactaban de las capacidades de polifonía de la tarjeta en términos de síntesis MIDI. En este caso, la polifonía se refiere únicamente al recuento de notas MIDI que la tarjeta es capaz de sintetizar simultáneamente en un momento dado y no al recuento de flujos de audio digital que la tarjeta es capaz de manejar.
Paralizante de características
La mayoría de las tarjetas de sonido nuevas ya no tienen el dispositivo de bucle de retorno de audio comúnmente llamado "Stereo Mix" / "Wave out mix" / "Mono Mix" / "What U Hear" que alguna vez fue muy frecuente y que permite a los usuarios grabar digitalmente la salida del altavoz al entrada de micrófono.
Lenovo y otros fabricantes no implementan la función del conjunto de chips en el hardware, mientras que otros fabricantes inhabilitan el controlador para que no la admita. En algunos casos, el loopback se puede restablecer con actualizaciones de controladores (como en el caso de algunas computadoras Dell [11] ); como alternativa, se puede comprar software ( Total Recorder o Virtual Audio Cable ) para habilitar la funcionalidad. Según Microsoft, la funcionalidad estaba oculta de forma predeterminada en Windows Vista (para reducir la confusión del usuario), pero aún está disponible, siempre que los controladores de la tarjeta de sonido subyacente y el hardware lo admitan. [12] En última instancia, el usuario puede conectar la salida de línea directamente a la entrada de línea ( orificio analógico ).
En las computadoras portátiles, los fabricantes han pasado gradualmente de proporcionar 3 enchufes separados con conectores TRS, generalmente para entrada de línea, salida de línea / salida de auriculares y entrada de micrófono a un solo conector combinado con conector TRRS que combina entrada de micrófono y salida de línea.
Salidas
También ha aumentado el número de canales de sonido físicos. Las primeras soluciones de tarjetas de sonido fueron mono. El sonido estéreo se introdujo a principios de la década de 1980 y el sonido cuadrafónico llegó en 1989. A esto le siguió el audio de 5.1 canales. Las últimas tarjetas de sonido admiten hasta 8 canales de audio físicos en la configuración de altavoces 7.1 . [13]
Algunas de las primeras tarjetas de sonido tenían suficiente potencia para activar altavoces sin alimentación directamente, 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 manejar adecuadamente los auriculares. [ cita requerida ]
Tarjetas de sonido profesionales (interfaces de audio)
Las tarjetas de sonido profesionales son tarjetas de sonido especiales optimizadas para la grabación y reproducción de sonido multicanal de baja latencia, incluida la fidelidad de nivel de estudio. Sus controladores suelen seguir el protocolo Audio Stream Input / Output para su uso con software de música e ingeniería de sonido profesional, aunque los controladores ASIO también están disponibles para una variedad de tarjetas de sonido de consumo.
Las tarjetas de sonido profesionales se describen generalmente como "interfaces de audio" y, a veces, tienen la forma de unidades externas de montaje en bastidor que utilizan USB , FireWire o una interfaz óptica para ofrecer velocidades de datos suficientes. El énfasis en estos productos está, en general, en múltiples conectores de entrada y salida, soporte de hardware directo para múltiples canales de sonido de entrada y salida, así como frecuencias de muestreo y fidelidad más altas en comparación con la tarjeta de sonido de consumo habitual. A ese respecto, su función y finalidad prevista es más similar a una grabadora de datos multicanal especializada y a un mezclador y procesador de audio en tiempo real, funciones que solo son posibles en un grado limitado con las típicas tarjetas de sonido de consumo.
Por otro lado, ciertas características de las tarjetas de sonido de consumo como el soporte para extensiones de audio ambiental (EAX), la optimización para la aceleración de hardware en videojuegos o los efectos ambientales en tiempo real son secundarios, inexistentes o incluso indeseables en tarjetas de sonido profesionales, y como estas interfaces de audio no se recomiendan para el usuario doméstico típico.
La tarjeta de sonido típica "de nivel de consumidor" está diseñada para propósitos genéricos en el hogar, la oficina y el entretenimiento, con énfasis en la reproducción y el uso casual, en lugar de satisfacer las necesidades de los profesionales del audio. En respuesta a esto, Steinberg (los creadores del software de secuenciación y grabación de audio, Cubase y Nuendo ) desarrollaron un protocolo que especificaba el manejo de múltiples entradas y salidas de audio.
