Placă de sunet

Cand a aparut, Pc-ul standard nu includea alte capacitati audio decat simplul bip sau generarea unor tonuri deoarece nu existau aplicatii importante care sa faca apel la o alta gama de sunete. Calculatoarele foloseau semnalele sonore pentru a semnala probleme de tipul “bufferul de tastatura plin” sau erori in timpul testului POST (autotestul de pornire).

Sistemele proiectate ulterior au inclus capacitati audio de foarte buna calitate ca parte integranta a sistemului hard si soft. Desi nu exista inca hard si soft audio standard pentru sistemele compatibile PC, extensibilitatea platformelor PC permitea utilizatorilor sa adauge cu usurinta capacitatea audio sistemelor existente. In acest fel s-a materializat cel putin unul dintre standardele audio.

Placa de sunet este cea care deosebeste un PC obisnuit de un PC Multimedia(MPC). Incluzand dispozitive audio perfomante, un PC multimedia extinde posibilitatile de interactiune ale calculatorului cu exteriorul. Sistemul multimedia poate genera independent sunete si poate controla dispozitive externe care efectueaza exact aceleasi operatii prin intemediul unei interfete MIDI. Principala functie a portului este crearea de secvente muzicale cu ajutorul PC-ului si nu redarea de secvente sonore create anterior si stocate pe disc sau in memorie. Interfata MIDI foloseste doua porturi cu conectare DIN cu 5 pini pentru intrare (MIDI-IN) si pentru iesire (MIDI-OUT). Insa instructiunile MIDI nu trebuie sa treaca obligatoriu prin portul MIDI.

Placa de sunet este fie de sine statatoare (separata - "standalone"), fie cel mai frecvent este inclusa (integrata) in placa de baza. Placile de sunet separate sunt de obicei "interne", adica se monteaza intr-un slot PCI de pe placa de baza, insa exista si placi "externe" care se conecteaza la portul USB.

Orice omisiune facuta in sistemul audio de catre fabricantul PC-ului poate fi corectata prin adaugarea de difuzoare externe si, daca este cazul, a unei placi de sunet (sound board).

Figura 1

Constituind un element de baza pentru un PC multimedia, placa de sunet ofera calculatorului capacitatea de a sintetiza si de a captura o mare varietate de sunete, de a le reda si de a controla dispozitivele externe.

Transpunerea semnalelor digitale in lumea undelor sonore este o cerinta pe care PC-urile o satisfac prin mai multe metode. Sunetul are o forma corespondenta, numita componenta audio analogica, care foloseste semnale electrice pentru a reprezenta intensitatea undelor acustice. PC-urile transforma aceste semnale electrice in componente audio digitale, care sunt compatibile cu microprocesoarele, cu alte circuite digitale si cu sistemele acustice. Desigur, calculatorul nu este limtat la prelucrarea unor sunete provenite din surse externe; el poate genera propriile semnale digitale prinr-un process numit sinteza. Pentru a reface sunetele initiale din aceste semnale digitale, PC-ul foloseste circuite audio proprii sau o placa de sunet, care include atat un convertor digital-analogic, cat si un amplificator. In etapa finala, semnalele astfel convertite ajung in difuzoarele externe, care le transforma in unde acustice.

Sunetul, acest fenomen analogic, are doua caracteristici de baza: intensitatea (sau amplitudinea) si frecventa. Sunetele pot fi slabe, puternice sau pot fi situate intre aceste limite.

Frecventa sunetului poate avea orice valoare, de la cele joase, corespunzatoare notelor de bas din muzica la cele inalte, acele sunete ridicate, chiar stridente care compun tonurile superioare din muzica. Datorita faptului ca sursele individuale de frecvente joase nu se pot localiza usor, chiar si in sistemele stereo, se utilizeaza un difuzor pentru frecvente joase numit subwoofer. Frecventele inalte au lungimi de unda mici si pot fi blocate sau reflectate cu usurinta chiar si de obiecte mici.

Amplitudinea descrie intensitatea sau puterea sunetului. Amplitudinea sunetului care se deplaseaza prin aer este denumita uzual nivelul de presiune sonora. In sistemele audio, semnalele electrice tin locul undelor sonore. Aceste semnale pastreaza frecventele caracteristice ale sunetelor originale, iar amplitudinea lor corespunde variatiilor intensitatii electrice. In mod obisnuit, intr-un sistem audio voltajul reprezinta amplitudinea presiunii undelor sonore initiale.

Toate amplificatoarele audio analogice aplica sunetului mici deformari cunoscute sub numele de distorsiuni. Practic, distorsiunea adauga sunetului asteptat semnale nedorite (defecte). Placile de sunet care pot fi gasite de obicei in PC-uri produc multa distorsiune. Se va obtine o calitate mult mai buna a sunetelor in cazul in care se cupleaza sistemul stereo (care este proiectat pentru o distorsiune scazuta chiar si la niveluri ridicate ale puterii semnalului) la iesirile de nivel jos ale placii de sunet, astfel incat semnalul audio sa nu treaca prin amplificatorul de putere al placii de sunet. De fapt, placile de sunet de calitate mai buna nici nu au amplificatoare de putere, ca o recunoastere a faptului ca oricare dintre circuitele pe care le includ poate avea o calitate mai scazuta a sunetului, din cauza restrictiilor de instalare a lor pe o placa cu circuite cu capacitate limitata de alimentare cu energie.

Placa de sunet analizeaza formele undelor sonore de mii de ori pe secunda si atribuie o valoare numerica tariei sunetului la fiecare analiza de acest fel, apoi inregistreaza numerele. Pentru a reproduce muzica sau zgomotul, placa de sunet parcurge procesul invers, adica preia numerele inregistrate si regenereaza taria semnalului corespunzator la intervale de timp egale cu cele folosite in procesul de analiza a semnalului original. Rezultatul este o copie aproape exacta a semnalului audio original.

Pentru a stoca sunete pe PC se pot folosi doua tipuri principale de fisiere. Unul dintre ele este denumit generic fisier de sunet si contine datele formelor de unda (waveform), adica inregistrari de sunete analogice, care au fost apoi digitizate pentru a fi stocate pe un calculator. Al doilea tip de fisier este fisierul MIDI, care foloseste extensii MID sau RMI si care este un un fisier in totalitate digital, nu contine inregistrari de sunete, ci instructiuni pe care placa de sunet le foloseste pentru a genera sunetul. Folosind standardul MIDI se pot crea, stoca, edita si reda fisiere de muzica pe calculator, fie in tandem cu un instrument muzical electronic, fie doar cu calculatorul.