Capítulo 6:

 Multimedia: placas de sonido II

d. Esquema en bloques de una Placa de Sonido

En la actualidad las Placas de Sonidos son interfases de propósito múltiple. Esto significa que además de contener los componentes propios de la Reproducción, Grabación y Síntesis del sonido, ofrecen también otras interfases incluidas en la misma placa:

1). Interfase de Sonido (Sound Board)

Amplificador: Se trata de un chip encargado de amplificar la señal de audio entregada a los SPEAKERS o parlantes externos. Generalmente ofrecen una potencia de 4 Watt (con speakers de 4 ohms).

Mezclador: Es un chip encargado de ajustar y mezclar los sonidos provenientes de las diversas fuentes posibles de manera que se combinen en un único sonido final.

DAC/ADC ( conversor analógico/digital o digital/ analógico ): Es también conocido con el nombre de CODEC . Realiza la conversión analógico-digital en la grabación de audio digital (o digitalización) y la conversión digital-analógica en la reproducción de sonido digital. Tiene capacidad de muestrear audio en 8 y 16 bit en frecuencias de hasta 44Khz, tanto en modo mono como en estéreo. Además realiza un filtrado dinámico para eliminar "ruido".

Sintetizador: Es un chip encargado de la Síntesis de los sonidos de instrumentos musicales. Existen dos métodos con los que puede trabajar un sintetizador:

FM (Modulation de Frecuencia) y Wavetable (Tabla de Ondas).

a). FM: Su funcionamiento consiste en producir y mezclar diversas señales analógicas (llamadas "operadores") para lograr una aproximación a la onda sonora de los instrumentos musicales reales. El sonido que se consigue con este método no es de una calidad aceptable para un músico profesional pero si para aplicaciones multimedia (juegos y aplicaciones generales).

b). Wavetable: Este método incorpora en la tarjeta una memoria ROM en la que se almacena una tabla de ondas (16bit y 44Khz) de sonidos digitalizados correspondientes a instrumentos reales. Este sistema ofrece sonidos muy reales y de calidad excelente. Se necesita también una cierta cantidad de memoria RAM para almacenar las muestras de los sonidos que están siendo utilizados ya que en la memoria ROM se encuentran comprimidos. Si la placa de sonido no incluye un sintetizador wavetable trae un conector de 26 pines para conectarse con una "daugther board" o placa de actualización, que sí lo posee.

ASP (Advanced Signal Processor): Es un procesador programable de señal digital.

Generalmente se utiliza para crear efectos de sonido como CHORUS,  REVERBERANCIA, DELAY, etc.

DSP (Digital Signal Processor): Los chip DSP son procesadores liberan al microprocesador principal de sistema de realizar tareas concernientes a grabación y reproducción de audio como así también compresión y descompresión de archivos de sonido.

Chip de Interfase con el BUS: Toda comunicación de la placa de sonido con el sistema se realiza a traves de este chip. Se encarga, además, de los parámetros de configuración "física" de la placa, como I/O Address, IRQ y DMA.

2). Interfase MIDI: Esta interfase sirve para conectar instrumentos musicales (también de tipo Midi) a la PC. Básicamente funciona como un puerto serie, es decir con tres líneas básicas: Transmisión, Recepción y Masa. Al conectar un instrumento a esta interfase se está "linkeando" con él mediante un protocolo especial llamado MIDI (Musical Interface Digital Instruments). Esta sistema fue diseñado en 1980 por un consorcio de empresas fabricantes de sintetizadores (Yamaha, Roland, Kawai, Korg, etc) y el nombre original de esta interfase es MPU401.

3). Interfase ATAPI: Se trata de una interfase estándard de norma ATAPI (compatible con IDE) para la conexión de unidades de CD-ROM. Esta puede ser seteada como Primaria (I/O = 1F0h e IRQ = 14) o Secundaria (I/O = 170h e IRQ = 15).

4). Interfase de Juegos (Game Port): Las placas de sonido incluyen siempre una interfase de Joystick (que controla 2 palancas de juegos gracias a un adaptador de conexión). Es importante recordar que en el sistema sólo puede existir una sola interfase de juegos.

El conector DB15-H (de dos hileras) para la conexión de 2 joystick, comparte 3 pines (Tx MIDI, Rx MIDI y Ground) con el conector MIDI . Existe un adaptador especial para conectar al DB15-H que provee de 2 conectores para joystick y dos conectores MIDI (MIDI IN y MIDI OUT).

