Como funcionam as …. PLACAS DE SOM

1. Escola Secundária Diogo de Macedo Como funcionam as …. PLACAS DE SOM Paulo Cruz 11ºD nº2

2. Conteúdos • O que é a placa de som • Constituintes da placa de som • Resolução da Sample • Reduzir o ruído provocado pela placa de som • Quadro geral • Como a placa de som se interliga ao computador • Conectores da placa de som • Vocabulário relacionado • Bibliografia

3. Placa de Som • As placas de som fundamentais para o jogos de PC e imprescindíveis para qualquer aplicação de multimédia.

4. Placa de Som (cont.) • Ao escolher um computador temos de ter em consideração a motherboard, o processador, o monitor e o disco rígido, mas, e a placa de som??? • Na verdade cada vez mais encontramos nos nossos sistemas informáticos placas de som, juntamente com colunas, que são necessárias para ouvirmos o som gerado pelo computador; também podem estar interligados um microfone para guardar a fala ou outro som analógico no computador, em formato digital. • Uma placa de som é então um periférico de entradae também de saída.

5. O que constituí uma placa de som • Todas as placas de som têm um conversor de analógico para digital (ADC – Analog to Digital Converter), que recebe os sinais analógicos provenientes de um microfone ou de uma aparelhagem de som e converte-os em sinais digitais. Após a conversão, os sinais podem ser armazenados num CD-ROM ou outro tipo de armazenamento digital para posterior reprodução.

6. O que constituí uma placa de som (cont.) • Possuem também um conversor de digital para analógico (DAC – Digital to Analog Converter), este conversor é responsável pela conversão do som guardado num CD-ROM ou no disco rígido e pela sua reprodução nas colunas ou auscultadores. • Isto porquê?? • porque o ouvido humano apenas interpreta sons analógicos.

7. Sinal digital Sinal analógico Conversão de analógico para digital O que constituí uma placa de som (cont.)

8. Resolução da Sample • O parâmetro de sampling rate, normalmente especificada em Kilohertz (KHz), informa quantas vezes um valor de áudio é gravado, embora seja apenas um dos aspectos da qualidade do som. O outro aspecto é a resolução desse sample (amostra de som): quantos bits utiliza? • Gravações áudio de baixa qualidade, tal como de vozes humanas, funcionam com uma resolução de 8bit. Algo que providência apenas um leque de 256 valores diferentes, não muito aconselhável para ouvir música.

9. Resolução da Sample (cont.) • Sabias que… • O parâmetro normal de um CD áudio é de 44.1 KHz, mas quanto maior o parâmetro, melhor a qualidade do som. • Os CDs áudio foram criados com o intuito de serem capazes de receber samples de 16bits, oferecendo assim 65 536 possibilidades de valores; • E como se não bastasse, a tecnologia decidiu não parar e os DVDs de áudio são capazes de armazenar até seis canais de 24bits.

10. Reduzir o ruído • A qualidade áudio é afectada por diversos factores. Por exemplo, os vários componentes da placa vão introduzir ruídos no sinal áudio. • Mas e o ruído?? • É necessário verificar as especificações da placa de som pelo seu Signal-to-Noise-Ratio (SNR); medida em decibéis, e quanto maior for o valor, melhor a qualidade de som.

11. O quadro geral • A reprodução de áudio tem inicio com o carregamento de um ficheiro áudio para o disco rígido por parte de uma aplicação do Sistema Operativo. • A aplicação identifica o formato utilizado (a placa de som não compreende MP3), e depois é passado para o Sistema Operativo, que direcciona o stream de áudio para o driver da placa. • A placa envia posteriormente os dados digitais para o Digital Sound Process (DSP), normalmente por Direct Memory Access (DMA), de modo a evitar trabalho extra para o PC.

