Placas de Som

119
UPE – Universidade de Pernambuco POLI – Escola Politécnica de Pernambuco Organização de Computadores Placas de Som Aluno: Yam Assis da Mota 1 Disciplina: Organização de Computadores Aluno: Yam Assis da Mota

Transcript of Placas de Som

Page 1: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Organização de Computadores

Placas de Som

Aluno: Yam Assis da Mota

Recife, 2012

1Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 2: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Aluno: Yam Assis da Mota

Organização de Computadores – Placas de Som

Turma: MG

Trabalho apresentado como

avaliação do segundo exercício

escolar na disciplina de Organização

de Computadores, do curso de

Engenharia Elétrica, da Escola

Politécnica da Universidade de

Pernambuco, ministrada pelo prof.

José Einstein Torres.

Recife, 2012

2Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 3: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

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 frequência 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.

A placa de som já se tornou um periférico indispensável em qualquer micro que

se preze. O mercado de informática está inundado de placas de som de tudo quanto é

tipo.

3Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 4: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Sumário

Introdução....................................................................................................................................3

Placas de Som: Conceito..............................................................................................................7

A evolução do Áudio no PC.........................................................................................................8

Analógico x Digital......................................................................................................................9

Conversores AD e DA................................................................................................................10

Outros componentes das Placas de Som.....................................................................................12

Áudio Digital.............................................................................................................................13

Bits e Taxa de Amostragem.......................................................................................................20

Funcionamento do Áudio On-board...........................................................................................22

O chip Ponte Sul........................................................................................................................27

O Codec de Áudio......................................................................................................................30

Qualidade do Áudio...................................................................................................................33

X-FI Extrema Fidelidade............................................................................................................37

Sintetizadores e MIDI................................................................................................................38

Placas de som 3D.......................................................................................................................39

Outros Recursos.........................................................................................................................45

Monster Sound...........................................................................................................................47

Turtle Beach Montego................................................................................................................51

Aureal SQ1500 e SQ2500..........................................................................................................53

Creative Sound Blaster Live.......................................................................................................55

Opções para Controle de Som....................................................................................................58

Barramentos das Placas de Som.................................................................................................59

Sound Blaster e sua família........................................................................................................61

Placas de Som PCI.....................................................................................................................65

Comprando uma Placa de Som...................................................................................................66

Como remover ou instalar sua Placa..........................................................................................67

Como descobrir a fabricante da sua Placa..................................................................................71

Preços de Placas de Som............................................................................................................72

Som Multicanal..........................................................................................................................78

Alto Falante................................................................................................................................79

Conclusão...................................................................................................................................82

4Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 5: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Bibliografia................................................................................................................................83

5Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 6: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Índice de Figuras

Figura 1 - Uma placa de som tem que realizar a tradução entre ondas de som e bits e bytes.......9

Figura 2 - Conversor AD mede as ondas de som em intervalos frequentes................................10

Figura 3 – Configuração.............................................................................................................19

Figura 4 - Conectores painel traiseiro.........................................................................................24

Figura 5 - Conectores de áudio digital (coaxial em cima, óptico em baixo)...............................24

Figura 6 - Conectores de áudio analógico..................................................................................25

Figura 7 - Localização do chip ponte sul na placa......................................................................27

Figura 8 - Chip ponte sul com dissipador de calor.....................................................................28

Figura 9 - Chip ponte sul sem dissipador de calor......................................................................28

Figura 10 - Diagrama em blocos de um chip ponte sul...............................................................29

Figura 11 - Localização do Codec de Áudio na placa................................................................30

Figura 12 - Codec Realtek ALC888S.........................................................................................31

Figura 13 - Codec Analog Devices AD1988B...........................................................................31

Figura 14 - Como o áudio onboard funciona..............................................................................32

Figura 15 - Configurando Som...................................................................................................39

Figura 16 - Painel de Controle....................................................................................................39

Figura 17 - Monster....................................................................................................................47

Figura 18 - Creative Sound Blaster............................................................................................54

Figura 19 - Controlador de som externo.....................................................................................56

Figura 20 - Barramento ISA.......................................................................................................57

Figura 21 - Alto Falante.............................................................................................................77

Figura 22 - Interação do conjunto magnético, bobina móvel percorrida pela corrente,

magnetização do imã permanente e força resultante..................................................................78

Figura 23 - Regra da mão direita................................................................................................79

6Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 7: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placas de Som: Conceito

Placa de som é um dispositivo de hardware que envia e recebe sinais sonoros

entre equipamentos de som e um computador executando um processo de conversão AD

(Analógico-Digital) e DA (Digital Analógico) respectivamente. É necessário para que

este emita qualquer tipo de áudio com um mínimo de qualidade e também para gravação

e edição.

7Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 8: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

A evolução do Áudio no PC

Antes que se pensasse em utilizar placas, com processadores dedicados, os

primeiros IBM PC/AT já vinham equipados com um dispositivo para gerar som, que se

mantém até hoje nos seus sucessores, os speakers, pequenos alto-falantes, apesar dos

PCs atuais contarem com complexos sistemas de som tridimensional de altíssima

resolução.

O funcionamento destes dispositivos era, e ainda é bem primitivo. Um oscilador

programável recebe um valor pelo qual dividirá a frequência base, e um flip-flop, liga e

desliga o alto-falante. Não há como controlar o volume, mas isso não impede que ao

utilizar-se de recursos de algoritmos bastante complexos, um programador possa

conseguir um razoável controle. Tanto o beep inicial que afirma que as rotinas de

inicialização do computador foram concluídas com sucesso, quando os beeps

informando falhas neste processo, e as músicas dos jogos é gerado do mesmo modo.

Felizmente, a capacidade de som dos computadores evoluiu significativamente

nos anos 80, quando diversos fabricantes introduziram placas adicionais dedicadas ao

controle do som. Hoje, um computador com uma placa de som pode fazer muito mais

do que um bip. Pode reproduzir áudio 3D para jogos ou som surround para reprodução

de DVDs, além de poder capturar e gravar sons de fontes externas.

Até pouco tempo atrás existiam poucos modelos de placas de som no mercado.

Mesmo os "clones" da Sound Blaster (o modelo mais conhecido de placa de som, que

acabou tornando-se padrão de mercado) se resumiam à meia dúzia.

Atualmente encontramos centenas de modelos diferentes de placas de som no

mercado, com as mais diferentes características. Para saber se uma placa de som é boa

ou não, você deverá observar atentamente as suas características técnicas, como a

resolução (número de bits que a placa manipula), a taxa de amostragem, e

principalmente, o tipo de sintetizador.

8Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 9: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

9Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 10: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

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

Em vez de conversores A/D e D/A separados, algumas placas de som utilizam um

chip codificador/decodificador, também chamado de CODEC, que realiza as duas

funções.

Figura 1 - Uma placa de som tem que realizar a tradução entre ondas de som e bits e bytes.

10Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 11: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Conversores AD e DA

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 frequentes.

Figura 2 - Conversor AD mede as ondas de som em intervalos frequentes

O número de medidas por segundo, chamado de taxa de amostragem, é medido

em Hz. Quanto mais rápida for a taxa de amostragem de uma placa de som, mais precisa

será a reconstrução da onda.

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:

11Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 12: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

distorção harmônica total (THD - Total Harmonic Distortion), expressada em

percentagem

relação sinal/ruído (SNR - Signal to Noise Ratio), medida em decibéis

Tanto para a THD quanto para a SNR, valores maiores significam maior qualidade.

Algumas placas possuem uma entrada digital, o que permite o armazenamento de

gravações digitais sem convertê-las para o formato analógico.

12Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 13: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Outros componentes das Placas 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:

o conexões múltiplas de alto-falantes para som 3D e som surround;

o 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;

o interface digital para instrumentos musicais (MIDI - Musical Instrument

Digital Interface), utilizada para conectar sintetizadores ou outros

instrumentos eletrônicos aos computadores;

o conexões FireWire e USB, que conectam áudio digital ou gravadores de

vídeo à placa de som.

13Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 14: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Áudio Digital

Todo áudio que é gravado ou tocado por um sistema computacional é digital,

mas todo áudio que é tocado por um sistema de alto falantes é analógico. A diferença

entre essas duas formas de gravação tem um papel importante na determinação da

habilidade dos processadores de som.

Áudio analógico usa uma escala variável de informação para tentar a melhor

reprodução das ondas sonoras originárias da fonte. Isso consegue produzir uma

gravação bem precisa, entretanto estas degradam entre conexões e gerações de

gravações. Gravação digital pega amostras das ondas sonoras e armazena como uma

série de bits (1 e 0) que melhor se aproxima do padrão da onda. Isso significa que a

qualidade da gravação digital variará baseado nos bits e na taxa de amostragem usadas

para a gravação, mas a perda de qualidade é bem menor entre equipamentos e geração

de gravação.

Gerando Som Digital

Quem faz a conversão do sinal analógico em sons digitalizados, é um circuito chamado

ADC (Analog Digital converter, ou conversor analógico/digital). Basicamente, um ADC

extrai amostras da onda elétrica gerada por um aparelho analógico, como um microfone,

que são transformadas em sinais digitais. Estes sinais podem ser facilmente

manipulados pelo processador e transmitidos como qualquer outro tipo de dado,

permitindo que você converse com outras pessoas via Internet, por exemplo.

Quando é necessário tocar um som digital previamente gravado, precisamos fazer o

caminho inverso, ou seja, transformar as amostras novamente em uma onda analógica,

que possa ser tocada pelas caixas acústicas da placa de som. Esta conversão é feita pelo

DAC (Digital Analog converter, ou conversor digital/analógico). O ADC e o DAC são

os dois componentes básicos de uma placa de som.

14Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 15: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Gravar os sons digitalmente permite reproduzir qualquer som com qualidade. O

problema é que os arquivos gerados acabam sendo muito grandes, o que dificulta seu

uso. Apenas um minuto de áudio gravado com qualidade de CD equivale a um arquivo

WAV de 10,5 Megabytes. Para contornar este inconveniente, usamos duas técnicas: a

compactação de áudio, e a síntese de áudio.

Compressão de Áudio

Assim como podemos compactar documentos do Word, ou imagens BMP,

podemos também compactar os arquivos de áudio, eliminando informações

redundantes. Numa música, um longo período com amostras de som com o mesmo

valor, poderia ser substituído por um pequeno código dizendo que a mesma frequência

deve ser repetida X vezes por exemplo. Podemos também eliminar informações que

exercem pouca influência sobre a qualidade do som, eliminando pequenas variações.

Até certo ponto, é possível compactar o som sem nenhuma perda de qualidade

(substituindo seqüências de sons iguais por códigos que dizem que o som deve ser

repetido, por exemplo) Mas chega uma hora que é preciso abrir mão de um pouco da

qualidade, para gerar arquivos menores, assim como sacrificamos um pouco da

qualidade de uma imagem gravada em BMP quando a convertemos para o formato JPG,

passando a ter, porém, um arquivo muito menor. Exemplos de algoritmos de

compactação de áudio são o ADPCM, o True Speech e o MPEG, mais popularmente

conhecido como MP3, um formato de compactação extremamente eficiente e popular,

muito utilizado atualmente para transmitir músicas via Internet. O MP3 permite uma

compactação de arquivos WAV de 9 ou 10 para 1, ou seja, uma música de 4 minutos

que corresponderia a um arquivo WAV de 42 MB, poderia ser convertida em um MP3

com cerca de 4 MB, sem qualquer perda significativa na qualidade do som.

O MP3 consegue esta façanha através da eliminação de frequências sonoras que

não são captadas pelo ouvido humano, mas que servem para engordar os arquivos

sonoros. O ruído de uma folha caindo durante um tiroteio, sem dúvida não faria falta

alguma, assim como o som gerado por um apito de cachorro, que também não é audível

para nós. Convertendo um arquivo WAV para MP3, a degradação do som é muito

pequena, apenas uma pequena distorção nos sons graves, mas que geralmente nem é

percebida.

15Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 16: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Para ouvir músicas em Mp3, você precisará de um programa especial, já que o

Media Player do Windows 95 não suporta este formato de arquivo. Dois bons players

são o Winamp, que pode ser baixado em http://www.winamp.com/ e o Sonique,

disponível em http://www.sonique.com/.Você encontrará várias músicas em

http://www.mp3.com, todas disponibilizadas gratuitamente com autorização dos

autores. Aliás, o MP3.com é uma ideia bastante interessante. Como é um site bastante

visitado, toda a renda publicitária é dividida com os artistas que disponibilizam seus

trabalhos. Muitos artistas que não têm contratos com gravadoras utilizam o MP3.com

para divulgar seu trabalho, e outros aproveitam o espaço para também vender seus CDs

produzidos por conta própria. Como vê, nem sempre o MP3 é usado para pirataria.

Devido à popularização do MP3, vários fabricantes lançaram players portáteis,

como o "Diamond Rio", que permitem carregar as músicas a partir do micro e ouvi-las

em qualquer lugar. Alguns modelos podem ser ligados a uma porta serial, outros a uma

porta USB e outros oferecem suporte a ambas. O problema em usar uma porta serial

para transferir as músicas é a lentidão, cada música de 4 MB demora quase 5 minutos

para ser transferida. Usando uma porta USB a mesma música seria transferida em

poucos segundos.

