¿Qué es el USB Audio Class para la reproducción de música y voz?

¿Qué es el USB Audio Class para la reproducción de música y voz?

Josep Roca

Muchos de nosotros estamos ya acostumbrados a utilizar periféricos de audio a través de USB en vez de utilizar el clásico minijack de toda la vida, el motivo de ello es que se pueden transmitir muchos más datos a través del USB. Pero para que un puerto USB pueda reproducir audio necesita ciertos cambios en su arquitectura, lo que conocemos como USB Audio Class.

El USB Audio Class es altamente popular y también es utilizado debido a que es soportado por todos los sistemas operativos y por tanto plataformas. Podemos verlo utilizado en Windows, Linux, macOS, etc. Por lo que conectar un dispositivo compatible con USB Audio Class es algo tan sencillo como conectar y listo, sin preocupaciones adicionales de ningún otro tipo.

Los estándares del USB Audio Class

USB Audio Class

Tenemos dos estándares distintos, el primero es el USB Audio Class 1.0, el cual fue propuesto en 1999 y se basa en la versión 1.0 del estándar USB.

  • Las especificaciones indican; 24 bits en estéreo, dos canales, con un muestreo de 96 KHz como máximo.
  • En cada milisegundo se envía un paquete por el puerto USB, el límite de tamaño por paquete en estándar USB es de 1024 bytes. El USB Audio Class 1.0 envía 576 bytes por milisegundo, pero no se pueden utilizar frecuencias de muestreo mucho más altas por el límite por paquete.

Una década más tarde se propuso el USB Audio Class 2.0, pensado para los estándares USB 2.0 en adelante. Dado que el ancho de banda había pasado de los 12 Megabits por segundo a los 480 Megabits por segundo. Las limitaciones del USB Audio Class 1.0 desaparecieron.

  • La calidad del audio paso de 24 bits a 32 bits y es posible obtener tasas de muestreo tanto para la reproducción como la grabación de hasta 192 KHz.
  • La diferencia en ancho de banda del USB 1 al USB 2 es tal, 40 veces más, que es posible grabar 60 canales simultáneos con la misma calidad que en el USB Audio Class 1.0 cuando en la versión anterior del estándar solo son posibles 2 canales.
  • Es compatible hacía atrás con la versión 1.0 del estándar.

Los auriculares gaming de gama alta, con un altavoz por canal, hacen uso de la segunda versión del estándar, la cual está pensada no solo para reproducir audio con mayor calidad, sino también para una mayor cantidad de canales simultáneos.

Los tipos de DAC en el USB Audio Class

DAC

Aunque el sonido es tratado de manera digital cuando es manipulado dentro de nuestro ordenador como datos. A la hora de transmitirse a los altavoces lo hace en forma de señal analógica que ha de ser convertida a través de un conversor que convierta la señal digital a una analógica, o más conocido por sus siglas inglesas DAC.

Por lo que la salida de audio ha de estar sincronizada a la velocidad de las propias pistas de audio, las cuales no siempre son simétricas. Esto hace que existan varios DAC distintos para los diferentes USB Audio Class.

  • Primer tipo, DAC síncrono USB: Es el de peor calidad y se utiliza en productos de gama baja, acepta los paquetes de datos a medida que van llegando y son los más dados a fallos en la calidad del audio.
  • Segundo tipo, DAC adaptativo USB: Aquí la velocidad de reloj del DAC se va ajustando, de tal manera que existe una coordinación completa entre el envío y la recepción de datos.
  • Tercer tipo, DAC asíncrono USB: El más avanzado de todos y el mejor, dispone de una unidad que marca el timing del flujo de datos, lo que lleva a una mayor precisión y le evita a la CPU tener que ir coordinando. Es el tipo de DAC que se utiliza en los productos de alta gama.

Como curiosidad, si os habéis comprado unos auriculares con USB veréis que muchos de ellos no se conectan por USB sino con una pequeña caja con un minijack en un extremo y por el otro lado una salida USB. Pues bien, esa caja no es más que un DAC muy barato, ya que habitualmente los puertos USB de PC no suelen llevar un DAC integrado, por eso son necesarios dispositivos especiales que cumplan dicha función.

En los auriculares de gama alta con múltiples canales debido a que no es normal que en la placa base del PC se incluya un USB que pueda transmitir audio suelen llevar estos mismos el DAC en su interior. En todo caso, si tenéis una tarjeta de sonido es posible que varios de sus puertos USB incluyan DAC integrado.

No solo sirve para ordenadores

Android USB C

Los smartphones y tableta también tienen soporte para USB Audio Class a través de sus puertos USB, pero es especialmente a través de USB-C y similares que el USB Audio Class 2.0 ha llegado a este tipo de ordenadores. Haciendo posible no solo la reproducción, sino también la grabación de varios canales simultáneos a través de este tipo de puerto de entrada y salida.

Poco a poco el puerto minijack va desapareciendo a favor de utilizar puertos USB y similares. Lo que significa que con el tiempo todos los puertos USB de tablets y smartphones tendrán DAC integrado. Es más, por la alta demanda del puerto USB tipo C con DAC es posible que se estandarice también en PC el puerto USB con DAC de audio integrado.