En general, las tarjetas de sonido de consumo imponen varias restricciones e inconvenientes que serían inaceptables para un profesional del audio. Uno de los propósitos de una tarjeta de sonido moderna es proporcionar un convertidor analógico a digital ( convertidor ADC, AD) y un convertidor digital a analógico ( convertidor DAC, DA). Sin embargo, en aplicaciones profesionales, generalmente existe la necesidad de capacidades mejoradas de conversión de grabación (analógica a digital).
Una de las limitaciones de las tarjetas de sonido de consumo es su latencia de muestreo comparativamente grande; este es el tiempo que tarda AD Converter en completar la conversión de una muestra de sonido y transferirla a la memoria principal de la computadora.
Las tarjetas de sonido de consumo también están limitadas en las tasas de muestreo efectivas y las profundidades de bits que realmente pueden administrar (compare el sonido analógico con el digital ) y tienen un número menor de canales de entrada menos flexibles: el uso de grabación de estudio profesional generalmente requiere más que los dos canales que las tarjetas de sonido de consumo proporcionan conectores más accesibles, a diferencia de la mezcla variable de conectores internos, y en ocasiones virtuales, y externos que se encuentran en las tarjetas de sonido de nivel de consumidor.
Dispositivos de sonido distintos a las tarjetas de expansión
Hardware de sonido integrado en placas base de PC
En 1984, el primer IBM PCjr tenía un chip de síntesis de sonido rudimentario de 3 voces (el SN76489 ) que era capaz de generar tres tonos de onda cuadrada con amplitud variable y un canal de pseudo ruido blanco que podía generar sonidos de percusión primitivos. El Tandy 1000, inicialmente un clon del PCjr, duplicó esta funcionalidad, y los modelos Tandy TL / SL / RL agregaron capacidades de grabación y reproducción de sonido digital. Muchos juegos durante la década de 1980 que admitían el estándar de video PCjr (descrito como " compatible con Tandy ", "gráficos Tandy" o "TGA") también admitían audio PCjr / Tandy 1000.
A fines de la década de 1990, muchos fabricantes de computadoras comenzaron a reemplazar las tarjetas de sonido enchufables con un chip " códec " (en realidad, un convertidor AD / DA de audio combinado ) integrado en la placa base . Muchos de ellos utilizaron la especificación AC'97 de Intel . Otros utilizaron tarjetas accesorias de ranura ACR de bajo costo .
Desde alrededor de 2001, muchas placas base incorporaron tarjetas de sonido "reales" integradas (sin códec), generalmente en forma de un chipset personalizado que proporciona algo parecido a la compatibilidad total con Sound Blaster , proporcionando un sonido de calidad relativamente alta.
Sin embargo, estas características se eliminaron cuando AC'97 fue reemplazado por el estándar de audio HD de Intel , que se lanzó en 2004, especificó nuevamente el uso de un chip de códec y poco a poco ganó aceptación. A partir de 2011, la mayoría de las placas base han vuelto a utilizar un chip de códec, aunque compatible con HD Audio, y el requisito de compatibilidad con Sound Blaster ha quedado relegado a la historia.
Sonido integrado en otras plataformas
Varios ordenadores compatibles no IBM PC, como primeros ordenadores domésticos como el Commodore 64 (1982) y Amiga (1985), NEC 's PC-88 y PC-98 , Fujitsu ' s FM-7 y FM pueblos , el MSX , [14] El Macintosh de Apple y las estaciones de trabajo de fabricantes como Sun han tenido sus propios dispositivos de sonido integrados en la placa base. En algunos casos, sobre todo en los de las ciudades Macintosh, Amiga, C64, PC-98, MSX, FM-7 y FM, proporcionan capacidades muy avanzadas (en el momento de la fabricación), en otros son solo mínimas capacidades. Algunas de estas plataformas también han tenido tarjetas de sonido diseñadas para sus arquitecturas de bus que no se pueden usar en una PC estándar.
Varias plataformas informáticas japonesas, incluidas PC-88, PC-98, MSX y FM-7, presentaban sonido de síntesis FM integrado de Yamaha a mediados de la década de 1980. En 1989, la plataforma informática de FM Towns presentaba un sonido basado en muestras PCM integrado y admitía el formato de CD-ROM . [14]
El chip de sonido personalizado en Amiga , llamado Paula, tenía cuatro canales de sonido digital (2 para el altavoz izquierdo y 2 para el derecho) con resolución de 8 bits (aunque con parches, 14/15 bits se podía lograr a costa de una alta CPU uso) para cada canal y un control de volumen de 6 bits por canal. La reproducción de sonido en Amiga se realizó leyendo directamente desde el chip-RAM sin usar la CPU principal.