Outro formato que vem ganhando bastante popularidade é o VQF, que usa um

algoritmo de compactação mais eficiente que o usado pelo MP3, gerando arquivos até

30% menores. O problema do VQF é que, devido à complexidade do algoritmo, a

descompactação dos arquivos é extremamente trabalhosa, exigindo um processador

poderoso. Enquanto num mero Pentium 133, ouvir uma música em MP3 usando o

Winamp consome apenas 30% dos recursos do processador, é preciso pelo menos um

Pentium 200 para ouvir uma música em VQF com qualidade, o que está dificultando a

popularização deste novo formato.

Mais um formato relativamente novo é o WDM da Microsoft. Além de remover

as frequências que não são audíveis, este formato destaca os sons que são mais

perceptíveis, recurso chamado de "ringing". O objetivo principal deste formato é

concorrer com o Real Audio no ramo de transmissões de áudio via Internet, onde,

devido à banda estreita, o som precisa ser altamente compactado. Para você ter uma

idéia, um modem de 33.6k é capaz de receber cerca de 3,5 KB de dados por segundo,

16Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 17: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

quando a comunicação está boa claro, o que daria um total de 210 KB por minuto,

menos de 1/5 do necessário para um MP3 com qualidade de CD. Como em geral,

dificilmente conseguimos manter uma taxa de download tão alta, é preciso gerar audio

ainda mais compactado.

Usando taxas de compactação tão altas, não é possível manter uma qualidade

muito boa, mas segundo a Microsoft os recursos do WDN permitem audio com uma

qualidade superior à do Real Audio e outros formatos semelhantes.

O WDM permite vários níveis de compressão e por isso também pode ser usado

para gerar arquivos com qualidade semelhante à do CD, concorrendo neste caso com o

MP3. Porém, numa comparação direta, apesar dos arquivos em WDM serem cerca de

35% menores que os equivalentes em MP3, temos uma qualidade bastante inferior, pois

na verdade é utilizado um Bit-rate menor e aplicado o recurso de ringing, resultando

num nível de distorção muito alto.

Atualmente, o único formato de áudio capaz de gerar arquivos menores que o

MP3 mantendo a mesma qualidade ainda é o VQF.

Extração de Áudio

Um recurso muito utilizado atualmente é a extração digital de áudio, "digital

audio extraction" ou simplesmente DAE, que consiste em extrair dados gravados num

CD de música e gravá-los no disco rígido na forma de um arquivo WAV ou MP3. Na

gíria dos micreiros este processo é chamado de "ripar CDs".

Uma vez no disco rígido, estes arquivos musicais podem ser editados livremente.

É possível, por exemplo, extrair faixas de vários CDs e depois usar um gravador de CDs

para gravar uma coletânea. Desde que você tenha comprado os CDs originais

legalmente, e os CDs gravados sejam para uso próprio, não existe nada de ilegal nisso.

Claro que muita gente usa este recurso para piratear CDs ou distribuir músicas

ilegalmente, mas acredito que este não seja o melhor lugar para discutir isto.

Quando um CD é tocado, o leitor simplesmente mantém uma velocidade de

leitura constante e os dados obtidos são convertidos para o sinal analógico que será

enviado para as caixas de som. Quando fazemos extração de áudio, os dados são

17Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 18: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

gravados na forma de um arquivo, sendo mantido o formato digital. Aí é que está o

maior problema: o som é gravado no CD de modo a ser lido sequencialmente, em tempo

real, não temos os 304 bytes de códigos ECC e endereçamento em cada setor que temos

num CD de dados, apenas os dados do subcanal Q, que informam apenas os minutos e

segundos transcorridos do início da música, não existe um posicionamento exato. Um

segundo de áudio é uma eternidade, pois corresponde a nada menos do que 75 setores

do CD. Manter o sincronismo é uma tarefa complicada nessas situações, já que a

extração de áudio é feita a altas velocidades, 8x, 16x, ou mesmo 32x dependendo do

drive e devido ao uso da velocidade angular constante, a velocidade de leitura varia de

acordo com a parte do disco que está sendo lida.

Nem todos os drives de CD-ROM fazem extração de áudio, e a velocidade da

extração também varia muito de modelo para modelo, não tendo relação direta com a

velocidade de leitura. Alguns drives são capazes de fazer extração a 16x ou mais,

enquanto outros não passam de 4 ou 6x. Você também poderá usar um gravador de CD

para fazer a extração, o único problema é que ele quase sempre será muito mais lento do

que o leitor.

Tendo um leitor compatível, só falta o software adequado. Existem excelentes

rippers, como o MusicMatch Jukebox, Fast CD ripper, RealJukebox, etc. Mas estes

programas são todos comerciais. Se você quer ripar seus CDs sem precisar abrir a

carteira uma boa opção é o CDex, que tem todas as funções básicas, inclusive o recurso

de extrair áudio direto para MP3, além de fazer conversão WAV > MP3 e vice-versa

permitindo também configurar a qualidade (e o tamanho) dos MP3 gerados. O CDex

pode ser encontrado no endereço http://www.cdex.n3.net . Você encontrará outros

programas gratuitos, assim como programas comerciais no http://www.mp3.com , basta

acessar os links "software", "Windows" e em seguida "rippers".

Existem algumas funções presentes em quase todos os rippers que podem ser

configuradas para se obter uma melhor qualidade de som, veja algumas:

Normalize Volume: Diferentes CDs possuem volumes diferentes. Este recurso permite

deixar todas as músicas ripadas com o mesmo volume, o que é bastante útil para fazer

coletâneas.

18Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 19: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Enable Jitter Correction: Os códigos ECC contidos no subcanal Q não permitem

corrigir grandes erros. Um erro de leitura que não pode ser corrigido usando os códigos

do subcanal Q é chamado de jitter. Os jitters podem ser facilmente percebidos, pois

geram estalos audíveis, algumas vezes até bem fortes na música ripada. Para corrigir

este tipo de erro a única solução é tentar reler o setor várias vezes. Habilitando esta

opção, a extração se tornará mais lenta, porém teremos menos jitters.

Read Overlap: O número de vezes que o setor será relido cada vez que ocorrer um

jitter. Quanto mais alto o número, mais baixa será a velocidade da extração, mas menor

será a quantidade de erros.

Read Sector: Esta opção determina o número de setores que podem ser lidos de cada

vez. Alguns drives podem ler no máximo 26 setores (em geral este é o valor defaut

desta opção) mas outros drives podem ler um número bem maior. Neste caso, aumentar

valor desta opção aumentará a velocidade da extração, porém, escolher um valor maior

do que a capacidade do drive causará erros.

Read Overlap: Aumentar o valor desta opção pode corrigir problemas de sincronismo,

mas o valor não deve ultrapassar metade do valor escolhido na opção Read sector.

Swap Channels: Alguns drives de CD trocam os canais de áudio durante o processo de

extração. Os sons que deveriam sair no fone da esquerda passam a sair no da direita e

vice-versa. Ativar esta opção corrige este problema.

Gerando arquivos menores

O formato MPEG, ou MP3, permite gravar uma música de 4 minutos, com

qualidade de CD em pouco mais de 4 megabytes. Entretanto, é possível gerar arquivos

ainda menores, desde que se degrade um pouco a qualidade do som. Nas configurações

do programa que converte os arquivos, você poderá alterar o valor do "Min Bit-rate",

esta configuração determina o número de amostras extraídas do som, representada na

forma de bits por segundo. Quanto menor for o Bit-rate, menor será a quantidade de

amostras, pior será a qualidade do som, mas em compensação teremos um arquivo

menor.

19Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 20: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

O valor default é 124 Kbits, que significa qualidade de CD. Você poderá,

entretanto escolher frequências menores, que vão a até 8 Kbits dependendo do

programa. Usando 112 Kbits, temos arquivos cerca de 10% menores sem uma

degradação considerável. 64 Kbits equivalem à qualidade de uma rádio FM, com um

som meio abafado, porém nítido, usado 32 Kbits a qualidade fica próxima à do telefone,

o mínimo utilizável para manter um som audível. Menos do que isso só teria utilidade

em gravações de voz.

Nas configurações do programa, você terá também a opção de gerar arquivos

mono ou stereo, a diferença entre os dois modos é que no mono temos apenas um canal

de som, enquanto no stereo temos dois. O bit rate, por sua vez é fixo isto significa que

usando mono teremos todas as amostras usadas em um único canal, enquanto usando

stereo teremos metade das amostras para cada canal de som. Usando Bit-rate de 96 ou

mais, você terá musicas de melhor qualidade usando stereo, porém usando um bit rate

mais baixo, 64 ou menos, o melhor será usar mono, pois assim teremos apenas um

canal, porém com o dobro de amostras. Faca uma experiência usando bit rate de 32 em

stereo e em mono. Usando o mono a qualidade ficará bem melhor (ou menos pior) pois

usando 2 canais teremos apenas 16 mil amostras por canal, muito pouco.

Figura 3 – Configuração

20Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 21: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Bits e Taxa de Amostragem

Ao olharmos para os processadores de som e até gravações digitais, os termos de

bits e KHz aparecem constantemente. Estes dois termos referem à taxa de amostragem e

a definição do áudio que uma gravação digital pode ter. Existem três principais

parâmetros usados para áudio digital comercial: 16-bit 44KHz para Áudio CD, 16-bit

96KHz para DVD e 24-bit 192KHz para Áudio-DVD.

A taxa de bits refere ao número de bits usados na gravação para determinar a

amplitude da onda sonora a cada amostra. Consequentemente, uma taxa de amostragem

de 16 bits permitiria uma extensão de 65.536 níveis enquanto uma de 24 bits permitiria

16,7 milhões. A taxa de amostragem determina o número de pontos pela onda sonora

que é amostrado dentro de um período de um segundo. Quanto maior for o número de

amostras, a representação digital estará mais próxima da onda sonora analógica.

Com esse entendimento geral, o que exatamente devemos olhar quando

examinarmos especificações para um processador de áudio? Em geral, é melhor

procuramos por um capaz de ter a configuração de 16 bits com 96KHz de taxa de

amostragem. Este é o nível utilizado para o canal de som 5.1 surround, usados nos

filmes em DVD. Para aqueles que procuram a excelência em definição de áudio, a

melhor configuração é a nova 24 bits com taxa de amostragem de 192KHz.

Relação Sinal/Ruído (SNR Signal-to-Noise Ratio)

Outro aspecto de componentes de áudio que usuários enfrentarão é a relação

Sinal/Ruído. Isto é um número representado por decibel (dB) para descrever a relação

de um sinal de áudio comparado aos níveis de ruídos gerados pelos componentes do

áudio. Quanto menor for esta relação, melhor é a qualidade do som. Geralmente uma

pessoa não consegue distinguir o ruído caso o SNR for maior que 90dB.

Padronizações

Ao ler especificações de áudio, geralmente aparecem as chamadas de áudio

compatível AC’97. Esta é uma especificação desenvolvida pela Intel para processadores

21Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 22: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

de áudio integrados nas placas-mães dos computadores. Todas AC’97 soluções de áudio

suportam 16 bits 96KHz, 6 canais com playback para gravações de som surround para

DVD. Esta não garante níveis de qualidade, portanto devem ter várias SNR’s. A

especificação também não detalha modos que tem suporte de som surround.

Outra padronização que pode ser referida é o compatível 16 bit Sound Blaster.

Sound Blaster é uma marca de placas de áudio criada pela Creative Labs. O Sound

Blaster 16 foi um dos primeiros e principais a suportar a taxa de amostragem de 16 bit

44KHz para áudio de CD. Este padrão é menor do que a mais nova AC’97 e só é

encontrada em computadores mais antigos. Para aqueles que estão apenas preocupados

com a qualidade do áudio para CD e não estão intencionados a usar som surround ou

filmes em DVD, esta especificação é o suficiente para eles.

EAX (Environmental Audio Extensions) é outro padrão que foi desenvolvido pela

Creative Labs. Invés de um formato específico de áudio, a EAX é um conjunto de

extensões de software que modifica o áudio para reproduzir os efeitos de ambientes

específicos. Por exemplo, o som sendo tocado num computador poderia ser modificado

de maneira que pareceria como estivesse sendo tocado numa caverna cheia de eco.

Suporte para isto pode existir tanto em software como em hardware. Se renderizado em

hardware, usa poucos ciclos da CPU. Existem, atualmente, três versões: EAX, EAX2

and EAX3.

Finalmente, alguns produtos carregam o logo da THX. Isto é essencialmente uma

certificação da THX Laboratories que determina que o produto é compatível ou excede

especificações mínimas. È bom ter em mente que um produto certificado pela THX não

necessariamente terá um desempenho melhor ou um som de qualidade. Para um produto

ter o certificado da THX Labs, os fabricantes tem de pagar pelo processo de

certificação.

22Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 23: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Funcionamento do Áudio On-board

Atualmente todas as placas-mãe têm uma placa de som integrada (recurso este

conhecido por vários nomes, como áudio on-board, som on-board, áudio integrado, ou

som integrado).