Una Tarjeta de Sonido actual ofrece las siguientes entradas y salidas de audio (cada una con un conector independiente):

ENTRADAS SALIDAS

MICRÓFONO SPEAKERS

AUDIO AUXILIAR AUDIO AUXILIAR

MIDI MIDI

Interna para CD (analógica)

Por lo general todas las entradas y salidas de audio son ESTÉREO (es decir que poseen dos canales sincronizados IZQUIERDO Y DERECHO), salvo la entrada y salida midi (ya que se trata de una señal de protocolo serial).

e. Formatos de Archivo de sonido digitalizado

Existen gran cantidad de formatos para almacenar archivos de sonido. Cada uno responde a un objetivo diferente y fue creado por una empresa en particular. He aquí los más populares WAV (o Wave): Es el más utilizado para digitalizar sonido. Es también conocido como waveform o forma de onda. Pueden almacenar voces, ruidos, música, efectos sonoros (SFX), o una combinación de ellos. Es posible modificarlos por medio de editores de archivos WAV. Cuando son muy extensos se los graba con la técnica PCM y ADPCM de compresión de datos.

MID (o Midi): Estos archivos son verdaderas "partituras" que le indican qué notas generar al sintetizador de la tarjeta de sonido. Su tamaño es muy reducido ya que no almacenan audio digital y la calidad del sonido que almacenan depende exclusivamente del sintetizador con que sean ejecutados.

MOD (o Módulo): Es un formato original de las PC Commodore Amiga. Contiene samples de instrumentos actuales con los que se ejecuta una melodía almacenada en MODULOS secuenciados por el archivo.

VOC (o Voice): Es un formato propio de Creative Labs para audio digital típico de aplicaciones para la tarjeta Sound Blaster.

f. Instalación física

La instalación física consiste, básicamente en asignar correctamente I/O Address, IRQ y canales de DMA sin duplicar valores existentes en el sistema. Esto se puede hacer por jumpers o en el caso de ser una placa Plug&Play deberemos cargar un driver que se encargará de asignar los parámetros correctos. La siguiente tabla muestra los valores en los cuales se suele poder setear estos parámetros, indicando con un asterisco los valores por defecto.

INTERFASE I/O ADDRESS IRQ Canal de DMA

1) Interfase de Sonido: 200,* 220,240,260 5,*7,9,11 *LOW 1 , *HIGH 5

2) Interfase MIDI : * 300,330,340,360 *10,11,12 no usa

3) Interfase ATAPI: 1F0 , *170 14 o *15 no usa

4) Interfase de Juegos: 200 ( única ) no usa no usa

Las interfases MIDI, ATAPI y Game Port suelen tener un jumper para Activarlas/Desactivarlas (enabled -disabled).

g. Instalación Lógica de drivers para DOS y Windows

Los disquetes de instalación que acompañan a las placas de sonido suelen incluir, para trabajar en DOS, un RESIDENTE para la Placa de Sonido y para la placa MIDI (que se agrega al archivo AUTOEXEC.BAT). Para trabajar con Windows 3.XX se provee un DRIVERpara la Placa de Sonido y otro diferente para la Placa MIDI, los cuales se copian en el directorio SYSTEM y modifican el archivo SYSTEM.INI. Se incluyen además una cantidad variable de aplicaciones, las que generalmente son:

Una Consola Mezcladora: Permite controlar el Volumen y Balance de las siguientes fuentes de sonido, en MODO REPRODUCCIÓN: Entada Auxiliar de Audio, Sintetizador (MIDI), Micrófono, Reproducción de Audio Digital (WAV).

Cabe aclarar que se puede reproducir sonidos de fuentes múltiples a la vez (micrófono, wav's, midi y audio auxiliar).

Una Consola de Grabación: Cumple una función similar a la Consola Mezcladora pero solo en el MODO GRABACIÓN.

Un Reproductor de Archivos MIDI: Permite reproducir archivos MIDI.

Un Grabador/Reproductor de Archivos WAV (de sonido digitalizado): Permite reproducir y grabar archivos .WAV (sonido digitalizado) a distintas frecuencias de muestreo, en 8 y 16 bit y en mono o estéreo.

Un Reproductor de CD de Audio (CD-DA): Permite reproducir un CD de Audio.

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