Introdução
Antes da invenção da placa de som, um PC conseguia reproduzir um único som: um bip. Embora o computador fosse capaz de alterar a freqüência e a duração do bip, não havia como alterar o volume ou criar outros sons. Inicialmente, o bip agia como um sinal ou uma advertência. Posteriormente foram desenvolvidas músicas para os primeiros jogos de computador utilizando bips com diferentes espaçamentos e durações. Essas músicas não eram muito realísticas. Você pode ouvir uma amostra de algumas dessas trilhas sonoras em Crossfire Designs (em inglês).Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper Placa de som de um PC |
Neste artigo, você aprenderá como uma placa de som permite que um computador produza e grave sons reais em alta qualidade
Analógico x digital
Os sons e os dados do computador são fundamentalmente diferentes. Os sons são analógicos, feitos de ondas que viajam pela matéria. As pessoas escutam sons quando essas ondas fazem vibrar seus tímpanos. Computadores, no entanto, comunicam-se digitalmente utilizando impulsos elétricos que representam 0 e 1. Assim como uma placa de vídeo, a placa de som traduz a informação digital de um computador para informações analógicas do mundo exterior e vice-versa. A placa de som básica é uma placa de circuito impresso que utiliza quatro componentes para traduzir as informações analógicas e digitais :
- um conversor analógico/digital (ADC)
- um conversor digital/analógico (DAC)
- uma interface ISA ou PCI para conectar a placa de som à placa-mãe
- conexões de entrada para o microfone e de saída para os alto-falantes
Uma placa de som tem que realizar a tradução entre ondas de som e bits e bytes |
- "Active Modal Architecture" (Arquitetura Modular Ativa), que proporciona opções de som para jogos, lazer ou criação de músicas.
- Um Processador Digital de Sinais (DSP) com 51 milhões de transistores.
- Mecanismos de processamento múltiplos, cada um realiza operações específicas de som.
- Um Cristalizador de 24 bits, que compensa parte da perda de qualidade sonora natural da gravação de CD de 16 bits.
Conversores analógico/digital e digital/analógico
Imagine utilizar seu computador para gravar sua voz. Primeiro você fala em um microfone conectado à sua placa de som. O conversor analógico/digital traduz as ondas analógicas da sua voz em dados digitais que o computador possa entender. Para fazer isso, ele cria uma amostragem ou digitaliza o som medindo as ondas de maneira precisa em intervalos freqüentes.O conversor analógico/digital mede as ondas de som em intervalos freqüentes |
Se você fosse reproduzir a sua gravação pelos alto-falantes, o conversor D/A faria o processo inverso do conversor A/D. Com medições precisas e uma rápida taxa de amostragem, o sinal analógico restaurado pode ser quase idêntico à onda de som original.
Contudo, mesmo altas taxas de amostragem causam alguma redução de qualidade no som. O processo físico de transporte do som por cabos também pode causar distorção. Os fabricantes utilizam duas medidas para descrever essa redução na qualidade do som:
- distorção harmônica total (THD - Total Harmonic Distortion), expressada em percentagem
- relação sinal/ruído (SNR - Signal to Noise Ratio), medida em decibéis
Outros componentes da placa de som
Além dos componentes básicos necessários para o processamento do som, muitas placas de som possuem hardware ou conexões de entrada e saída adicionais.- Processador Digital de Sinais (DSP): assim como uma unidade de processamento gráfico (GPU), o DSP é um microprocessador especializado. Ele alivia parte do trabalho da CPU (unidade central de processamento) realizando cálculos para conversões analógicas e digitais. Os DSP podem processar simultaneamente múltiplos sons ou canais. As placas de som que não possuem esse processador utilizam a CPU para essa função.
- Memória: assim como nas placas de vídeo, uma placa de som pode utilizar sua própria memória para proporcionar um processamento de dados mais rápido.
- Conexões de entrada e saída: a maioria das placas de som possui, no mínimo, conexões para microfone e alto-falantes. Algumas delas apresentam tantas entradas e saídas que possuem uma breakout box, que normalmente é instalada em uma das baias de drive. Ela inclui as seguintes conexões:
- conexões múltiplas de alto-falantes para som 3D e som surround;
- interface digital Sony/Philips (S/PDIF), um protocolo de transferência de arquivos para dados de áudio. Esse protocolo utiliza uma conexão ótica ou coaxial para entrada ou saída da placa de som;
- interface digital para instrumentos musicais (MIDI - Musical Instrument Digital Interface), utilizada para conectar sintetizadores ou outros instrumentos eletrônicos aos computadores;
- conexões FireWire e USB, que conectam áudio digital ou gravadores de vídeo à placa de som.
Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper Uma placa de som PCI |
- Microsoft: DirectSound
- Creative: Environmental Audio Extensions (EAX) e Open AL
- Sensaura: MacroFX
- QSound Labs: QSound
Opções para controle de som
Nem todos os computadores possuem uma placa de som. Algumas placas-mãe oferecem suporte de áudio integrado. Uma placa-mãe que possui seu próprio DSP pode processar múltiplos fluxos de dados. Ela pode suportar também som 3D posicional e som Dolby surround. Apesar de todas essas características, no entanto, a maioria dos críticos acredita que placas de som avulsas oferecem melhor qualidade de som.Imagem cedida por HowStuffWorks Shopper Controlador de som externo |
- capacidade de dados dos conversores A/D e D/A, medida em bits;
- relação sinal/ruído (SNR) e distorção harmônica total (THD);
- resposta em freqüência, ou qual o volume máximo que a placa pode reproduzir sons em diferentes freqüências;
- taxa de amostragem;
- canais de saída, como som surround 5.1 ou 7.1;
- APIs suportadas;
- certificações, como a Dolby Master e a THX.
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