Algumas placas-mãe muito topo de linha não vem com a seção de áudio

integrada na placa-mãe, mas com uma placa de som avulsa que é instalada em um slot

PCI Express x1 ou em um conector especial na placa-mãe. Esta opção é usada apenas

porque algumas placas-mães topo de linha já tem muitos conectores no painel traseiro e

os conectores de áudio simplesmente não caberiam lá, e, portanto, a solução é o uso de

uma placa de som avulsa, que faz com que os conectores fiquem disponíveis em um

dos slots do gabinete do micro.

O áudio pode estar disponível em dois formatos diferentes: Analógico e Digital.

Os computadores são dispositivos digitais, o que significa que eles produzem e

manipulam apenas áudio no formato digital. O problema, no entanto, é que no mundo

real o áudio é uma entidade analógica. Caixas acústicas esperam um sinal analógico

para que possam reproduzir os sons; você não pode enviar um sinal de áudio digital para

as caixas acústicas - as chamadas “caixas de som digitais” são na verdade caixas

analógicas com um conversor digital/analógico (conversor D/A ou DAC) embutido

responsável por converter o sinal digital enviado pelo computador em sinal analógico.

Nas placas-mães existe um chip chamado codec (abreviação de

codificador/decodificador) que é responsável pela conversão de sinais de áudio digital

em analógico e vice-versa. Este componente é muito importante já que ele define a

qualidade do áudio da placa de som.

O processo de converter o sinal digital enviado pelo computador em sinal

analógico, de modo que você possa ouvir o som em suas caixas acústicas - por exemplo,

quando você toca um arquivo MP3 ou quando você roda um arquivo de vídeo - é

chamado conversão digital/analógico (D/A ou DAC). O processo inverso, isto é, a

conversão de sinais de áudio analógico enviados para o computador através de um

23Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 24: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

microfone ou através da entrada “line in” em digital - por exemplo, quando você

conecta um toca-fitas ou um toca-discos em seu micro para converter músicas antigas

em arquivos MP3 - é chamado conversão analógico/digital (A/D ou ADC).

Em qualquer placa de som - incluindo aquelas integradas nas placas-mães - você

pode encontrar dois tipos de conectores: analógico e digital. Os conectores analógicos

(normalmente conectores de 3,5 mm, conhecidos no Brasil como “PS2”) permitem que

você; conecte a sua placa de som diretamente as caixas acústicas (ou seja, “caixas de

som analógicas”). Esta é a forma mais barata e fácil de conectar caixas de som ao micro.

A conexão digital, também conhecida como SPDIF (Sony/Phillips Digital

Interconnect Format ou Formato de Interconexão Digital Sony/Phillips), pode ser

encontrada em dois tipos, coaxial (usando um conector RCA mono) ou óptica (usando

um conector chamado Toslink). Esta conexão permite a você conectar sua placa de som

em receivers de home theater e caixas de som digital. Como já explicado, caixas de som

são dispositivos analógicos. Os receivers de home theater e caixas de som digital tem

um conversor digital/analógico integrado que converte o sinal digital recebido em

analógico e então envia o sinal para as caixas de som.

A conexão digital oferece algumas vantagens se comparada à conexão

analógica. Primeiro, normalmente os receivers de home theater e caixas de som digital

utilizam um codec de melhor qualidade do que o usado em placas-mães e por causa

disto a qualidade de áudio é melhor (menor nível de ruído, principalmente). Segundo, os

receivers de home theater e caixas de som digital podem oferecer recursos não

encontrados em caixas analógicas, como Dolby Pro Logic, que simula som surround

quando a fonte de som original é apenas estéreo (ou seja, apenas dois canais) - usando

caixas de som analógicas você só tem este tipo de recurso se o software que você estiver

usando tiver suporte a ele. E em terceiro lugar, com a conexão digital você precisa

apenas de um cabo para conectar seu micro ao receiver ou às caixas de som digital,

enquanto que com a conexão analógica você precisa de um cabo para cada par de caixas

de som (em um sistema 5.1 você precisará de três cabos, por exemplo).

A desvantagem da conexão digital é o preço, já que os componentes envolvidos

na conexão digital são mais caros (o custo de um receiver de home theater e de um

conjunto de caixas de som é muito maior do que o custo de um conjunto de caixas de

24Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 25: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

som analógicas para seu micro), pelo fato de usarem um codec mais caro e também o

custo dos decodificadores para vários recursos adicionais, como o Dolby Pro Logic que

comentado anteriormente.

Na Figura 4 você pode ver os conectores encontrados no painel traseiro de uma

placa-mãe (ASUS P5K-E), os conectores de áudio digital (Figura 5) e analógico (Figura

6).

Figura 4 - Conectores painel traiseiro

Figura 5 - Conectores de áudio digital (coaxial em cima, óptico em baixo)

25Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 26: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 6 - Conectores de áudio analógico

O número de conectores analógicos que você encontrará em sua placa-mãe

dependerá de quantos canais de áudio sua placa-mãe tiver (2, 4, 6 ou 8) - a propósito,

“canais” significa “saídas individuais para caixas de som”, e 5.1 e 6 são sinônimos,

assim como 7.1 e 8 também são sinônimos; essas são formas diferentes de dizer a

mesma coisa. No melhor caso (oito canais – também chamado formato 7.1) você terá

seis conectores como mostrado na Figura 3. O código de cores usado pelos conectores

de áudio analógicos é o seguinte:

Rosa: Entrada para microfone (Mic in);

Azul: Entrada de linha (Line in);

Verde: Saída para caixas de som frontais (Front speakers out);

Preto (ou azul escuro em algumas placas antigas): Saída para

caixas de som traseiras (Rear speakers out);

Laranja: Saída para caixa Central/subwoofer (Center/subwoofer

out);

Cinza: Saída para caixas de som intermediárias (Middle

speakers out).

Em placas-mães com apenas dois canais de áudio você encontrará apenas os

conectores rosa, azul e verde. Em algumas placas-mães com quatro ou seis canais você

não encontrará os conectores preto e laranja. Neste caso o conector azul é usado tanto

para entrada de linha quanto para saída para caixas de som traseiras, e o conector rosa é

usado tanto para a entrada do microfone (mic in) quanto para as saídas

26Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 27: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

central/subwoofer. Claro que esta configuração não é a ideal, já que toda vez em que

você quiser usar qualquer um desses conectores para outra função (por exemplo,

conectar um microfone para conversar no Skype) você terá que remover manualmente

um plugue (o plugue da caixa de som) e instalar outro plugue (o plugue do microfone) e

trocá-los novamente depois (após ter terminado de usar o Skype).

Além disso, algumas placas-mães com oito canais de áudio não oferecem o

conector cinza, permitindo que apenas caixas de som analógicas 5.1 sejam conectadas

diretamente na placa-mãe. Neste caso se você quiser usar todos os oito canais você

precisará conectar sua placa-mãe a um receiver de home theater 7.1 ou caixas de som

digital usando a conexão SPDIF (ou seja, digital).

27Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 28: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

O chip Ponte Sul

Tecnicamente falando existem duas maneiras de integrar o áudio na placa-mãe.

A maneira mais comum é usar o processador da máquina para processar o áudio, técnica

chamada HSP (Host Signal Processing ou Processamento de Sinais no Hospedeiro -

neste caso “hospedeiro” é o processador da máquina), com o chip ponte sul do chipset

oferecendo o circuito de interface necessário com o mundo externo. A segunda maneira

- que atualmente é encontrada apenas em algumas placas-mães topo de linha - é usar um

controlador dedicado para controlar e processar o áudio e dessa forma não utiliza o

processador do micro para esta tarefa.

Mas tanto o chip ponte sul quanto os controladores dedicados não são capazes de

trabalhar com áudio analógico, apenas com áudio digital, necessitando de um chip

externo - o codec - para realizar a interface entre o chip e os conectores analógicos.

O chip ponte sul - também é chamado ICH ou Hub Controlador de Entrada e

Saída pela Intel - controla a maioria das portas de periféricos localizadas na placa-mãe,

como as portas USB e as conexões PCI Express x1. Ele é um chip grande e

normalmente está localizado afastado do processador da placa-mãe, normalmente com

um dissipador de calor passivo instalado. O chip grande perto do processador é o chip

ponte norte.

Figura 7 - Localização do chip ponte sul na placa

28Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 29: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 8 - Chip ponte sul com dissipador de calor

Figura 9 - Chip ponte sul sem dissipador de calor

Na Figura 10 você pode ver parte do diagrama em blocos de um chip ponte sul.

Como este diagrama era muito grande, ele foi cortado para mostrar apenas a parte que é

interessante para a explicação: a interface de áudio (“Intel High Definition Audio” na

Figura 10). Este diagrama em blocos é de um chip ponte sul Intel ICH9, usado por

vários chipsets como o P965 e o P35 (e mostrado nas figuras acima).

29Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 30: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 10 - Diagrama em blocos de um chip ponte sul

Como pode-se ver a interface de áudio é muito simples, oferecendo apenas

alguns pinos, que são conectados no codec de áudio localizado na placa-mãe.

30Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 31: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

O Codec de Áudio

O chip Ponte Sul ou o controlador de áudio não podem trabalhar com áudio

analógico. Eles precisam de um pequeno chip chamado codec de áudio (abreviação de

codificador/decodificador) para fazer as devidas conversões digital/analógico (D/A ou

DAC) e analógico/digital (A/D ou ADC). A conversão de digital para analógico é feita

quando o computador envia sons para as caixas de som, enquanto que a conversão de

analógico para digital é feita quando você envia para o computador sinais de áudio a

partir de uma fonte de áudio analógica externa (por exemplo, quanto você conecta um

toca-fitas ou um toca-discos ao micro para converter músicas em MP3 ou CD).

Fisicamente falando o codec de áudio é um chip muito pequeno que mede 7

mm2 e normalmente está localizado na borda traseira da placa-mãe (veja na Figura 11).

Os dois fabricantes mais conhecidos deste chip é a Realtek (RTC) - chips fabricados por

esta empresa começam com as letras ALC - e a Analog Devices (ADI, também

conhecida como “SoundMax”) - chips fabricados por esta empresa começam com as

letras AD. Nas Figuras 12 e 13 são mostrados exemplos de codecs desses dois

fabricantes.

Figura 11 - Localização do Codec de Áudio na placa

31Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 32: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 12 - Codec Realtek ALC888S

Figura 13 - Codec Analog Devices AD1988B

Na figura 14 é mostrado um pequeno diagrama explicando a relação entre o chip

ponte sul, o codec e os conectores de áudio encontrados na placa-mãe.

32Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 33: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 14 - Como o áudio onboard funciona

33Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 34: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Qualidade do Áudio

Como o codec é o responsável pelas conversões digital/analógico e

analógico/digital, a qualidade do áudio analógico depende exclusivamente da qualidade

do codec usado na placa-mãe. Existem vários parâmetros que podem ser usados para

julgar a qualidade de um codec de áudio. Abaixo estão listados os principais parâmetros

que você deve usar para comparar codecs (e consequentemente a qualidade do áudio on-

board de uma placa-mãe) e os valores mais comuns para cada parâmetro. Quanto maior

o número, melhor.

Canais: 2, 4, 6 (5.1), 8 (7.1) ou 10 (8+2).

Resolução: 16 bits, 18 bits, 20 bits ou 24 bits.

Taxa de amostragem: 44,1 kHz, 48 kHz, 96 kHz ou 192 kHz.

Relação sinal/ruído (SNR): 80 até acima de 100 dB.

É importante notar que vários codecs oferecem um valor para suas entradas

diferente do valor oferecido por suas saídas - por exemplo, oferecendo uma taxa de

amostragem de até 192 kHz para suas saídas, mas apenas até 96 kHz para suas entradas

(como é o caso do codec Realtek ALC888S mostrado na Figura 8). Isto acontece porque

enquanto todos os usuários usam a saída de áudio da placa-mãe e podem julgar a

qualidade de áudio ouvindo o áudio produzido pelo micro, apenas alguns poucos

usuários usam a entrada “line in” da placa-mãe (vários usuários usam a entrada “mic in”

para aplicações como Skype, mas como esta entrada é usada apenas para voz humana, a

qualidade não precisa ser a melhor). Baseado neste fato os fabricantes de codecs

oferecem codecs baratos com baixas especificações para suas entradas, que são

escolhidos pelos fabricantes da placa-mãe de modo a reduzir custos. Todavia você

encontrará codecs com alta qualidade para suas entradas em algumas placas-mães topo

de linha (e muito caras).

A propósito, no datasheet (documento técnico) do codec ou página contendo as

especificações técnicas no site do fabricante as saídas são normalmente referenciadas

como “DAC” e as entradas são normalmente referenciadas como “ADC”. Isto ajudará

você a descobrir as especificações de um dado codec.

34Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 35: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Explicando em detalhe cada item da lista acima.

O número de canais é a quantidade de saídas de som independentes que a placa

de som possui. Antigamente as placas de som tinham somente dois canais - esquerdo e

direito, isto é, som estéreo. Então veio o som surround básico com quatro canais, com

duas caixas (esquerda e direita) na frente e duas caixas (esquerda e direita) atrás.