La mayoría de los juegos de arcade tienen chips de sonido integrados, el más popular es el chip OPL de Yamaha para BGM junto con una variedad de DAC para efectos de sonido y audio muestreados.
Tarjetas de sonido en otras plataformas
Tarjeta de sonido Melodik con el chip AY-3-8912 para Didaktik
ZX Spectrum con caja de sonido Fuller
Tarjeta Turbo Sound fabricada por NedoPC, revisión A
La primera tarjeta de sonido conocida utilizada por las computadoras fue la Gooch Synthetic Woodwind , un dispositivo de música para terminales PLATO , y es ampliamente aclamada como la precursora de las tarjetas de sonido y MIDI. Fue inventado en 1972.
Algunas de las primeras máquinas recreativas utilizaban tarjetas de sonido para lograr la reproducción de formas de onda de audio complejas y música digital, a pesar de que ya estaban equipadas con audio integrado. Un ejemplo de una tarjeta de sonido utilizada en máquinas recreativas es la tarjeta Digital Compression System , utilizada en juegos de Midway . Por ejemplo, Mortal Kombat II en el hardware de Midway T Unit. El hardware T-Unit ya tiene un chip OPL YM2151 integrado junto con un DAC OKI 6295, pero dicho juego usa una tarjeta DCS agregada en su lugar. [15] La tarjeta también se utiliza en la versión arcade de Midway y Aerosmith 's Revolution X para recorrer la reproducción compleja BGM y el habla (Revolución X utiliza canciones totalmente muestreados de disco de la banda que forma transparente doblada a una característica impresionante en el momento del juego fue lanzado).
Las computadoras MSX , aunque están equipadas con capacidades de sonido integradas, también se basaron en tarjetas de sonido para producir audio de mejor calidad. La tarjeta, conocida como Moonsound , utiliza un chip de sonido Yamaha OPL4 . Antes de Moonsound, también había tarjetas de sonido llamadas MSX Music y MSX Audio , que utilizan conjuntos de chips OPL2 y OPL3 , para el sistema.
La serie de computadoras Apple II , que no tenía capacidades de sonido más allá de un pitido hasta el IIGS , podía usar tarjetas de sonido enchufables de una variedad de fabricantes . El primero, en 1978, fue el Apple Music Synthesizer de ALF , con 3 voces; se pueden utilizar dos o tres tarjetas para crear 6 o 9 voces en estéreo. Más tarde, ALF creó Apple Music II , un modelo de 9 voces. Sin embargo, la tarjeta con más soporte fue el Mockingboard . Sweet Micro Systems vendió el Mockingboard en varios modelos. Los primeros modelos de Mockingboard variaban desde 3 voces en mono, mientras que algunos diseños posteriores tenían 6 voces en estéreo. Algún software admitía el uso de dos tarjetas Mockingboard, que permitían música y sonido de 12 voces. Applied Engineering hizo un clon de una sola tarjeta de 12 voces del Mockingboard llamado Phasor . A finales de 2005, una empresa llamada ReactiveMicro.com produjo un clon de 6 voces llamado Mockingboard v1 y también tenía planes de clonar el Phasor y producir una tarjeta híbrida seleccionable por el usuario entre los modos Mockingboard y Phasor además de admitir tanto el SC-01 como el SC- 02 sintetizadores de voz [ cita requerida ] .
El Sinclair ZX Spectrum que inicialmente solo tenía un beeper tenía algunas tarjetas de sonido hechas para él. Un ejemplo es el TurboSound. [16] Otros ejemplos son Fuller Box, [17] [18] Melodik para Didaktik Gamma, AY-Magic et.c. El Zon X-81 para el ZX81 [19] [20] también se pudo utilizar en el ZX Spectrum mediante un adaptador.
Dispositivos de sonido externos
Dispositivos como Covox Speech Thing se pueden conectar al puerto paralelo de una PC IBM y alimentar datos de muestra PCM de 6 u 8 bits para producir audio. Además, muchos tipos de tarjetas de sonido profesionales (interfaces de audio) tienen la forma de una unidad FireWire o USB externa, generalmente por conveniencia y mayor fidelidad.
