O documento descreve os dispositivos de áudio em computadores, incluindo a digitalização e reprodução de som, as conexões padrão de placas de som e a função da conexão SPDIF para transmissão digital de áudio.

1. Aula 13 - Dispositivos
de audio
Professor: Marcos Elói Basílio

2. Imagem e som
• Hoje se pode dizer que o microcomputador praticamente se tornou
sinônimo de imagem e som, dado o número de aplicações
• que suportam áudio e vídeo, e, por conseguinte, das informações de
áudio e vídeo processadas diariamente, principalmente através da
internet (exemplos: youtube, flickr, jornais diversos, etc.). À
capacidade de processar áudio e vídeo se dá o nome de
• multimídia.

3. • No passado, era comum a aquisição de um kit multimídia contendo
placa de som e controladora de CD-ROM, microfone, caixa de
• som e cabeamento. Hoje, com a incorporação de unidade de CD/DVD
a praticamente todos os PCs, e com a alta especialização de funções,
já não se fala em kits multimídia como no passado, mas nos seus
• componentes separadamente: armazenamento, vídeo e áudio. Nesta
aula são descritos os recursos de som, isto é, a capacidade
• de geração de som no microcomputador.

4. • Som no computador
• O som assume dois formatos distintos no computador: o digital e o
analógico. Sabe se que o som se propaga através de ondas
• analógicas em meios materiais (normalmente, no ar). Um sinal
analógico pode assumir qualquer valor de frequência e intensidade
• ao longo do tempo. Já o computador trabalha com o som traduzido
em sinais digitais (grupos de bits que podem receber o valor 0 ou 1). e
o computador trabalha com sinais digitais, que são representados
• por números inteiros 1 e 0.

5. • Sinal analógico e sinal digital
• Ocorrem transformações de sinais analógicos em digitais (captura de
som num microfone) e vice-e-versa (ecoar som na caixa de som) no
processamento de som no computador. O primeiro processo
• denomina-se digitalização e o segundo, conversão digital/analógica.
• O processo de digitalização é feito amostrando o sinal analógico
diversas vezes por segundo, armazenando o nível de sinal em cada
amostra (dependendo do padrão de armazenamento, podem ser
• amostradas diferenças entre a amostragem atual e a anterior). Daí o
som fica representado de forma digital. A qualidade
• do som será tão maior quanto maiores forem as frequências de
amostragem e o tempo e o número de níveis de intensidade de som
(traduzidos em número de bits).

6. • Esta conversão é feita por um circuti denominado Conversor Analógico-
Digital, ou Conversor A/D (Analogto Digital Converter, ou ADC). Um
período de som digitalizado pode ser armazenado em arquivos com
extensão ".wav" no Windows. Outros formatos de armazenamento
comuns são: MP3, MPEG (vários), AMR, ITU-T G.xxx (vários), 3GP,
dentre outros. Muitos deles, inclusive o WAV, suportam compressão do
sinal de áudio para economia de espaço de armazenamento.
• Para que o som digitalizado seja ecoado, há a necessidade de convertê-
lo novamente para o formato analógico, o que é feito pela placa de
som, que possui um circuito chamado Conversor Digital-Analógico, ou
Conversor D/A (Digital to Analog Converter, ou DAC). Este circuito
recebe uma sequência temporizada de valores numéricos e gera na sua
saída, uma voltagem proporcional a esses números.

7. • O arquivo de som armazenado é transferido para a memória do
computador e os dados da memória são transferidos para
• o Conversor Digital-Analógico, usando a mesma taxa de amostragem
com a qual foi feita a digitalização. Isto é possível porque
• o arquivo de som não armazena apenas os valores digitalizados. São
acrescentadas outras informações, como a taxa de amostragem com
a qual foi feita a digitalização.
• O Conversor Digital-Analógico gera novamente o sinal sonoro, que
passa por um amplificador, e finalmente é enviado aos alto-falantes.

9. • Conversão do som digital em analógico pela placa de som
• Placa de som
• A placa de som tem a função de processar os sinais de som nos
formatos digital e analógicos, efetuando as diversas conversões
• requeridas para a funcionalidade de áudio de um PC. Normalmente
hoje a funcionalidade da placa de som está na placa mãe
• (on-board).

10. • Exemplo de placa de som
• As principais características de uma placa de som são:
• ▪ resolução dos conversores A/D e D/A - 8 ou 16 bits, normalmente;
• ▪ capacidade de processamento do processador digital de sinal (DSP),
responsável pelo processamento dos sinais de áudio;
• número de canais de áudio suportados - mono, estéreo, podendo
chegar a 64 canais ou mais, permitindo mixagem de sons de várias
fontes;
• além disso, a placa de áudio costuma
• ter também memória ROM para armazenamento do programa
executado pelo DSP e alguma memória RAM como área de trabalho.
• As conexões padrão de uma placa de som são as seguintes:

11. • Line-IN - é uma entrada de som estéreo
• utilizada para que a placa de som receba sons de aparelhos como
videocassetes, cd players ou sintonizadores de FM. Através
• desta entrada os sinais de áudio provenientes destes aparelhos
podem ser gravados para utilização posterior ou simplesmente
• reproduzidos no computador. Para estes tipos de conexão é utilizado
um cabo com um plug P2 em uma das extremidades e dois plugs RCA.
• MIC - esta entrada serve para que seja conectado à placa um
microfone mono ou estéreo. Com esta conexão pode-se gravar
• sons para utilização posterior ou efetuar comandos por voz, caso
exista um software capacitado a realizar este tipo de tarefa.