Atualmente essas duas opções são encontradas apenas ou em placas-mães muito antigas

ou em placas-mães muito simples.

O número mínimo de canais que você encontrará atualmente é seis, também

conhecido como 5.1. Este é o mesmo padrão de áudio usado pelos DVDs. Aqui nós

temos duas caixas frontais, duas caixas traseiras, uma caixa central (principalmente

usada para voz; por exemplo, em canais de notícias ou em filme quando o narrador ou

personagem está falando o som sairá desta caixa) e uma canal subwoofer - também

chamado LFE (Low Frequency Effects, Efeitos de Baixa Frequência) -, que é

responsável por criar uma experiência mais realista reforçando sons de baixa frequência

(graves).

O áudio de oito canais, também chamado 7.1, oferece as mesmas especificações

do áudio 5.1, mas com a adição de duas caixas entre a caixa frontal e a caixa traseira,

uma em cada lado (esquerda e direita). Essas caixas também são conhecidas como

caixas intermediárias. Este é o mesmo padrão usado por discos de alta definição, ou

seja, HD-DVD e Blu-Ray.

E finalmente a mais nova adição é o áudio de 10 canais, que é um nome

inapropriado, já que ele não adiciona mais dois canais ao sistema surround, mas oferece

dois canais independentes (esquerdo e direito) para os fones de ouvido. Este sistema é

melhor descrito como 8+2. Em todos os outros sistemas o conector para fones de ouvido

localizado no painel frontal do gabinete é conectado em paralelo com a saída de linha

(caixas frontais) e consequentemente oferece o mesmo som que é enviado para as caixas

frontais. No sistema 8+2 o conector para fones de ouvido frontal é independente das

caixas de som frontais e programas podem enviar um sinal de áudio diferente para os

fones de ouvido enquanto estiver tocando outro som nas caixas frontais. Pense em jogos

que usam tecnologia de voz sobre IP (VoIP) como o Battlefield, onde os usuários

podem conversar entre sim através de fones de ouvido e microfones, e você rapidamente

35Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 36: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

verá os benefícios deste sistema: usuários não ouvirá o no fones de ouvido os sons do

jogo como explosões e tiros, apenas as conversas com outros usuários, enquanto

mantém os sons dos jogos tocando ao mesmo tempo em todas as caixas.

A resolução ou taxa de amostragem são dois parâmetros que quanto maior esses

números forem, melhor será a qualidade de áudio.

E finalmente temos a relação sinal/ruído, também chamada SNR (Signal-to-

Noise Ratio), que mede o nível de ruído produzido pelo codec. Este é um dos o

parâmetros que o usuário médio deveria prestar atenção.

Lembrando que é o ruído produzido pelo codec, e não o ruído que já está

embutido na fonte de áudio. Este parâmetro não tem nada a ver com o ruído que já está

dentro de um arquivo de vídeo ou um arquivo MP3 que você tenha.

Para entender o que melhor, faça uma experiência simples. Em casa, encontre

um aparelho de som que ainda tenha um toca-fitas. Coloque uma fita para tocar,

pressione a tecla “pause” e aumente o volume. Você ouvirá muito ruído (tecnicamente

chamado ruído branco) que está sendo produzido pelo toca fitas e não está dentro da fita

que você está tocando (já que ela está parada). Claro que você não quer uma placa-mãe

que insira ruído em seu som.

A relação sinal/ruído é medida em uma unidade chamada decibel (dB). Quanto

maior este número, melhor. Idealmente você deveria ter uma placa-mãe com um codec

que tenha uma relação sinal/ruído de pelo menos 100 dB para a melhor qualidade de

áudio possível. Codecs mais simples oferecem uma relação sinal/ruído de 96 dB ou 97

dB, que é “quase lá” e oferecerá uma qualidade de áudio muito boa para o usuário

comum.

O problema, no entanto, é a relação sinal/ruído para as entradas de áudio. A

relação sinal/ruído divulgada pelo fabricante da placa-mãe ou do codec é para as saídas

analógicas do codec. Como explicamos os fabricantes de placas-mães normalmente

escolhem um codec com especificações de entrada mais baixas do que as especificações

de saída.

Se você planeja trabalhar com captura e edições de áudio analógico - converter

fitas VHS para DVD, converter fitas e LPs para MP3 ou CD e tarefas similares - então

36Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 37: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

você deve comprar uma placa-mãe (ou uma placa de som avulsa) que use um codec que

ofereça uma relação sinal/ruído de pelo menos 95 dB em sua entrada. Abaixo disto você

ouvirá ruído em seu trabalho, o que é ruim já que sujará seu nome perante aos seus

clientes. Infelizmente codecs simples oferecem uma relação sinal/ruído de entrada de 90

dB ou de até mesmo 85 dB, o que é um valor muito ruim. Claro que você apenas precisa

se preocupar com esta questão se você for trabalhar com captura e edição de áudio

analógico. Se este não é o seu caso - como não é o caso da maioria dos usuários - você

não deve se preocupar com isto.

37Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 38: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

X-FI Extrema Fidelidade

Um dos mais recentes avanços na tecnologia de placas de som é o X-Fi, ou Xtreme

Fidelity (Extrema Fidelidade), da fabricante da SoundBlaster, a Creative. Abaixo estão

relacionadas as características do X-Fi.

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.

38Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 39: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Sintetizadores e MIDI

Quando um som é gerado no computador, o arquivo final costuma ficar muito

grande, fazendo com que seja necessário usar formatos de compactação de áudio

(como MP3 e Ogg Vorbis) e, principalmente, sintetizadores. Estes são "orientados" por

um padrão conhecido como MIDI (Musical Instrument DataInterface).

Os arquivos MIDI são muito pequenos, se comparados aos formatos de áudio

tradicionais. Isso se deve ao fato desse formato conter, na verdade, seqüências de notas

musicais. Assim, cabe aos sintetizadores a tarefa de seguir essas seqüências para gerar o

áudio.

O sintetizador FM (Freqüência Modulada) é um dos mais comuns, já que

permite a geração de áudio na placa de som sem a necessidade de usar áudio

digitalizado. Os efeitos sonoros existentes em jogos, por exemplo, podem ser gerados

dessa forma.

Para garantir um áudio mais real, as placas de som também podem utilizar um

tipo de sintetizador conhecido como Wave Table. Por meio dele, é possível constituir

áudio através de amostras oriundas de instrumentos sonoros reais. Neste caso, as

amostras podem ficar gravadas em uma memória própria da placa de som. Esse

sintetizador também pode ser emulado por software.

39Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 40: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placas de som 3D

Mostrar imagens no monitor qualquer placa de vídeo ISA faz, mas conforme o

poder de processamento das placas foi evoluindo, não bastava mais apenas mostrar

imagens no monitor, a placa deveria também ser capaz de gerar gráficos em 3

dimensões. Hoje em dia, não basta apenas gerar imagens 3D, uma boa placa tem que

gerar imagens de boa qualidade e com um alto frame rate.

Se podemos ter placas de vídeo 3D, capazes de tornar mais reais as imagens dos

jogos e aplicativos 3D, por que não ter também placas de som 3D? Os sons do mundo

real vêem de todos os lados, se alguém vier andando atrás de você, mesmo não vendo a

pessoa você saberá que tem alguém apenas prestando atenção na direção do som. Por

que não ter este mesmo efeito nos jogos tridimensionais? O som em três dimensões

realmente dá uma nova perspectiva ao jogo, tornando-o muito mais imersivo e real,

parece um pouco difícil de acreditar, mas experimente ver isso em ação. Nas palavras de

um gamemaníaco: "Os sons do Quake 3 e do Half Life ficam ANIMAIS... Você ouve

certinho onde os caras estão!"... "Da pra levar uma boa vantagem no Deathmatch"

A primeira empresa a desenvolver uma API de som tridimensional foi a Aureal,

com seu Aureal 3D, ou simplesmente A3D. As primeiras placas de som compatíveis

com esta API, como a Monster Sound foram lançadas no início de 97. O A3D 1.0

permite simular 3 eixos: frente e trás, direita e esquerda e frente e baixo, aplicando

filtros especiais para que o som realmente pareça vir de todas as direções. Estes filtros

são capazes de distorcer sutilmente as ondas sonoras, conseguindo enganar nossos

ouvidos, fazendo-nos pensar que elas vêem de diferentes direções. Estes filtros

consomem uma enorme quantidade de poder de processamento e seu uso é o principal

motivo dos chipsets de sons atuais ser tão poderosos. A vantagem é que como tudo é

processado na própria placa de som, não há quase utilização do processador principal.

Na maioria dos casos, substituir uma placa de som ISA antiga por uma placa de som 3D

irá melhorar o desempenho geral do micro, principalmente o FPS nos jogos. Em alguns

casos, além da melhora da qualidade sonora, o FPS chega a subir mais de 10%.

Normalmente, as placas 3D podem trabalhar tanto com um par de caixas

acústicas, quanto com fones de ouvido ou sistemas de quatro caixas. Uma das maiores 40

Disciplina: Organização de ComputadoresAluno: Yam Assis da Mota

Page 41: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

dificuldades em conseguir aplicar os efeitos 3D é manter um posicionamento exato do

espectador em relação às fontes de som. Usando tanto um par da caixas acústicas quanto

conjuntos de 4 caixas é preciso posicionar as caixas de modo a formarem um ângulo de

aproximadamente 45 graus com seus ouvidos, e estejam mais ou menos na mesma

altura destes. Nem sempre isso é fácil de conseguir, principalmente considerando que

durante o jogo normalmente você mexerá a cabeça, tirando seus ouvidos da posição

mais adequada. Devido a isto, o mais indicado é o uso de fones de ouvido, pois mesmo

mexendo a cabeça eles estarão sempre posicionados corretamente, já que estarão

encaixados a seus ouvidos.

As placas de som que suportam 4 caixas possuem duas saídas line-out, você

deverá acoplar duas caixas em cada saída, totalizando as 4.

Para ouvir perfeitamente o áudio 3D, usar fones de ouvido é a melhor opção. Em

segundo lugar vem o uso de apenas duas caixas. O uso de 4 caixas só deve ser

considerado se você realmente vai ter paciência para ficar procurando o posicionamento

mais adequado. Quatro caixas podem dar um efeito melhor do que apenas duas por

tornarem mais forte o eixo frente e trás, mas será bem mais trabalhoso lidar com elas.

Quase sempre os drivers da placa de som incluem um utilitário que permite

configurar se você vai utilizar duas ou quatro caixas acústicas. Em muitos casos também

existe uma opção específica para fones de ouvido e até mesmo para outros tipos de

conjuntos de caixas:

Headphones: Fones de ouvido

Satelite Speakers ou Two Speakers: Duas caixas ou duas caixas mais subwoofer.

Monitor Speakers: Caixas de som planas. Tem o mesmo funcionamento das comuns

porém são mais finas, lembrando o formato dos monitores LCD. São relativamente

comuns nos EUA, mas ainda raras por aqui.

Quad Speaker ou Four Speaker: Conjuntos de quatro caixas, na verdade dois pares de

caixas, cada um ligado numa das duas saídas line-out da placa.

41Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 42: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 15 - Configurando Som

Figura 16 - Painel de Controle

O A3D 1.0 usando na Monster Sound Original e em outras placas mais antigas

ou mais simples ficou ultrapassado com o lançamento do Aureal 2.0 que traz vários

recursos 3D novos, resultando em uma simulação bem mais real. O A3D 2.0 é

suportado apenas pelas placas mais modernas, como a Monster Sound MX300. Estas

APIs são implementadas via hardware, por isso, para suportar os recursos de uma nova

API é necessário um novo chipset de som, não sendo possível atualizar via software.

42Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 43: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

No mundo real, o ambiente e obstáculos naturais causam distorção no som. Se

você colocar dois despertadores, um dentro d'água e outro dentro de uma caixa de

madeira, o som que ouvirá será muito diferente. Porém, usando o A3D 1.0, não existe

este tipo de consideração, apenas é calculada a origem e a distância do som. Além de

permitir simular a direção, o A3D 2.0 possui vários outros filtros que permitem sumular

ecos, sons distorcidos pela água ou qualquer outro obstáculo e até mesmo determinar a

intensidade do eco baseado no material que compõe a sala, isto significa por exemplo,

um eco mais forte numa sala com paredes de pedra do que em outra com carpete. Entre

os filtros permitidos pelo A3D 2.0 estão:

Reverb: Determinar a intensidade do eco baseado na distância dos objetos ou tamanho

da sala. O eco será diferente numa sala grande e numa sala um pouco menor.

Reflections: O eco será diferente de acordo com o material que rebate o som, será mais

intenso numa sala com paredes de pedra do que numa sala com carpete por exemplo.

Occlusions: Caso entre o espectador e a fonte de som exista algum obstáculo, será

calculada a trajetória do som sendo rebatido entre várias paredes até chegar ao

espectador (mais baixo ou distorcido) como na vida real. Caso não exista nenhuma

abertura, o efeito calculará a distorção que o som sofrerá ao atravessar a parede. Se o

vizinho ligar o som alto, você não ouvirá apenas o mesmo som mais baixo; devido à

distância, obstáculos, etc., você ouvirá uma versão distorcida do som, com os graves

sendo muito mais perceptíveis, etc. É justamente isso que este efeito faz.

