LA TARJETA DE SONIDO DEL PC: AUDIO DE CALIDAD EN TUS ALTAVOCES
La tarjeta de sonido es un componente cuya función principal es reproducir música, voz, juegos y cualquier sonido generado por el PC. Tras el correspondiente procesado, se envía la señal de audio hasta los altavoces o auriculares. También se ocupa de captar la señal analógica procedente de un micrófono, procesarla y almacenarla en un archivo digital.
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A continuación encontrarás todo lo que conviene saber para comprar la mejor tarjeta de sonido para ti:
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1. Funciones de la tarjeta de sonido
2. El ADC
3. El DAC
4. El DSP
5. El mezclador
6. El buffer y la latencia
7. Canales de sonido y surround
8. Frecuencia de muestreo y profundidad de bit
9. Conectores de la tarjeta de sonido
10. Tarjetas de sonido internas y externas
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1. FUNCIONES DE LA TARJETA DE SONIDO
1.1 REPRODUCCIÓN
Cuando queremos reproducir un archivo digital existente en el disco duro (mp3 por ejemplo) el PC lo envía a la tarjeta de sonido a través de la interfaz PCIe x 1. La tarjeta procesa este archivo y lo convierte en una señal analógica, la cual se envía hasta los altavoces o auriculares para que podamos escuchar la música contenida en el archivo.
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1.2 GRABACIÓN
Las ondas sonoras captadas por el micrófono (nuestra voz generalmente) entran en la tarjeta de sonido a través del conector correspondiente. La tarjeta procesa esta señal entrante y la convierte en un archivo digital (en formato mp3, por ejemplo). Para terminar, envía el archivo al disco duro a través del puerto PCIe x 1.
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1.3 SÍNTESIS
La tarjeta de sonido dispone de una tabla de ondas o wavetable, con sonidos almacenados digitalmente. Éstos se pueden reproducir a demanda para mezclarlos y luego enviarlos a los altavoces o auriculares.
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2. EL ADC
El ADC (Analog to Digital Converter) es el encargado de convertir una señal analógica de entrada (normalmente la de un micrófono) en una señal digital.
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La calidad de sonido del archivo digitalizado dependerá de la frecuencia de muestreo y del número de bits utilizados durante el proceso de conversión de la señal. Estos conceptos se explican un poco más adelante.
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3. EL DAC
El DAC (Digital to Analog Converter) es el encargado de convertir la señal digital en una señal analógica, antes de enviarla a los altavoces o auriculares.
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Este proceso es imprescindible porque los altavoces necesitan una señal analógica para poder reproducir cualquier sonido. La calidad de la conversión también dependerá de la frecuencia de muestreo y del número de bits utilizados para codificar cada muestra, igual que ocurría en el ADC. Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo y mayor la tasa de bits, mejor se reconstruirá la señal original.
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4. EL DSP
El DSP (Digital Signal Processor) es el procesador de señal digital.
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Es un microprocesador integrado en la tarjeta de sonido que realiza cualquier tratamiento que la señal de sonido digital requiera, liberando así a la CPU del PC. Entre sus tareas figura la compresión y descompresión de archivos de audio o la mezcla de sonidos y distribución en los canales correspondientes.
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5. EL MEZCLADOR
La función principal del mezclador es recibir, combinar y redireccionar todas las entradas y salidas. El siguiente esquema te ayudará a entenderlo.
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Vemos que el mezclador es el componente de la tarjeta de sonido más próximo a los conectores de entrada y salida. Se observa que trabaja con señales analógicas y digitales.
- Recibe la señal del DAC para enviarla a los altavoces.
- Envía al ADC la señal que proviene del micrófono o de la entrada de línea.
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- Redirige a la salida adecuada las señales digitales que provienen del DSP o del sintetizador de tabla de ondas.
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6. BUFFER Y LATENCIA DE LA TARJETA DE SONIDO
6.1 EL BUFFER
El buffer es una memoria que sirve de almacenamiento temporal de datos para su procesado.
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Las tarjetas de sonido utilizan como buffer una parte de la memoria RAM del sistema ya que no tienen memoria propia como las tarjetas gráficas.
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La función del buffer es que el procesado de datos por parte del DSP de la tarjeta de sonido se realice de forma continua y sin cortes. Veamos en detalle el procesado.
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a) Cuando hacemos doble clic sobre un archivo mp3 para escuchar una canción, el sistema operativo llena el buffer de la tarjeta de sonido a través de la interfaz PCI Express x 1.
b) El DSP descomprime el archivo mp3.
c) El DSP envía al DAC el archivo descomprimido.
d) El DAC convierte el archivo en una señal a analógica para su envío a los altavoces.
e) El mezclador distribuye la señal analógica a los altavoces o donde corresponda.