Las tarjetas de sonido que utilizaban la interfaz Cardbus PCMCIA estaban disponibles antes de que las computadoras portátiles y las computadoras portátiles tuvieran sonido a bordo de manera rutinaria. El audio Cardbus aún se puede usar si la calidad del sonido integrado es deficiente. Cuando las interfaces Cardbus fueron reemplazadas por Expresscard en computadoras desde aproximadamente 2005, los fabricantes siguieron. La mayoría de estas unidades están diseñadas para DJs móviles , proporcionando salidas separadas para permitir tanto la reproducción como la monitorización desde un sistema, sin embargo, algunas también se dirigen a jugadores móviles, proporcionando sonido de alta gama a portátiles para juegos que suelen estar bien equipados cuando se trata de gráficos y potencia de procesamiento, pero tienden a tener códecs de audio que no son mejores que los que se encuentran en las computadoras portátiles normales.
Tarjetas de sonido USB
Las "tarjetas" de sonido USB son dispositivos externos que se conectan a la computadora a través de USB . A menudo se utilizan en estudios y en el escenario por músicos electrónicos, incluidos artistas de PA en vivo y DJ . Los DJ que utilizan software de DJ suelen utilizar tarjetas de sonido integradas en controladores de DJ o tarjetas de sonido de DJ especializadas. Las tarjetas de sonido de DJ a veces tienen entradas con preamplificadores phono para permitir que los tocadiscos se conecten a la computadora para controlar la reproducción del software de archivos de música con vinilo de código de tiempo .
La especificación USB define una interfaz estándar, la clase de dispositivo de audio USB, que permite que un solo controlador funcione con las diversas interfaces y dispositivos de sonido USB del mercado. Mac OS X, Windows y Linux admiten este estándar. Sin embargo, muchas tarjetas de sonido USB no cumplen con el estándar y requieren controladores propietarios del fabricante.
Incluso las tarjetas que cumplen con la especificación USB 1.1 más antigua y lenta son capaces de producir un sonido de alta calidad con un número limitado de canales o una frecuencia de muestreo o profundidad de bits limitada, pero USB 2.0 o posterior es más capaz.
Una interfaz de audio USB también puede describir un dispositivo que permite conectar una computadora que tiene una tarjeta de sonido, pero que carece de una toma de audio estándar, a un dispositivo externo que requiere dicha toma, a través de su toma USB.
Usos
La función principal de una tarjeta de sonido es reproducir audio, generalmente música, con diferentes formatos (monofónico, estereofónico, varias configuraciones de múltiples altavoces) y grados de control. La fuente puede ser un CD o DVD, un archivo, audio transmitido o cualquier fuente externa conectada a una entrada de tarjeta de sonido.
Es posible que se grabe audio. A veces, el hardware y los controladores de la tarjeta de sonido no admiten la grabación de una fuente que se está reproduciendo.
También se puede utilizar una tarjeta, junto con el software, para generar formas de onda arbitrarias, actuando como un generador de funciones de audiofrecuencia . Hay software comercial y gratuito disponible para este propósito; [21] también existen servicios en línea que generan archivos de audio para cualquier forma de onda deseada, reproducibles a través de una tarjeta de sonido.
Se puede usar una tarjeta, nuevamente junto con software gratuito o comercial, para analizar formas de onda de entrada. Por ejemplo, un oscilador de onda sinusoidal de muy baja distorsión se puede utilizar como entrada al equipo bajo prueba; la salida se envía a la entrada de línea de una tarjeta de sonido y se ejecuta a través del software de transformación de Fourier para encontrar la amplitud de cada armónico de la distorsión agregada. [22] Alternativamente, se puede usar una fuente de señal menos pura, con circuitos para restar la entrada de la salida, atenuada y con corrección de fase; el resultado es solo distorsión y ruido, que pueden analizarse.
Existen programas que permiten utilizar una tarjeta de sonido como osciloscopio de audiofrecuencia.
Para todos los propósitos de medición, se debe elegir una tarjeta de sonido con buenas propiedades de audio. Él mismo debe contribuir con la menor distorsión y ruido posible, y se debe prestar atención al ancho de banda y al muestreo. Una tarjeta de sonido integrada típica, la Realtek ALC887, según su hoja de datos tiene una distorsión de unos 80 dB por debajo de la fundamental; las tarjetas están disponibles con una distorsión mejor que −100 dB.