12. • Line-OUT - esta é a saída de baixo nível dos sinais sonoros da placa,
utilizada para conexão a amplificadores.
• Speaker-OUT - é também uma saída sonora, porém com sinal já
amplificado, utilizada para conexão a caixas acústicas.
• GAME port/MIDI port - esta saída é utilizada para a conexão de
joysticks. Este conector pode também ser utilizado na ligação
• com equipamentos MIDI (Musical Instruments Digital Interface -
Interface Digital para Instrumentos Musicais) como, por exemplo, um
órgão eletrônico. Neste caso, são enviados à placa de som sinais
• correspondentes às teclas pressionadas no instrumento. Esses sinais
podem ser armazenados e editados por um software apropriado e
reenviados ao instrumento para que sejam reproduzidos através de
• comandos do computador, sem a necessidade de uma pessoa para
tocar.

14. • Conexões padrão de som Instalação da placa de som
• A instalação de uma placa de som, quando necessária:
• ▪ encaixe da placa de som em um slot disponível na placa-mãe
(atualmente na maioria dos casos, a placa-mãe já inclui placa de som;
neste caso desconsiderar este passo);
• ligação do cabo de áudio da unidade de CD-ROM à placa de áudio ou
ao conector apropriado na placa-mãe (fio cinza, que é o cabo de
transferência de áudio analógico):

15. • Cabo a ser conectado à placa de áudio ligação do par de caixas▪
acústicas à saída speaker-out da placa de som;
• ▪ instalação dos arquivos de operação e de configuração da placa de
som através de software fornecido pelo fabricante (na maioria dos
casos o próprio Windows se encarrega de instalar os programas
necessários ao funcionamento do Kit - sistema Plug and Play);
• ▪ verificar se o driver da placa de som está corretamente instalado e
se ela está funcionando perfeitamente. Para isso, no painel de
controle no Windows, na opção Sistema, entrar no Gerenciador de
Dispositivos.
• Neste gerenciador, verificar se na opção Controladores de som, vídeo
e jogo está tudo correto, sem nenhum ponto de interrogação ou
exclamação. Se estiver tudo certo, a placa estará funcionando
adequadamente, caso contrário pode ser necessário reinstalar o
driver de controle.

16. • Conexão SPDIF
• Na parte de trás das unidades de CD-R, CD-RW, DVD-R e DVD-RW
entre outros, existe uma saída chamada SPDIF, que é um
• conector digital de transferência de áudio.
• Muitas placas de som, especialmente as mais caras, possuem este
conector rotulado SPDIF (dele é feita a conexão para o áudio
analógico, mencionada anteriormente).

17. • Conector SPDI
• SPDIF significa Sony/Philips Digital Interface.
• É um padrão para a transferência digital de áudio. A transferência digital, ao
contrário da transmissão analógica, é imune a ruídos, por isso é o tipo de
transmissão de áudio preferida entre os amantes e os profissionais da área
de áudio que usam o micro como uma ferramenta.
• No entanto, em muitos casos, o micro tem a capacidade de conexão SPDIF e
não é usada, por desconhecimento do usuário ou do técnico que montou o
micro.
• O sinal analógico gerado pelo conversor D/A presente na unidade de CD-
ROM pode não ser de alta qualidade. Além disso, o cabo que percorre
internamente o micro esta sujeito a captar ruídos por interferência
• eletromagnética. Daí a vantagem em se utilizar a conexão digital do SPDIF
• sempre que possível. Este conector pode estar na placa de áudio ou na
placa-mãe se a função de áudio estiver on-board e ela suportar este padrão:

19. • Conector SPDI na placa de áudio
• Com esta conexão (feita através de dois fios e um pequeno plug de
dois terminais), a conversão digital/analógica será feita pela placa de
som e não mais pela unidade de CD-ROM. Na figura a seguir nota-se o
• detalhe de uma placa de som Sound Blaster Live!. Nela pode ser
observado, na parte de cima, o conector SPDIF de dois pinos,
• para a conexão SPDIF da unidade de CD-ROM e, abaixo, o conector
SPDIF EXT, para a conexão de dispositivos digitais externos
• ao micro usando a conexão SPDIF.
• Existe também a conexão SPDIF óptica para conexões externas (este
padrão não é somente para conexões internas):

21. • Fibra óptica para conexão SPDIF e placa adaptadora para conexão
SPDIF com conector para fibra óptica (quadrado) e cabo
• coaxial (redondo)

22. • Atividades
• 1. Quais são as conexões padrão existentes em uma placa de som?
• 2. Como o som é tratado dentro da placa de som?
• 3. Qual é a função da conexão SPDIF?