Estes efeitos são conseguidos usando um recurso chamado "Wavetracing" ou

"trajeto de onda" que consiste em analisar a geometria do cenário 3D para determinar

como as ondas sonoras devem se comportar. Entretanto, estes efeitos não são

automáticos, é preciso que os desenvolvedores os utilizem em seus jogos. Os primeiros

jogos a utilizarem os recursos do A3D 2.0 foram Half-Life, Quake 3, Motorhead e

Recoil, a maioria dos jogos em desenvolvimento incluirão suporte a ele e é de se esperar

que sejam cada vez mais utilizados. Porém, a maioria dos títulos atualmente no mercado

oferecem suporte apenas ao A3D 1.0. Estes jogos rodarão normalmente em placas mais

avançadas, que suportem o A3D 2.0, mas claro que neste caso os recursos mais

avançados não serão utilizados simplesmente por falta de suporte do software.

43Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 44: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Outro porém é que os efeitos avançados utilizados pelo A3D 2.0 consomem um

certo poder de processamento do processador principal, que sob as ordens do software é

quem analisa a posição dos obstáculos, gerando as informações que permitem à placa de

som gerar os efeitos corretamente. Isto corresponde a de 6 a 9% de utilização do

processador em um Pentium II 400, o que resulta em uma diminuição considerável do

frame-rate dos jogos. A maioria dos jogos com suporte ao A3D 2.0 oferecem a opção de

desabilitar este recurso, que você pode utilizar para aumentar um pouco o frame-rate

dos jogos mais pesados.

O A3D é a API utilizada na maioria das placas atualmente, mas não é a única;

outra forte concorrente é a EAX, ou "Enviromental Audio Extensions" utilizada pelas

placas que utilizam o chipsets EMU10K1, como a Sound Blaster Live. Assim como o

A3D, o EAX também tem suas versões 1.0 e 2.0. Apesar dos efeitos sonoros serem bem

parecidos, a maneira como são criados é muito diferente do A3D.

No EAX os efeitos são aplicados pelo programador do jogo. É ele quem

determina quais efeitos serão usados em quais áreas, em quais superfícies, etc.; o

programador tem liberdade para incluir sons específicos, etc. resultando em efeitos mais

previsíveis.

O A3D por sua vez, não depende tanto do trabalho do programador, os efeitos

são calculados com base na geometria das cenas, justamente por isso temos uma

utilização maior do processador. Enquanto está desenhando os frames, o processador é

incumbido de simultaneamente realizar os cálculos sonoros, baseado na posição dos

objetos dentro do cenário 3D criado.

Na prática, os sons gerados pelo A3D são mais reais, porém, ao mesmo tempo

mais imprevisíveis. É mais difícil perceber a localização do inimigo no Quake 3 usando

o A3D do que usando o EAX, justamente porque no EAX os efeitos são mais

previsíveis. Devido a isso, muitos jogadores preferem o EAX, dizendo que com ele têm

um melhor domínio do jogo, sendo capazes de detectar as posições com mais facilidade.

Outros jogadores preferem o A3D, argumentando que os efeitos são mais reais.

Por sinal esta é mais uma guerra santa dentro do mundo da informática, cada

lado tem seus prós e contras, tornando a questão mera preferência pessoal. O ideal seria

44Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 45: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

você ouvir as duas APIs em funcionamento para decidir qual prefere. A maioria dos

jogos suporta as duas APIs, apesar de em alguns casos ser preciso baixar e instalar

patches para ativar o suporte.

Um lançamento recente é a EAX 3.0, desenvolvida pela Creative. Esta nova API

utiliza os recursos do EMU10K1 de maneira diferente da EAX 2.0, permitindo algumas

melhorias sobre os efeitos gerados pela EAX 2.0:

Dynamic morphing between environments: Permite calcular como o som será

rebatido por objetos em movimento.

Localized reflection clusters: Permite definir partes das superfícies que abafarão ou

rebaterão o som com mais intensidade (uma almofada abafa o som, enquanto uma

parede de tijolos o rebaterá com mais intensidade por exemplo). Mas, e se tivermos uma

parte da parede acolchoada e outra lisa? Basta que o programador use este recurso

Individual reflections for distant echoes: Calcula o som sendo rebatido por objetos

situados a várias distâncias diferentes do emissor. O resultado é que em algumas

situações o eco é ouvido várias vezes, como na vida real.

Statistical reverberation model: Melhora o cálculo de distância entre os objetos,

permitindo efeitos mais precisos.

Veja que a EAX 3.0 é uma API no sentido mais estrito da palavra, permite aos

programadores de jogos utilizar novos recursos, porém, estes recursos só aparecerão se

alguém se lembrar (ou souber) usá-los. É uma ferramenta a mais para os

desenvolvedores melhorarem a qualidade de seus títulos, mas depende da boa vontade

das software houses em realmente utilizá-la.

Finalmente, temos o Direct Sound 3D, implementado através do DirectX.

Comparado com o A3D e o EAX, o Direct Sound possui efeitos bem limitados, mas já

suficientes para gerar sons convincentes. Esta API é suportada pela maioria das palas de

som PCI mais simples ou pelas placas "genéricas" sem marca, que não têm poder de

processamento suficiente para suportar as APIs mais avançadas.

45Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 46: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Outros Recursos

Além dos recursos 3D, as placas de som modernas esbanjam mais um pouco de

poder de processamento para trazer mais alguns recursos bem interessantes, vamos a

eles:

Interpolação de som: Assim como podemos interpolar uma imagem para aumentar sua

resolução e melhorar um pouco sua qualidade, também é possível interpolar sons. Isto

significa aumentar a quantidade de amostras por segundo, incluindo frequências

intermediárias entre as reais. Com mais amostras por segundo, a qualidade do som

realmente melhora de forma perceptível, principalmente músicas em Wav ou MP3 com

uma baixa taxa de amostragem.

As placas baseadas no Aureal Vortex 2, como a Monster Sound MX300 e a

Turtle Beach Montego 2, trabalham com interpolação em 26 pontos, enquanto as placas

baseadas no EMU10K1 como a Sound Blaster Live usam um algoritmo mais simples,

de apenas 8 pontos. Apenas pelos números a diferença parece ser grande, mas na prática

é imperceptível.

Este recurso é aplicado automaticamente via hardware pelo chipset de som

conforme as musicas ou sons são tocados, por isso não causa nenhuma perda de

performance e não depende de drivers ou suporte especial para funcionar.

Reprodução simultânea: Outro recurso interessante é a capacidade de tocar vários sons

ou musicas ao mesmo tempo. As primeiras placas de som, como a SB 16, eram capazes

de reproduzir apenas um fluxo de áudio por vez, ou seja, enquanto se ouvia um MP3 ou

qualquer outro som digital, outros sons digitais, como os sons do Windows, do ICQ etc.

não eram reproduzidos. No máximo era possível reproduzir um Wav e um Midi ao

mesmo tempo.

As placas atuais são capazes de reproduzir dezenas de fluxos de som digital ao

mesmo tempo, isto significa ouvir os avisos do ICQ enquanto se ouve um MP3, ou

46Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 47: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

mesmo ouvir várias músicas ao mesmo tempo. É possível até mesmo ouvir um MP3

enquanto estiver jogando o Quake III por exemplo. Os sons são processados

simultaneamente pela placa, e reproduzidos ao mesmo tempo pelas caixas acústicas. A

qualidade final é semelhante à dois aparelhos de som ligados ao mesmo tempo, sem

qualquer distorção. A Monster Sound MX300, por exemplo, é capaz de reproduzir até

24 fluxos ao mesmo tempo.

O Windows 2000 é capaz de tratar simultaneamente vários fluxos de áudio. Isto

permite que mesmo placas de som ISA mais antigas sejam capazes de reproduzir várias

sons ao mesmo tempo, desde que sejam usados os drivers adequados. Fiz a experiência

de instalar uma placa ISA da Cristal num micro com o Windows 2000 para testar este

recurso e realmente funciona. Porém, neste caso o processamento não é feito pela placa

de som, e sim pelo processador principal, fazendo com que o micro fique lento ao serem

reproduzidos vários fluxos de áudio simultaneamente. Ao usar uma placa PCI a

utilização do processador é mínima, mesmo reproduzindo muitos fluxos ao mesmo

tempo, já que todo o trabalho é feito pela própria placa.

Decodificação via hardware: Tocar um simples MP3 pode consumir boa parte dos

recursos do processador. Para diminuir isso, algumas placas incorporam o recurso de

decodificação de musicas MP3 via hardware, diminuindo a carga sobre o processador

enquanto as músicas são tocadas.

Porta de Jogos digital: Em placas de som mais antigas o processador é quem tinha a

tarefa de ler os movimentos do joystick, fazendo com que várias vezes por segundo ele

tivesse que parar o que estivesse fazendo para realizar esta tarefa. A maioria das placas

PCI atuais, incluem uma porta de jogos digital, que se encarrega de ler os movimentos

do joystick deixando o processador livre. O ganho de desempenho pode chegar a 10%.

47Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 48: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Monster Sound

Assim como a Diamond foi uma das primeiras a entrar no mercado de placas de

vídeo 3D com sua Monster 3D, acabou sendo também uma das pioneiras no ramo de

placas 3D, por sinal, usando o mesmo nome fantasia que utilizou em suas primeiras

placas de vídeo.

Existem nada menos do que 5 versões da Monster Sound: em ordem cronológica

temos a Monster original, a Monster MX200, MX80, MX300 e MX 400

As três primeiras placas possuem os mesmos recursos básicos e são baseadas

num chipset produzido pela própria Diamond, baseado na arquitetura do chipset Aureal

Vortex, licenciada pela Aureal.

Já a Monster MX300 faz parte da segunda geração de placas 3D, sendo baseada

no Aureal Vortex 2, que suporta o recurso de Wavetracing e o A3D 2.0.

Para o azar da Diamond, a Aureal resolveu produzir suas próprias placas de som,

baseadas em seus chipsets, e deixou de vendê-los a terceiros, como a Diamond. Como

não podia mais contar com os chips da Aureal, acabou optando por utilizar um chip

alternativo na sua Monster Sound MX 400 o ESS Canyon 3DTM. Este chip possui

recursos bem diferentes dos suportados pelo Vortex 2 e existe uma grande polémica em

torno dele ser superior ou inferior ao Vortex 2. Vamos às placas:

MX200: Pouco tempo depois de lançar a Monster Sound original, a Dimond lançou

uma segunda versão, baseada no mesmo chipset, mas com algumas pequenas melhorias,

abandonando em seguida a produção da Monster original.

A MX200 é compatível com o A3D 1.0 e com o Direct Sound 3D. Veja que por

tratar-se de uma placa mais antiga, não temos suporte ao A3D 2.0 nem aos recursos 3D

mais avançados.

Outros recursos são o suporte ao uso de conjunto de 4 caixas acústicas,

sintetizador com capacidade para tocar até 64 instrumentos MIDI simultaneamente, via

48Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 49: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

hardware (ao contrário da AWE 64, onde tínhamos 32 via hard e 32 via soft) e

capacidade para reproduzir até 23 sons WAV simultaneamente.

Como toda placa PCI, temos alguns problemas de compatibilidade com jogos

DOS antigos, mas junto com os drivers da placa é possível instalar um emulador, que

faz com que a placa seja reconhecida como uma Sound Blaster Pro pelos aplicativos

MS-DOS. Isso funciona com a maioria dos jogos, mas não em todos. Se você realmente

gosta de jogos antigos, a MX200 traz um recurso curioso para assegurar

compatibilidade com todos os jogos antigos, simplesmente manter instalada

simultaneamente uma placa de som ISA, e ligar ambas usando um cabo que acompanha

a placa, chamado Monster cable (na foto ao lado). Dentro do Windows será usada a

MX200 normalmente, mas na hora de rodar algum jogo antigo ela passará a bola para a

placa de som ISA. Apesar de suspeito este recurso realmente funciona, mas

sinceramente, precisa ser muito viciado em Nascar Racing 1 e outros jogos antigos para

manter uma segunda placa de som instalada apenas para manter total compatibilidade

com eles :-)

MX80: Como vender o mesmo produto ao mesmo tempo para duas faixas de

consumidores, com dois preços diferentes? Basta castrar algum recurso que não faça

muita falta, inventar um nome que sugira inferioridade e baixar o preço. Quem tiver

dinheiro para gastar, provavelmente irá comprar a versão mais cara e quem não tiver

comprará a mais barata ao invés do produto do concorrente.

Seguindo à risca esta estratégia, a Diamond lançou a Monster Sound MX80. Os

recursos são idênticos aos da MX200, porém o sintetizador MIDI possui apenas 32

instrumentos simultâneos e foi retirado o suporte a conjuntos de 4 caixas acústicas: na

MX80 é possível usar apenas 2 caixas ou fones de ouvido.