12. O quadro geral (cont.) • O DSP funciona no som de acordo com os parâmetros normais. A maioria das placas suporta um variado tipo de tecnologias de processamento de som que podem ser utilizados para adicionar efeitos especiais aos sons. • Por exemplo estas tecnologias podem criar sons de ambiente que se assemelham ao eco duma sala de concerto. • O DSP é usado por estas tecnologias para alterar o stream de áudio. • Depois o sinal áudio vai ser direccionado para o que estiver conectado na placa de som (auriculares, colunas, …)

13. Interligação • Quanto ao modo de interligação das placas de som ao computador, estas podem ser ligadas aos barramentos que existem na motherboard , ISA, VESA, Local BUS, mas as mais utilizadas actualmente são as que se ligam ao barramento PCI. Existem também placas de som que se conectam directamente á porta USB e outras que já vêm incorporadas na própria motherboard.

14. Interligação (cont.) Placa de Som ISA Placa de Som USB Placa de Som PCI

15. Conectores existentes na placa de som • Uma placa de som tem, normalmente, as seguintes entradas/saídas: • Conector mic in: entrada de microfone; • Conector line in: entrada para aparelhagens de som; • Conector line out: saída para aparelhagem de som; • Conector Speaker out: saída para colunas, altifalantes e auscultadores; • Conector joystick/MIDI: ligação para um joystick ou para entrada/saída de instrumentos MIDI.

16. Conectores existentes na placa de som(cont.) • Mas o que é o MIDI??? • Musical Instrument Digital Interface. É um padrão para sintetizadores de áudio, placas de som, teclados, etc. Um teclado MIDI pode ser ligado no conector de joystick da placa de som usando o cabo adequado, com isto é possível gravar no microfone as notas tocadas no teclado.

17. Vocabulário relacionado • AC’97: o Áudio Codec’97 define um áudio a 20bits normal para o PC. A última versão foi a 2.3 lançada em 2002, que suportava extras com o S/PDIF output e suporte para a identificação de jacks (relacionados com as ligações). • ASIO: desenvolvido por Steinberg, o Áudio Stream Input/Output é um método de transferência multicanal áudio normalmente empregue por músicos em placas de som de alta qualidade. Entre os diversos benefícios nos tons melódicos encontra-se uma baixa latência (disfarce).

18. Vocabulário relacionado (cont.) • CMSS: Creative Multi-Speaker Surround é uma tecnologia registada criada com o intuito de misturar sinais estéreo num output de som surround 5.1. O CMSS 3D introduziu novos parâmetros de criação, efeitos 3D melhorados em colunas ou auscultadores, e suporta misturar até 7.1 canais. • Intel HD Audio: o sucessor da intel para AC’97, com o intuito de integrar chipsets áudio, consegue suportar até oito canais a qualidade de 192KHz/32bits. • Meridian Lossless Parking: MLP é o algoritmo de compressão utilizado em discos de DVD áudio. Atinge um elevado nível de compressão (por volta dos 50%).

19. Vocabulário relacionado (cont.) • OpenAL: o Open Áudio Library oferece aos programadores um conjunto de funções que auxiliam a criar 3D áudio de elevada qualidade num espaço simulado de 3D. • S/PDIF: o Sony Phillips Digital Interface é definido como um standard (padrão) de transferência áudio digital que melhora a qualidade do som evitando a conversão de e para um formato analógico. O output S/PDIF utiliza usualmente um jack coaxial/RCA, embora certas placas existissem um conector óptico como substituição.

20. Vocabulário relacionado (cont.) • Wave Table: as placas criaram em tempos o som dum piano, através de um sintetizador (cria um som que se assemelha ao som do piano); na actualidade as placas empregam a Wave Table, as samples são gravadas a partir do instrumento de origem e são depois utilizadas como a base para aquilo que o utilizador quer produzir.

21. Bibliografia • Consulta nos sites: • http://www.guiadohardware.net • http://computer.howstuffworks.com/sound-card1.htm • Consulta também efectuada • Na revista PCGUIA, edição de Junho de 2005, artigo “Soluções: Como funciona: Placas de Som” • Sá, Paulo. Carvalho, Rui. Silva, Teotónio. “Tecnologias Informáticas”. 10º ano. Porto Editora. 2004

22. Fim