Las tarjetas de sonido con una frecuencia de muestreo de 192 kHz se pueden utilizar para sincronizar el reloj de la computadora con un transmisor de señal horaria que trabaja en frecuencias por debajo de 96 kHz como DCF 77 con un software especial y una bobina en la entrada de la tarjeta de sonido, funcionando como antena [2] [ enlace muerto permanente ] , [3] .
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 maneja las conexiones de datos entre el hardware físico y el sistema operativo. Algunos sistemas operativos incluyen 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 DOS para IBM PC a menudo tenían que usar bibliotecas de controladores de middleware universales (como el sistema operativo de sonido HMI , las bibliotecas de interfaz de audio Miles (AIL), el sistema de sonido Miles, etc.) que tenían controladores para la mayoría de las tarjetas de sonido comunes, desde DOS en sí mismo no tenía un concepto real de una tarjeta de sonido. Algunos fabricantes de tarjetas proporcionaron controladores basados en TSR de middleware (a veces ineficaces) para sus productos. A menudo, el controlador es un emulador de Sound Blaster y AdLib diseñado para permitir que sus productos emulen un Sound Blaster y AdLib, y para permitir que los juegos que solo pueden usar SoundBlaster o AdLib funcionen con la tarjeta. Finalmente, algunos programas simplemente tenían el código fuente del controlador / middleware incorporado en el propio programa para las tarjetas de sonido que eran compatibles.
- Microsoft Windows usa controladores generalmente escritos por los fabricantes de tarjetas de sonido. Muchos fabricantes de dispositivos proporcionan los controladores en sus propios discos o en Microsoft para incluirlos en el disco de instalación de Windows. A veces, los proveedores individuales también proporcionan los controladores para su descarga e instalación. Es probable que las correcciones de errores y otras mejoras estén disponibles más rápidamente mediante la descarga, ya que los CD no se pueden actualizar con tanta frecuencia como un sitio web o FTP. El soporte de clase de dispositivo de audio USB está presente desde Windows 98 SE en adelante. [23] Desde la iniciativa Universal Audio Architecture (UAA) de Microsoft, que admite los estándares de clase de dispositivo de audio HD, FireWire y USB , se puede utilizar un controlador de clase universal de Microsoft. El controlador se incluye con Windows Vista . Para Windows XP , Windows 2000 o Windows Server 2003 , el controlador se puede obtener comunicándose con el soporte de Microsoft. [24] Casi todos los controladores proporcionados por el fabricante para dichos dispositivos también incluyen este controlador de clase.
- Varias versiones de UNIX utilizan el Open Sound System (OSS) portátil . Los controladores rara vez son producidos por el fabricante de la tarjeta.
- La mayoría de las distribuciones de Linux actuales utilizan la Arquitectura de sonido avanzada de Linux (ALSA). Hasta el kernel 2.4 de Linux , OSS era la arquitectura de sonido estándar para Linux, aunque ALSA se puede descargar, compilar e instalar por separado para kernels 2.2 o superior. Pero desde el kernel 2.5 en adelante, ALSA se integró en el kernel y los controladores nativos de OSS quedaron obsoletos. Sin embargo, la compatibilidad con versiones anteriores del software basado en OSS se mantiene mediante el uso de la API de compatibilidad ALSA-OSS y los módulos del kernel de emulación de OSS.
- La compatibilidad con Mockingboard en el Apple II generalmente se incorpora a los programas en sí, ya que muchos programas para el Apple II arrancan directamente desde el disco. Sin embargo, un TSR se envía en un disco que agrega instrucciones a Apple Basic para que los usuarios puedan crear programas que usen la tarjeta, siempre que el TSR se cargue primero.