MX300: A principal inovação da MX300 foi o uso do chipset Vortex 2 da Aureal, e

consequentemente o suporte ao A3D 2.0, que resulta em efeitos 3D muito superiores

aos vistos na MX200 e MX80.

Continuamos com os 64 instrumentos MIDI via hardware, mas a MX300 inclui

um software especial que permite até 256 instrumentos via software. O número de Wavs

simultâneos subiu de 23 para 26 e a placa suporta o uso de 4 caixas acústicas.

49Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 50: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Uma das únicas deficiências da MX300, assim com de suas antecessoras, é a

ausência de uma saída de som digital. É possível suprir esta deficiência comprando uma

segunda placa chamada MX25, que é ligada ao conector de 34 pinos da MX300 e inclui

uma saída de som digital e o suporte a conjuntos de 6 caixas Douby Digital, que apesar

de caras podem gerar efeitos 3D interessantes (caso bem posicionadas) e proporcionam

uma qualidade de som semelhante à dos cinemas para filmes em DVD. Usando um

conjunto de 6 caixas e um telão ligado à saída de vídeo da placa de vídeo, você terá

nada menos do que um home theater. Quanto à instalação, basta ligar a MX25 à placa

principal e prendê-la ao gabinete. Depois de inicializar o Windows basta instalar o

software que acompanha a placa para ativar seu funcionamento.

Figura 17 - Monster

MX400: Como disse anteriormente, a Aureal abandonou a venda de chipsets de áudio

para concentrar-se na fabricação e venda de suas próprias placas, como fez a 3dfx. Isso

deixou a Diamond "na mão" tendo que sair em busca de outro chipset de áudio para

equipar sua próxima geração de placas de som. O escolhido acabou sendo o chipset

Canyon3D da ESS. Este chipset possui uma arquitetura muito diferente do Vortex 2

usado na MX300, a começar pelas próprias APIs suportadas. Ambos os chipset

suportam o Direct Sound 3D e o A3D 1.0, mas as semelhanças param por aí: enquanto o

Vortex 2 suporta o A3D 2.0, juntamente com seus recursos de Wavetracing, o Canyon

50Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 51: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

3D não suporta o A3D 2.0, suportando em compensação o AX 1.0 e o EAX 2.0, as

mesmas APIs suportadas pelo EMU10K1, chipset que equipa a Sound Blaster Live.

Outros recursos como o número de instrumentos MIDI, número de Wavs

simultâneos, suporte a 4 caixas etc. são semelhantes às da MX300. O Canyon traz

algumas vantagens sobre o Vortex 2 em termos de recursos, mas em compensação

consome um pouco mais de CPU durante a reprodução dos sons.

A MX400 também inclui uma saída de som digital, e suporte a conjuntos de 6

caixas os mesmos recursos que eram acrescentados à MX300 através da MX25.

Para não perder o filão de placas de expansão, a Diamond lançou também o "Rio

Upgrade" uma placa parecida com a MX25, também ligada à placa principal através de

um cabo. Esta plaquinha faz a codificação de MP3 via hardware, isto significa

transformar Wavs em MP3s, ou ripar CDs direto para MP3 em até 1/5 do tempo, e com

muito menos utilização do processador. A placa também inclui sintonia de rádios FM e

um dos utilitários que a acompanham permite gravar direto do rádio para MP3.

51Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 52: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Turtle Beach Montego

A Turtle Beach foi uma das pioneiras no ramo de placas de som para PCs.

Muitos recursos, como o audio de 16 bits e Midi por Wave table foram usados por esta

companhia em suas placas de som muito antes de qualquer outro concorrente. O

problema é que o alvo da Turtle Beach sempre foi o ramo profissional, por isso suas

placas nunca tiveram um preço acessível ao grande público e consequentemente nunca

foram muito conhecidas.

Porém, com a evolução das placas de som, as placas mais baratas cada vez mais

passaram a incorporar recursos antes só encontrados em placas profissionais, nivelando

cada vez mais as duas plataformas. Para sobreviver, a Turtle Beach não teve outra saída

senão entrar no ramo de placas domésticas, justamente com a Turtle Beach Montego.

Existem duas versões, ambas baseadas nos chipsets da Aureal. A Montego original é

baseada no Vortex 1 enquanto a Montego 2 é baseada no Aureal Vortex 2, mesmo

chipset que equipa a Monster Sound MX300

Por ser baseada no Aureal Vortex, a Montego incorpora todos os recursos do

A3D 1.0, além disso, temos 64 instrumentos MIDI simultâneos e porta de jogos digital.

A taxa de signal to noise, ou sinal para ruído também é muito boa, de 92dB (quanto

maior o valor mais puro é o som), isso garante uma qualidade excepcional em gravações

feitas a partir da entrada line-in da placa, tornando-a especialmente recomendável para

gravações de som em geral em especial para gravar músicas de discos de vinil ou fitas

K7 para CD (que veremos com mais detalhes no próximo capítulo).

A Montego 2 por sua vez já é baseada no Aureal Vortex 2, incorporando os

recursos de Wavetracing trazidos pelo A3D 2.0. Continuamos com 64 instrumentos

Midi simultâneos, mas agora com a possibilidade de utilizar até 320 instrumentos via

software. A porta de jogos digital foi mantida e a taxa de signal to noise é agora de

97db, mais uma melhora significativa.

Foi lançada também uma segunda versão da TB Montego 2, chamada Home

Studio. Dedicada principalmente ao segmento profissional, temos uma Montego 2

52Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 53: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

equipada com saídas digitais, tanto coaxial quanto óptica e um segundo sintetizador

Midi, que combinado com o primeiro, permite 128 instrumentos simultâneos via

hardware e mais 256 instrumentos via software. Temos também 4 MB de memória

RAM para guardar instrumentos Midi adicionais.

A saída digital óptica é usada principalmente por gravadores de MDs, ou mini

disks. Estes aparelhos razoavelmente comuns no Japão permitem gravar e regravar

músicas em mini disks. As músicas podem ser obtidas a partir de outros aparelhos de

som, ou da saída line-out da placa de som, usando o cabo adequado. Porém, como estas

saídas são analógicas, e o mini disk armazena o som no formato digital, temos perda de

qualidade na conversão. Os modelos mais avançados trazem uma entrada óptica, que

permite obter o som digitalmente. Usando um cabo óptico, na verdade um cabo de fibra

óptica com duas terminações especiais, é possível ligar o gravador na saída óptica da

placa de som e gravar as musicas a partir de um CD, ou arquivos MP3 sem perda de

qualidade.

53Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 54: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Aureal SQ1500 e SQ2500

Depois de trabalhar durante um bom tempo produzindo e vendendo chipsets de

som para terceiros, a Aureal resolveu mudar de ramo e passar a produzir placas de som

usando claro, seus próprios chipsets, assim como fez a 3dfx.

Foram lançados inicialmente dois modelos, a Aureal SQ1500 e a Aureal

SQ2500, baseadas respectivamente no Aureal Vortex e Aureal Vortex 2. Como você já

está bem familiarizado com os recursos 3D de cada chipset, vou me limitar a citar as

demais características das placas.

A SQ1500 apresenta uma qualidade sonora excelente na reprodução de CDs ou

músicas Wav ou MP3, um sintetizador Midi de 64 instrumentos simultâneos via

hardware e mais 512 via software, taxa de signal-to-noise de 92 dB, suporte a conjuntos

de 4 caixas, saída de som digital (coaxial), suporte ao A3D 1.0 e Direct Sound 3D, e

compatibilidade com jogos MS-DOS de um emulador de Sound Blaster Pro.

A SQ2500, o modelo mais avançado traz várias melhorias sobre a SQ1500, a

principal sem dúvida o uso do chipset Vortex 2. O sintetizador Midi é o mesmo

utilizado na S1500, mas com uma pequena melhora na qualidade das amostras, que

resulta em uma reprodução um pouco mais fiel. Temos os mesmos 64 instrumentos via

hardware e mais 512 via software, totalizando 576 instrumentos. Este é um dos

melhores sintetizadores Midi atualmente, mas claro só terá utilidade para quem trabalha

com edição musical... para um usuário doméstico não faz muita diferença, já que trilhas

Midi vem sendo cada vez menos utilizadas nos jogos, e mesmo quando utilizadas não

são utilizados muitos instrumentos simultaneamente, permitindo que qualquer SB AWE

32 dê conta do recado. O mesmo pode ser dito das músicas em Midi que fazem parte

dos programas de caraokê ou que podem ser baixadas pela Net.

A reprodução de músicas é feita com o uso de um algoritmo de interpolação de

27 pontos, são suportados conjuntos de 4 caixas, a porta de jogos é digital e temos a

mesma saída de som digital coaxial da SQ2500. Uma pequena melhoria foi feita na taxa

54Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 55: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

de signal-to-noise que agora é de 98 dB, uma das melhores atualmente, superando

inclusive a Montego 2.

55Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 56: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Creative Sound Blaster Live

A criadora das placas Sound Blaster não poderia ficar de fora do ramo de placas

3D. Herdando o nome das antecessoras, a Sound Blaster Live é equipada com o chipset

EMU10K1 e suporta as APIs EXA 1.0 e EAX 2.0 e é capaz de tocar até 256

instrumentos MIDI simultaneamente via hardware.

A SB Live é vendida em 4 versões diferentes, SB Live Value, MP3+, X-Gamer e

Platinium. Apesar dos nomes, as placas possuem as mesmas características básicas, o

que muda é apenas a quantidade de saídas de som, os softwares que vêm juntos com a

placa e claro, o preço. Todas possuem duas saídas de som e consequentemente suportam

o uso de 4 caixas. Todas as versões suportam também o uso de conjuntos Douby Digital

de 6 caixas, como a MX300 + MX25

A Live Value é a versão mais simples, inclui apenas as saídas e entradas de som

analógicas e não traz muitos programas, nem o conector para o Live drive.

Tanto a MP3+ quanto a X-Gamer trazem uma porta que permite a conexão do

Live drive (comprado separadamente). O Live Drive é um acessório que é preso a uma

das baixas de 5 ¼ do gabinete, e ligado ao conector da placa de som através de um cabo.

O Live Drive traz entradas e saídas digitais além de extensões de entradas e saídas

analógicas para caixas acústicas, microfone, etc,. além de controles de volume. A

posição do Live drive, instalado na parte frontal do gabinete, deixa os conectores muitos

mais acessíveis. Também estão disponíveis os conectores Midi: usando o Live Drive

não é preciso comprar o cabo Midi separadamente e liga-lo à saída do joystick.

56Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 57: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 18 - Creative Sound Blaster

A SB Live Platinium é igual às duas anteriores, porém já vem com o Live Drive

e traz um conjunto maior de softwares, voltados principalmente para edição musical.

Claro que esta é a versão mais cara.

A sucessora da SB Live: A Sound Blaster Live da Creative já teve seus dias de glória.

Quando foi lançada, a pouco mais de dois anos atrás, superava em qualidade e recursos

várias das placas profissionais, que custavam muito mais.

Mas, dois anos fazem muita diferença, imagine como seria a situação da Intel

caso tivessem parado de evoluir depois do Pentium II.

Hoje em dia, a Sound Blaster Live ainda pode ser considerada uma boa placa,

mas sem dúvida não é a melhor. Até mesmo algumas placas genéricas, ou chipsets de

som onboard já estão adquirindo recursos próximos aos oferecidos por ela.

Apesar do grande atraso, a Creative finalmente está lançando uma sucessora da

SB Live, a Sound Blaster Audigy.

A idéia era criar uma placa de som que pudesse superar as concorrentes, como as

placas com chips Vortex. Em relação à Live, a Audigy evoluiu em quase todos os

sentidos, a começar pela taxa de signal-to-noise (que mede a pureza do som) que passou

57Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 58: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

a ser de 100 db, contra 96 db da Live. É uma marca notável, considerando que as Live

já possuem uma ótima qualidade de áudio.

Ainda falando de qualidade de áudio, a Audigy suporta gravação e reprodução

de áudio com 24 bits e 96 kHz, contra os 16 bits e 48 kHz do CD e da maioria das

placas. Isso garante uma pequena melhoria na qualidade do áudio, mas nada gritante,

pois internamente a placa ainda processa o áudio com 48 kHz de amostragem.

Os recursos 3D também evoluíram. O EAX, a API 3D suportada pela Live ganhou

novos recursos e passou a chamar-se EAX Advanced HD, isso melhora a fidelidade dos

efeitos de áudio 3D dentro dos jogos, que eram um dos pontos fracos da Live.

Finalmente, a placa incorporou uma interface Fireware, como nos Macs, que

pode ser usada por alguns gravadores de CD, Câmeras digitais, etc. A vantagem do

Fireware é uma velocidade de transferência muito mais alta: 400 megabits contra apenas

12 megabits do USB.

58Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 59: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

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.

Figura 19 - Controlador de som externo

Os laptops normalmente possuem sistemas de som integrados à placa-mãe ou

pequenas placas de som. Contudo, o controle de espaço e temperatura torna o uso das

melhores placas de som internas impraticável. Assim, os usuários de laptop podem

comprar controladores de som externos, que utilizam conexão USB ou FireWire. Esses

módulos externos podem melhorar significativamente a qualidade de som do laptop.

59Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 60: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Barramentos das Placas de Som

À medida que os barramentos evoluem, os dispositivos têm que se adaptarem a

esses novos tipos de conexões. Portanto, as primeiras placas de som utilizavam o

barramento ISA, posteriormente e ainda muito utilizado, o barramento PCI e

atualmente, tem-se placas de som com barramento PCI-Express, como é o caso, por

exemplo, da Placa De Som Creative Sound Blaster X-Fi Titanium Fatal1ty Champion

Series, 7.1 Channels 24-bit 192KHz.

Figura 20 - Barramento ISA

Drivers e APIs

Assim como a placa de vídeo, uma placa de som utiliza um software que a

auxilia a se comunicar com os aplicativos e as outras partes do computador. Esse

software inclui os drivers da placa de som, que permite a comunicação da placa com o

sistema operacional. Ele inclui ainda interfaces de programas aplicativos (APIs -

Application Program Interfaces), que são um conjunto de regras ou padrões que

facilitam a comunicação do software com a placa de som. As APIs mais comuns são:

60Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 61: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Microsoft: DirectSound

Creative: Environmental Audio Extensions (EAX) e Open AL

Sensaura: MacroFX

QSound Labs: QSound

61Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 62: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Sound Blaster e sua família

Fabricadas pela Creative, as placas Sound Blaster rapidamente tornaram-se um

padrão para placas de som. A partir daí, praticamente todas as placas lançadas,

independentemente do fabricante ou do chipset usado, são compatíveis com as placas

Sound Blaster.

Comparadas com as placas que tínhamos até então, realmente foi um grande

salto em termos de recursos, as placas Sound Blaster foram as primeiras capazes de

reproduzir sons com qualidade de CD, por exemplo.

Da década de 90 pra cá as coisas mudaram bastante, as placas de som mais

atuais possuem uma capacidade de processamento entre 30 e 50 vezes maior do que a

Sound Blaster original, porém, ao contrário de processadores e placas de vídeo 3D, o

aumento na capacidade de processamento não resulta em uma diferença tão visível nem

tão brutal para quem usa o micro. Se você trocasse uma Trident 9440 por uma Voodoo 3

iria sentir uma diferença incrível na qualidade de imagem e frame-rate de seus jogos

favoritos, seria como trocar um teco-teco por um caça supersônico. Porém, o avanço no

caso das placas de som é feito em campos um pouco mais sutis.

Reproduzir Wavs ou MP3s com qualidade de CD, qualquer Sound Blaster 16

com quase 10 anos de uso faz, tocar midis com um mínimo de qualidade e ter entradas

pra microfone e joystick também. Ou seja, qualquer placa de som usada atualmente

possui os recursos básicos, ou seja, “funciona”.

O principal recurso trazido pelas placas modernas, como a Sound Blaster Live,

Monster Sound, Turtle Beach Montego, etc. é a capacidade de gerar som em três

dimensões. A placa usa cálculos especiais para fazer com que os sons gerados pelas

caixas acústicas cheguem aos seus ouvidos como se viessem de vários pontos

diferentes: dos lados, de cima e até mesmo de trás, tornando os jogos muito mais

imersivos. Imagine perceber um inimigo se aproximando por trás apenas pelo som, ou

instintivamente olhar para cima quando ouvir o barulho do teto caindo.

Sound Blaster e Sound Blaster Pro: Estas duas placas são de 8 bits, e por isso o som 62

Disciplina: Organização de ComputadoresAluno: Yam Assis da Mota

Page 63: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

gerado não tem uma qualidade tão boa. A diferença entre as duas é que a Sound Blaster

original é mono e a Pro é estéreo.

Ambas as placas possuem apenas um sintetizador FM, e por isso a qualidade dos

Mids também não é das melhores. Estas placas foram vendidas principalmente em kits

multimedia da Creative, e por isso trazem uma interface para CD-ROM usada pelos

CD-ROMs Panasonic/Matsushita 1x que equipavam esses kits. Naquela época, os CD-

ROMs ainda utilizavam interfaces proprietárias, e não existiam muitos fabricantes.

Ambas foram logo substituídas pela Sound Blaster 16, bem mais avançada. Por

isso não chegou a ser vendida uma quantidade muito grande. Atualmente é quase

impossível encontrar uma destas placas por aí.

Sound Blaster 16: O 16 no nome indica justamente que esta placa é capaz de produzir

sons com 16 bits de resolução e amostragem de 44 kHz, a mesma qualidade de som dos

CDs. Este por si só já foi um grande avanço sobre as duas versões antigas, que eram

capazes de produzir sons de apenas 8 bits com amostragem de 22 kHz, qualidade pouco

melhor que a do telefone. Em termos de Midi, continuamos apenas com um sintetizador

FM, por isso não considere o uso desta placa para edição musical, pois a qualidade do

trabalho será muito ruim.

Existem várias variações da SB 16, as primeiras versões traziam interfaces

proprietárias para CD-ROMs Panasonic, Sony ou Mitsumi, interface SCSI ou mesmo

uma porta IDE, e não eram plug-and-play. Nestas placas você encontrará um soquete

preto vazio, destinado à conexão de um chip processador de sinais, que melhora um

pouco a qualidade sonora da placa e permite alguns efeitos novos. O chip melhora um

pouco, mas não faz milagres, e como eram caros, poucos se interessaram por comprá-lo.

As séries mais novas trazem apenas uma interface IDE e são plug-and-play.

Como quase ninguém usava o proces-sador de sinais, a Creative resolveu retirar o

soquete para sua conexão, a fim de diminuir os custos de produção da placa.

Sound Blaster AWE 32: A SB 16 já havia alcançado uma qualidade de reprodução

sonora equivalente à do CD, porém, seu calcanhar de Aquiles era a reprodução de sons

MIDI, muito ruim devido ao sintetizador FM usado.

A SB AWE 32 continua utilizando basicamente o mesmo processador de sinais

da SB 16, isto significa que reproduzindo músicas em Wav ou MP3, a qualidade será a

63Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 64: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

mesma nas duas placas. Porém, além do sintetizador FM, a AWE 32 traz um

sintetizador de som por Wave Table, capaz de reproduzir até 32 instrumentos

simultaneamente. Isto significa finalmente Midis de boa qualidade e consequentemente

uma placa de som utilizável para composição musical.

O “AWE 32” refere-se justamente ao sintetizador Midi: AWE significa

Advanced Wave Efects, indicando que a placa reproduz Mids por Wave Table, e o “32”

refere-se ao número de instrumentos simultâneos, no caso 32. Assim como a SB 16, esta

é uma placa de 16 bits, e nem poderia ser diferente, já que, como ela, utiliza o

barramento ISA.

Já que esta é uma placa desenvolvida pensando em quem gosta de composição

musical, temos também dois soquetes para a conexão de memória adicional. São

suportados 2 pentes de 30 vias comuns de 1 MB cada. Esta memória adicional serve

para armazenar novos instrumentos e efeitos especiais criados com a ajuda de um

programa de edição musical também são possível incluir sons provenientes de um

teclado Midi. Na hora de compor as músicas estes novos sons podem ser usados como

se fosse qualquer outro instrumento.

Esta placa foi lançada pouco tempo depois da SB 16. As primeiras versões

traziam várias interfaces proprietárias para CD-ROMs e não eram plug-and-play. Estas

versões são bem raras. As mais comuns são as que trazem interfaces IDE e são

compatíveis com o plug-and-play.

Sound Blaster AWE 64: Esta placa não traz grandes avanços sobre a AWE 32, na

minha opinião não passa de um projeto reciclado. Ao invés de trazer os soquetes para

conexão de pentes de memória SIMM, a AWE 64 traz 512 KB de memória onboard

para armazenar novos instrumentos.

Nativamente, esta placa é capaz de reproduzir apenas 32 instrumentos

simultaneamente (como a AWE 32) porém, junto com os drivers da placa é possível

instalar um programa de polifonia, capaz de criar mais 32 instrumentos simultâneos via

software, atingindo os 64 anunciados. Na verdade paga-se mais caro por uma AWE 32

sem interface IDE e com um emulador de instrumentos Midi.

Visando o segmento profissional, foi lançada uma segunda versão chamada

AWE 64 Gold. Esta placa vem com 4 MB de memória para instrumentos e traz

conectores RCA, os conectores maiores usados por aparelhos de som. O “Gold” vem 64

Disciplina: Organização de ComputadoresAluno: Yam Assis da Mota

Page 65: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

justamente do fato dos conectores externos serem banhados a ouro, o que melhora um

pouco o contato com o plug. A AWE 64 ainda é produzida, mas o preço atual é absurdo

para uma placa tão ultrapassada. Atualmente existem placas muito melhores por um

preço inferior.

65Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 66: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placas de Som PCI

Se nós temos placas de vídeo PCI e placas SCSI PCI, por que não termos

também placas de som PCI? A primeira resposta que vem à mente, é que por serem

periféricos lentos, o barramento ISA já é mais do que suficiente para elas. Até certo

ponto, este raciocínio é verdadeiro, realmente, as primeiras placas de som não possuíam

muito poder de processamento, e consequentemente não precisavam de um barramento

de dados muito largo.

Existem, porém, várias razões mais fortes para que as placas de som atuais sejam

produzidas apenas em versão PCI: a primeira é que o barramento ISA é cada vez mais

raro nas placas mãe recém lançadas, e a tendência geral é que ele deixe de fazer parte

das placas mãe novas até o final de 2001, por isso, uma placa de som ISA já sairia da

fábrica condenada a ser trocada por outra PCI.

A segunda é que o barramento PCI permite transferências de dados com uma

utilização de processador muito menor do que as mesmas transferências realizadas

através do barramento ISA. Isto significa que uma placa de som PCI carrega muito

menos o processador durante a reprodução dos sons, ajudando a melhorar o

desempenho geral do equipamento.

Finalmente, a terceira razão é que as placas atuais possuem um poder de

processamento incomparavelmente superior ao das placas do início da década de 90,

precisando de muito mais banda que os 16 MB/s permitidos pelo barramento ISA. Uma

Sound Blaster Live, por exemplo, possui um poder de processamento estimado de 1

Gigaflop, mais de 30 vezes o poder de processamento de uma SB 16.

66Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 67: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Comprando uma Placa de Som

Diversos fatores afetam a capacidade da placa de som de oferecer um som claro e de

alta qualidade. Quando for comprar uma placa de som, preste atenção aos seguintes

itens:

Capacidade de dados dos conversores A/D e D/A, medida em bits;

Relação sinal/ruído (SNR) e distorção harmônica total (THD);

Resposta em frequência, ou qual o volume máximo que a placa pode reproduzir

sons em diferentes frequências;

Taxa de amostragem;

Canais de saída, como som surround 5.1 ou 7.1;

APIs suportadas;

Certificações, como a Dolby Master e a THX.

Qualquer pessoa investindo em uma placa de som top de linha deve possuir

também alto falante de alta qualidade. Mesmo a melhor placa de som não consegue

reproduzir um som de alto nível com um alto falante de baixa qualidade.

Para saber se uma placa é boa ou não, você deverá observar atentamente as suas

características técnicas, como a resolução (número de bits que a placa manipula), a taxa

de amostragem, e, principalmente, o tipo de sintetizador. A qualidade de uma placa de

som é diretamente proporcional ao seu preço, ou seja, quanto mais cara for a placa de

som, melhor ela será.

67Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 68: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Como remover ou instalar sua Placa

As placas de som permitem que o computador execute música e som pelos alto-

falantes. Quase todos os novos computadores vêm com placa de som interna.

Entretanto, se o computador não tiver nenhuma placa de som instalada, ou se você

desejar atualizar os recursos de reprodução e gravação de som do computador convém

instalar uma.

Há três tipos de placas de som: placas de som incorporadas à placa-mãe do

computador e placas de som internas e externas. As placas de som externas geralmente

são conectadas via conector USB (barramento serial universal).

Antes de instalar uma placa de som, consulte a documentação que veio junta. As

diretrizes mostradas aqui são muito gerais e a documentação da placa de som pode

conter informações importantes específicas à instalação da placa. Consulte também a

documentação que veio com o computador para verificar se abrir o computador afeta

sua cobertura de garantia.

Antes de instalar a placa de som, você deve ter:

A placa de som que deseja instalar.

Possivelmente uma chave de fenda Phillips para abrir o computador, se

necessário.

O CD, DVD ou a mídia que veio com a placa de som (se houver), que conterá

drivers e outros programas.

Para abrir o gabinete do computador

1. Desligue o computador e desconecte-o da fonte de energia. Isso é muito

importante, pois instalar uma placa em um computador ligado à tomada pode

danificar a placa e o computador. Além disso, você pode levar um choque.

2. Abra o gabinete do computador. Examine a tampa do computador (geralmente

68Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 69: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

na parte posterior) para retirar parafusos ou grampos. A documentação do

computador normalmente inclui instruções sobre como abrir o gabinete.

3. Depois de aberto o gabinete do computador, proteja-se tocando no sistema de

alimentação (o revestimento de metal que circunda a tomada em que o fio

elétrico está ligado). Isso protegerá a nova placa e os componentes existentes no

computador contra eletricidade estática.