Este proceso lleva un tiempo, que dependerá de la velocidad de procesado del PC, de la tarjeta de sonido y del tamaño del buffer.
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En algunas aplicaciones como la anterior, en la que simplemente se reproduce una canción en mp3, no podemos darnos cuenta de si el PC emplea mucho tiempo procesando el archivo de audio o no, ya que una vez empieza a reproducir lo hace de forma continua y sin saltos. En cambio, en otras aplicaciones (tocar un instrumento conectado al PC y escucharlo por los altavoces) un retardo excesivo es molesto. Este retardo se conoce como latencia. A continuación te explico como reducirla.
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6.2 LA LATENCIA
Una manera obvia de reducir la latencia es comprando un PC nuevo con una mayor velocidad de procesado. Otra forma más económica e inteligente es reducir el tamaño del buffer de la tarjeta de sonido. Un tamaño de buffer grande requiere de un mayor tiempo de procesado por parte del PC. Por tanto, el buffer debe configurarse lo más pequeño posible para reducir la latencia al mínimo.
Pero cuidado, si reducimos en exceso el tamaño del buffer es posible que el DSP procese todos los datos contenidos en él antes de que el sistema operativo haya añadido el siguiente bloque de datos. Esto hará que el buffer se quede vacío durante unos instantes, provocando ruidos que suenan como unos clicks, conocidos como glitches.
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Si el tamaño del buffer se reduce aún más, escucharemos mayor número de glitches e incluso interrupciones completas del sonido. En estos casos tenemos que aumentar el tamaño del buffer hasta que dejemos de escuchar estos molestos clicks.
El tamaño óptimo del buffer es el mínimo posible que no llegue a generar los molestos glitches.
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7. CANALES DE SONIDO Y SURROUND
El número de canales de sonido que una tarjeta puede manejar está relacionado con las distintas salidas eléctricas disponibles. Estas salidas se corresponden con distintas configuraciones de altavoces. Cada configuración utiliza dos dígitos separados por un punto para identificarse. El primer dígito indica el número de canales que reproducen audio completo en un altavoz único. El segundo dígito al número de subwoofers, dedicados a las frecuencias más bajas. Si quieres saber cómo funciona un altavoz, haz clic en el siguiente enlace:
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Los altavoces | El manitas del PC
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POSIBLES CONFIGURACIONES DE SONIDO
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1.0 - Sonido mono, reproducido mediante un único altavoz central y frontal.
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2.0 - Sonido estéreo, reproducido con dos altavoces frontales, uno a la izquierda y otro a la derecha.
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2.1 - Sonido 2.0 + 1 subwoofer.
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3.0 - Sonido a través de 3 altavoces frontales (izquierdo, central y derecho) o 2 altavoces frontales (izquierdo y derecho) y uno trasero.
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3.1 - Sonido 3.0 + 1 subwoofer
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4.0 - Sonido cuadrafónico, con 2 altavoces frontales (izquierda y derecha) y 2 altavoces traseros (izquierda y derecha).
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4.1 - Sonido 4.0 + 1 subwoofer
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5.1 - Sonido reproducido mediante 3 altavoces frontales y 2 traseros + 1 subwoofer central (ver imagen).
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Las configuraciones que disponen de altavoces delante y detrás del oyente se conocen como sonido envolvente o surround. La más utilizada es la distribución 5.1, estándar para el cine y la televisión (imagen anterior). Los altavoces de esta configuración se conocen de la siguiente forma:
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- Los 3 altavoces delanteros se abrevian como LCR (Left, Center, Right).
- Los 2 altavoces traseros para sonido envolvente se abrevian como LS (Left Surround) y RS (Right Surround).
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- Un subwoofer llamado LFE (Low Frequency Effects), para reproducir los efectos de las frecuencias por debajo de 120 Hz.
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El principal defecto que tiene esta configuración es que fuera de la posición ideal (Listener en la imagen) los efectos de sonido envolvente son irregulares.
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6.1 - Sonido reproducido mediante 3 altavoces frontales, 2 laterales y uno trasero + 1 subwoofer (ver imagen).
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7.1 - Sonido reproducido mediante 3 altavoces frontales, 2 laterales y 2 traseros + 1 subwoofer (ver imagen). La ubicación del subwoofer no es importante, ya que las frecuencias bajas se reparten sin problemas por toda la sala.
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7.2 - Sonido 7.1 + 1 subwoofer adicional
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8.1 - Sonido reproducido mediante 3 altavoces frontales, 2 laterales y 3 traseros + 1 subwoofer.