Lista de fabricantes de tarjetas de sonido
- APUNTAR
- Asus
- Tecnología informática avanzada de Gravis (extinta)
- AdLib (desaparecido)
- Semiconductor Aureal (desaparecido)
- Auzentech (desaparecido)
- Laboratorios Aztech
- Computadora de tecnología de comportamiento
- Behringer
- C-Media
- Tecnología creativa
- Conexant
- E-mu Systems (comprado por Creative)
- Ensoniq (comprado por Creative)
- ESI
- Focusrite
- HT Omega
- Lince
- Electrónica de audio digital MARIAN
- M-Audio
- Onkyo
- PreSonus
- Prisma
- Semiconductor Realtek
- RME
- Roland Corporation
- Trident Microsystems (desaparecido)
- Sistemas de Turtle Beach
- VIA Technologies
- Corporación Yamaha
- Zoltrix (fabricante de clones de AdLib)
Ver también
- Altoparlante
- Caja de altavoz
- Dispositivos analógicos
- Chip de sonido
- EAX
- ASIO
- Procesamiento de señales de audio
- Unidad de efectos de guitarra
- Efecto de sonido
- Bibliotecas de audio (categorías)
- Códec
- Tecnología de estudio virtual (VST)
- Herramienta de creación de audio multiplataforma (XACT)
- Sonido directo
- DirectMusic
- OpenAL
- Generador de sonido programable
- Estéreo
- Dolby Digital
- Dolby Digital EX
- Lógica S
- SNR
- Textura (música)
- Compresión de audio (datos)
- Guía de diseño del sistema de PC
Notas
- ^ Si la cantidad y el tamaño de los conectores es demasiado grande para el espacio en la placa posterior, los conectores estarán fuera de la placa, por lo general utilizando una caja de conexiones, una placa posterior auxiliar o un panel montado en la parte delantera.
- ^ El modo de percusión fue considerado inflexible por la mayoría de los desarrolladores; fue utilizado principalmente por el propio software de composición de AdLib.
- ^ Probablemente se trataba de unmicrocontrolador Intel reetiquetado por Creative.
Referencias
- ^ YAC512 (PDF) , Yamaha, archivado desde el original (PDF) el 13 de octubre de 2013
- ^ https://multimedia.cx/eggs/covox-adpcm/
- ^ a b Guía de diseño del sistema PC 99 , archivada el 27 de diciembre de 2008 en Wayback Machine , Intel Corporation y Microsoft Corporation, 14 de julio de 1999. Capítulo 3: Requisitos básicos de PC 99 (Guía de diseño del sistema PC 99 (archivo .exe autoextraíble ) Requisito 3.18.3:.. sistemas de uso de un esquema de codificación por colores para los conectores y los puertos Accessed 11/26/2012
- ^ a b c d Latimer, Joey. "¡El sonido de la PC se vuelve serio!" (PDF) . ¡Calcular! . Archivado desde el original (PDF) el 6 de septiembre de 2014.
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- ^ "La informática nunca sonará igual" . Computer Gaming World (publicidad). Julio de 1992. p. 90 . Consultado el 3 de julio de 2014 .
- ^ "Filosofía del sonido" . Cartas del Paraíso. Mundo de los juegos de ordenador . Enero de 1994. págs. 120, 122.
- ^ Brooks, M. Evan (mayo de 1994). "¡Nunca confíes en un Flingschnogger gazfluviano!" . Mundo de los juegos de ordenador . págs. 42–58.
- ^ [1] Archivado el 20 de mayo de 2013 en Wayback Machine. La instalación de un controlador LG en muchos Dell con chip Sigmatel 92xx, incluido el Inspiron 6400 y otros modelos, puede agregar soporte para mezcla estéreo. La referencia data de 2007 y cubre Windows XP y Vista.
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- ^ Sistema 16 - Hardware de la unidad Midway T
- ^ VeleSoft
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- ^ Discusión detallada de la medición de la distorsión con tarjetas de sonido , incluidas las tarjetas y el software adecuados
- ^ "Preguntas frecuentes sobre USB de Microsoft" . Archivado desde el original el 9 de abril de 2008 . Consultado el 3 de febrero de 2008 .
- ^ Versión 1.0a del controlador de clase de audio de alta definición de Universal Audio Architecture (UAA) disponible. Consultado el 7 de septiembre de 2017.
enlaces externos
- Configuración de puentes para muchas tarjetas de sonido
- Historia del hardware de sonido de PC
- "Tarjetas de sonido" . Museo de Tarjetas de Sonido . Archivado desde el original el 3 de marzo de 2007 . Consultado el 3 de marzo de 2007 .
- "Cómo funcionan las tarjetas de sonido" . Cómo funcionan las cosas . Archivado desde el original el 22 de diciembre de 2017 . Consultado el 16 de diciembre de 2017 .