Para remover uma placa de som existente

Se já houver uma placa de som interna, é necessário removê-la antes de

instalar a nova. Se a placa de som do computador estiver incorporada à placa-mãe, vá

para "Para instalar a nova placa de som".

1. Localize a placa de som. Se não tiver certeza de que placa é a placa de som, siga

os fios dos alto-falantes até a parte posterior da placa e observe em que a slot a

placa está.

2. Desconecte os cabos de alto-falantes e microfones da parte posterior da placa de

som.

3. Se houver um cabo dentro do computador que conecte a placa de som à unidade

de CD-ROM, desconecte-o. Muitos computadores mais modernos não possuem

esse cabo. Se não estiver lá, ignore essa etapa.

4. Remova o parafuso que fixa a placa de som no lugar.

5. Puxe cuidadosamente a placa de som para fora do slot. Cuidado para não torcer

nem curvar a placa ao removê-la.

Observação:

Talvez seja necessário fazer leves movimentos para cima e para baixo com a placa

para que ela se solte. Mesmo se você for jogar fora a placa de som antiga, tome cuidado

ao removê-la para não danificar a placa-mãe. Se estiver presa, é melhor gastar um pouco

mais de tempo fazendo leves movimentos do que puxar a placa muito rapidamente e

danificar a placa-mãe no processo.

69Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 70: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

6. Se não estiver instalando uma placa de som nova, coloque uma tampa de slot,

caso tenha uma, e recoloque o parafuso. Feche o gabinete do computador e

recoloque os parafusos que removeu ao abrir o gabinete.

Para instalar a nova placa de som

1. Localize o slot de expansão no computador que aceitará a nova placa de som. Se

você tiver removido uma placa de som existente, é possível usar o mesmo slot se

a nova placa usar o mesmo tipo de slot de expansão. Verifique a documentação

do computador para determinar os tipos de slots de expansão disponíveis.

2. Coloque a placa de som com cuidado no topo do slot. Alinhe os pinos na placa

de som com o slot e empurre a placa para baixo para encaixar no slot. Verifique

se a placa está segura no slot e completamente encaixada. Se os pinos da placa

não estiverem perfeitamente alinhados com os pinos do slot de expansão, a placa

não funcionará adequadamente.

3. Se o computador tiver um cabo de áudio que conecte a unidade de CD-ROM

diretamente à placa de som, localize-o e conecte-o à placa. Consulte a

documentação que veio com a placa de som para determinar o local do conector

de áudio de CD-ROM na placa. Raramente esse cabo é necessário em hardware

de áudio atual. Na maioria das vezes, sua conexão é opcional.

4. Aparafuse a placa de som no quadro. Não empene a placa de som ou o quadro

enquanto aperta o parafuso. É melhor não apertar tanto o parafuso do que curvar

o quadro ou a placa.

5. Feche o gabinete do computador e recoloque os parafusos que removeu ao abrir

o gabinete. Conecte os alto-falantes e o microfone, se aplicável, à nova placa de

som.

6. Conecte o computador à fonte de energia e ligue-o novamente.

O Windows instalará o driver de dispositivo necessário para a nova placa de som.

Se sua placa de som tiver sido fornecida com um disco que contém o software, instale-o

agora. Verifique nas informações que acompanham a placa de som as etapas de

instalação de software necessárias. Se o Windows não reconhecer a placa de som e não

70Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 71: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

tiver o driver que a acompanha, você precisará encontrá-lo anualmente. (Os drivers

permitem que o Windows reconheça seu dispositivo.) Visite o site do fabricante da placa

de som e verifique na seção de suporte se há algum driver disponível para download.

Para obter mais informações, consulte Solucionar problemas de som e Solução de

problemas de driver.

71Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 72: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Como descobrir a fabricante da sua Placa

Um grande problema que muitos usuários passam é como descobrir a marca de

sua placa de som, ainda mais se na hora de comprar o micro você não tiver especificado

a marca que ela deveria ser. Pior do que ficar sem saber as características é conseguir

drivers atualizados de uma placa que você sequer sabe o nome!

A dica é a seguinte: todo periférico possui um número de identificação da FCC

norte-americana, em geral estampado em silk-screen em algum canto da placa (algo

como "FCC ID"). Através desse número, você conseguirá descobrir o fabricante de sua

placa. Basta ir ao endereço http://www.fcc.gov/fcc-bin/ead e entrar o número FCC no

formulário existente. A página irá, então, informar qual é o fabricante de sua placa de

som! Essa dica também é válida para qualquer outro periférico que você não saiba o

fabricante!

72Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 73: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Preços de Placas de Som

R$ 33,24

PLACA DE SOM 5.1 1051 - 6 CANAIS DE SOM INDEPENDENTES, EFEITOS 3D – LEADERSHIP.

R$ 278

Placa de Som USB Externa Creative Sound Blaster XFI Surround 5.1 Pro SB1095 24Bit THX USB.

R$ 161,34

Placa de som 7.1 PCI Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio (versão bulk)

A placa Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio da Creative oferece uma experiência áudio de qualidade de estúdio, para ouvir a sua música, ver os seus filmes.

R$ 139

73Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 74: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placa de Som Creative Sound Blaster Audigy SE SB0570L4 7.1 Interna PCI

R$ 463,41

Placa de som X-Fi Forte 7.1

A Auzentech X-Forte 7.1 é a placa de som ideal para redescobrir os seus filmes preferidos, ouvir a sua música e mergulhar nos seus jogos de eleição.

R$ 153,61

Placa de som Xonar DS 7.1 - PCI

Idealpara os jogadores, a placa de som Asus Xonar DS beneficia datecnologia DTS Connect que lhe confere um excelente som Surround 7.1.

R$ 299

Placa de Som Creative Labs Sound Blaster X-Fi Surround Pro 5.1 24-bit USB External (SB1095).

74Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 75: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

R$ 350

Placa de Som Creative Sound Blaster XFi Titanium SB0880 24Bit 7.1 ASIO 2.0 PCI Express.

R$ 599

Placa de som Creative Labs Sound Blaster X-Fi Titanium Fatal1ty Professional 7.1 Channels 24-bit 96KHz PCI Express x1 Interface Sound Card SB0886-2

R$ 446,21

Placa de som 7.1 PCI Sound Blaster X-Fi Titanium Fatal1ty Pro

Concebida pela Creative para os jogadores, a placa de som Sound Blaster X-FiTitanium Fatal1ty Pro possui uma potência áudio de 7.1 canais.

R$ 1.349,10

Placa Mãe Server Intel S5500HCVR LGA 1366

75Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 76: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placa Mãe Intel S5500HCVR Processador Nehalem Dual LGA1366 9xDDR3 1333 1066Mhz Lan 6xSATA 2xPCI-Ex16 Vid DB-9 VGA 4xUSB.

R$ 179

SteelSeries Siberia Soundcard USB Branca.

R$ 49,90

Placa de Som Leadership PCI 32bits 5.1 6 canais.

R$ 189

Placa de som Sound Blaster Audigy SE 24Bit Digital / 7.1 canais / Melhor opção baixo custo para Musicas, Jogos e Filmes

Música Melhora drasticamente a sua experiência ouvir música em MP3, com nítida qualidade de áudio de 24 bits, ADVANCED HD ™.

R$ 29

76Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 77: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placa de Som Leadership 5.1 C-Media 6CH - 1051

Placa de Som Leadership 5.1 C-Media 6CH - 1051 com Chipset C3DX, 6 canais de som independentes, efeitos 3D. Compatível com Dolby Digital. Portas SPDIF/ZV, 24bit e game port.

R$ 65,61

Placa de som 5.1 canais, Trust SC-5100, slot PCI 14319.

R$ 1.691,10

Placa de Vídeo Zotac Geforce GTX580 1536MB DDR5 384 Bits DVI HDMI.

GEFORCE GTX 580 ZOTAC 1536MB DDR5 384BITS 4008MHZ

R$ 595

Placa de Som Asus Xonar Essence STX PCI-Express x1 Sound Card - XONAR ESSENCE STX.

R$ 234,45

77Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 78: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Placa de som Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio PCI Express.

Actualize o seu PC com o som de referência Sound Blaster X-Fi Xtreme Fidelity! A placa Sound Blaster X-Fi Xtreme Audio da Creative transforma os filmes e a música MP3.

R$ 42,65

Placa de som PCI chipset CMEDIA CS-OEM-51.

Ligada a uma porta PCI do seu computador, a placa de som Power Star CS-OEM-51 permite-lhe beneficiar de um som de qualidade 5.1, graças ao chipset CMEDIA integrado.

78Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 79: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Som Multicanal

O termo “som multicanal” designa a utilização de várias pistas áudio com vista à

restituição sobre um sistema que comporta várias colunas.

Existe uma terminologia associada, constituída por dois números separados por

um ponto (2.1, 5.1, 6.1, 7.1, etc.), permitindo classificar o tipo de configuração espacial

das colunas em função do número de pistas áudio utilizadas.

O primeiro número indica o número de canais principais destinados cada um a

ser restituído numa coluna, enquanto o segundo designa a presença de efeitos baixa

frequência (em inglês Low Frequency Effect, notados LFE) destinados a serem

restituído sobre um caixão de baixos. Assim, 1.0 corresponde a um som áudio mono

(subentendido monocanal) e 2.0 corresponde a uma fonte sonora estéreo.

79Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 80: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Alto Falante

Um alto-falante funciona basicamente da maneira inversa de um microfone.

É um tipo de transdutor que recebe o sinal elétrico e o converte em vibrações físicas,

criando uma variação na pressão no ar à sua volta e consequentemente dando origem às

ondas sonoras. O principal componente do alto-falante é o seu conjunto magnético, ou

seja, o ímã permanente e a bobina móvel (que produzirá um campo magnético à medida

que for percorrida por corrente). Entre estes dois componentes, existe um espaço livre,

denominado entreferro, com permeabilidade magnética equivalente a do ar. Por tratar-se

de um alto-falante de 8 polegadas, foi possível determinar a direção do campo

magnético do ímã permanente com o uso de um teslâmetro. O resultado encontrado em

laboratório foi uma densidade de fluxo magnético radial no entreferro, de dentro para

fora, de modo que podemos concluir que o polo norte magnético está localizado no

centro do ímã, enquanto o sul encontra-se em sua periferia, conforme pode ser visto na

figura abaixo.

Figura 21 - Alto Falante

O sinal de áudio é uma corrente alternada com intervalo de frequências entre 20

Hz (hertz) e 20KHz. Esta corrente circula na bobina móvel e esta cria um campo

magnético. O campo da bobina interage com o do imã fixo e assim a bobina movimenta

o cone para cima e para baixo produzindo o som.

80Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 81: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 22 - Interação do conjunto magnético, bobina móvel percorrida pela corrente, magnetização

do imã permanente e força resultante.

O processo acontece da seguinte maneira, a bobina móvel está imersa neste

campo magnético do ímã permanente e, à medida que se aplica uma corrente alternada

em seus terminais, é gerada também uma densidade de fluxo magnético pela bobina. A

interação entre estes dois campos magnéticos faz com que a bobina móvel se desloque

num determinado sentido.

Como estamos lidando com corrente alternada, o sentido do campo magnético

gerado pela bobina varia de acordo com a variação do sentido da corrente, fazendo com

que ora tenhamos uma força resultante para fora e ora uma resultante para dentro. A

grandeza física que estabelece esta resultante é a Força de Lorentz, a qual é determinada

de acordo com a regra da mão direita (veja figura 37). A mudança de direção da força

gerada dá origem ao movimento da bobina móvel e, consequentemente, da centragem e

do cone, ocasionando também a movimentação do ar na mesma frequência e gerando a

onda sonora. Toda esta análise pode ser esquematizada pela figura acima.

81Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 82: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Figura 23 - Regra da mão direita

É importante ressaltar que é essencial que o material da carcaça do alto-falante

seja diamagnético, para que não haja interferência no campo do conjunto magnético e os

resultados não sejam inesperados.

82Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 83: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Conclusão

Portanto, ao fim deste trabalho pude aprender um pouco mais da importância da

placa de som para os computadores atuais. Sua presença maciça mostra um pouco de

sua relevância perante a modernidade da nossa sociedade e do que ela necessita.

83Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota

Page 84: Placas de Som

UPE – Universidade de PernambucoPOLI – Escola Politécnica de Pernambuco

Bibliografia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Placa_de_som

http://informatica.hsw.uol.com.br/placas-de-som.htm

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Placas-de-Som/919

http://preco2.buscape.com.br/placa-de-som.html

http://windows.microsoft.com/pt-BR/windows-vista/Install-or-remove-a-sound-

card

http://compreviews.about.com/cs/soundcards/a/CompAudioPt1.htm

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/gerando-som-digital.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/compressao-audio.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/extracao-audio.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/gerando-arquivos-

menores.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/placas-som-1.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/monster-sound.html

http://www.hardware.com.br/livros/hardware-manual/creative-sound-blaster-

live.html

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Como-Funciona-o-Audio-On-

board/546

84Disciplina: Organização de Computadores

Aluno: Yam Assis da Mota