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9.1 - Sonido reproducido mediante 3 altavoces frontales, 2 laterales, 3 traseros y 1 en el techo + 1 subwoofer.
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8. FRECUENCIA DE MUESTREO Y PROFUNDIDAD DE BIT
Otro parámetro importante de la tarjeta de sonido es la frecuencia de muestreo y la profundidad de bit. En el link anterior tienes todo el detalle, te recomiendo que le eches un vistazo a ambos conceptos.
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Una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz y 16 bits para codificar la muestra proporciona una calidad de audio equivalente al CD o Compact Disc. Con estos valores se cubre por completo el espectro audible para los humanos que va de 20 Hz a 20 kHz.
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A pesar de esto, los fabricantes se han lanzado a fabricar tarjetas de sonido capaces de trabajar con frecuencias de muestreo muy superiores (96 kHz e incluso 192 kHz), las cuales no nos van a dar mayor calidad de sonido, ya que nuestro oído no es capaz de escuchar más allá de 20 kHz en el mejor de los casos. Estas muestras “extra” que proporcionan estas frecuencias de muestreo tan elevadas sólo son de utilidad en caso de que se edite el sonido posteriormente. De esta forma si durante la edición se pierden muestras no apreciaremos pérdida de calidad de sonido.
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Si no se van a editar archivos digitales de audio, una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz y 16 bits es suficiente. Subir por encima de estos valores solo incrementa el tamaño del archivo de forma innecesaria, ya que no aumenta la calidad del sonido a la hora de reproducirlo.
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9. CONECTORES DE LA TARJETA DE SONIDO
Los conectores de una tarjeta de sonido son uno de los aspectos que generan más confusión. Por ejemplo, el sonido envolvente 5.1 requiere varias conexiones para los 6 altavoces que permiten disfrutar del modo surround.
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Los conectores suelen tener este aspecto:
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Lo más habitual es que nuestro PC disponga únicamente de dos altavoces (configuración 2.0). Por tanto, sólo tenemos que conectar una clavija pero hay 6 entradas...¿a que no hay forma de acertar a la primera?
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Veamos que hay detrás de cada una de las entradas de una tarjeta 5.1 como la anterior, todas ellas con conector jack de 3,5 mm:
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SALIDA DE COLOR VERDE
Salida analógica para la señal estéreo principal (2 altavoces frontales o auriculares). Puede llevar
serigrafiado Line out. En esta conectaríamos nuestro par de altavoces, olvidándonos del resto de salidas.
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SALIDA DE COLOR NEGRO
Salida analógica para los altavoces traseros. Puede llevar serigrafiado Rear.
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SALIDA DE COLOR NARANJA
Salida analógica para el altavoz central y el subwoofer. Puede llevar serigrafiado C/SUB (Center/Subwoofer). También puede haber dos conectores naranjas como en la imagen anterior, uno para el subwoofer y otro para el altavoz central.
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ENTRADA DE COLOR ROSA
Entrada analógica para micrófono. Puede llevar serigrafiado Mic in.
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ENTRADA DE COLOR AZUL
Entrada de línea. Sirve para conectar fuentes de audio externas. Puede llevar serigrafiado Line in.
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SALIDA ÓPTICA
Salida óptica de audio, por donde se puede enviar la información de audio digital de todos los canales (la tarjeta no realiza la conversión de digital a analógico). Puede llevar serigrafiado TOSLINK (Toshiba Link) o S/PDIF OUT (Sony-Phillips Digital Interface OUT).
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ENTRADA ÓPTICA
Entrada óptica de audio, por donde se puede introducir en el PC audio digital desde otra fuente con la información de todos los canales. Puede llevar serigrafiado TOSLINK (Toshiba Link) o S/PDIF IN (Sony-Phillips Digital Interface IN).
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SALIDA GRIS O PLATEADA
Conector exclusivo para tarjetas 7.1. Es la salida analógica para los altavoces laterales.
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10. TARJETAS DE SONIDO INTERNAS Y EXTERNAS
La diferencia más importante entre las tarjetas internas vistas hasta ahora y las externas es su interfaz de conexión. Mientras las primeras se conectan a la placa base mediante PCIe x 1, las externas se conectan a un puerto USB, transmitiendo la información ya procesada al ordenador.
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El nivel de rendimiento es similar, pero las externas pueden ser muy útiles para conectarlas a ordenadores portátiles u otros equipos en los que no es posible la instalación de una tarjeta de sonido interna. Otra ventaja es que las conexiones suelen estar más accesibles, al poder ubicar la tarjeta externa donde más nos convenga.
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