Conectores, entradas e saídas de áudio: quais são as principais diferenças?

Com a constante evolução dos equipamentos eletrônicos, a indústria se vê obrigada a seguir (e se adaptar) a diversos padrões para entregar ao usuário a compatibilidade que ele busca quando o assunto é áudio. Quer um exemplo? Você tem um celular que possui uma saída para fone de ouvido, mas pode usar um headset para falar ao telefone tranquilamente — ouvindo o interlocutor e usando o microfone ao mesmo tempo. No entanto, seu computador possui duas conexõees separadas, uma entrada para microfone e uma saída para fone de ouvido. E aí, como proceder?

Para essas e outras dúvidas frequentes sobre áudio, o Canaltech preparou um guia simples que vai abordar conectores e adaptadores. Assim, você vai entender melhor como tudo funciona e que tipo de cabo ou adaptador você precisa para fazer sua vida fluir melhor com os dispositivos e aparelhos de som que tem em casa.

O que são conectores e adaptadores?

No mundo da tecnologia, várias são as conectividades de áudio. Entradas, saídas ou portas que conjugam as duas são comuns em telefones celulares, mas temos duas terminologias que certamente você já ouviu falar: conectores e adaptadores de áudio. Como os nomes indicam, conectores são aqueles componentes que se conectam a outros — por meio de cabos, por exemplo. Já os adaptadores são aqueles que transformam um conector em outro, ou seja, podem dividir uma conexão em duas, ou mesmo alterar o calibre do pino conector para um maior ou menor.

Por exemplo: se você tem um fone de ouvido com conector P2 e quer plugá-lo a uma placa de áudio que só tem entrada P10, vai precisar de um adaptador de P2 para P10 para poder curtir o seu som, como mostra a imagem abaixo:

Entrada e saída de áudio

Para entender o que é entrada e o que é saída de áudio, basta imaginar o seguinte: de onde vem o som? Se o sinal for captado, amplificado e processado pelo computador na sequência, temos uma entrada. Exemplo: a do microfone, seja em placas de áudio dedicadas, seja no seu computador. O som vem da boca de quem fala e entra no aparelho.

Já a saída faz o caminho inverso: o som é gerado pelo processador, convertido em som analógico e transmitido para um alto-falante, seja ele o driver do seu fone de ouvido ou as caixas de som auxiliares do seu computador. O som vem do próprio computador e sai pelos falantes.

O processo que ocorre na metade dos dois caminhos é chamado de mixagem e conversão (de digital para analógica ou vice-versa). Isso quer dizer que o som pode ser captado, mixado, convertido e transformado em sinal digital no processo de captação. Já no processo de reprodução, o som é gerado pelo computador, convertido de digital para analógico, mixado, amplificado e, finalmente, reproduzido.

Conectores P1, P2, P3 e P10

Quando você vai comprar um fone de ouvido com cabo, algo importante que precisa levar em consideração é o tipo do cabo e do conector, pensando no dispositivo ao qual você vai plugá-lo. Existem diferentes tipos de entradas, saídas e conectores, e o importante é saber as diferenças entre eles para não comprar algo incompatível com o aparelho que você possui.

As principais diferenças entre os conectores de áudio que vemos atualmente no mercado têm a ver com suas funcionalidades. Alguns, tocam apenas em um canal (mono). Outros, tocam estéreo. Já os mais modernos suportam reprodução de áudio em dois canais e ainda enviam sinal captado por um microfone.

Por conta disso, a indústria resolveu separar cada tipo de conector e batizá-los com base no padrão TS (tip-sleeve), TRS (tip-ring-sleeve) e TRRS (tip-ring-ring-sleeve), que ficaram popularmente conhecidos como P1 (já em desuso – 3/32"), P2 (mono e estéreo – 1/8") e P3 (também 1/8"). Já os conectores maiores, geralmente usados em instrumentos musicais, possuem 6,35 mm, ou 1/4").

A saber: tip significa ponta; ring é o anel metálico dividido pelas faixas pretas em cada conector; e sleeve é a base ou corpo do conector (a parte metálica acoplada ao cabo, onde, geralmente, é ligado o aterramento — exceto em cabos P3), conforme mostra a imagem abaixo:

Note que a principal diferença entre eles está no número de anéis (essas listras pretas que dividem os canais do aterramento) em torno do conector. Além, claro, do diâmetro. Sendo assim:

• P1: conector tip-sleeve (TS) mono, antigo, já em desuso, e com diâmetro menos calibroso (2,5 mm). Era utilizado para receber ou enviar áudio (fones e microfones antigos de um canal só);
• P2 mono: conector tip-ring-sleeve (TRS) mono, com 3,5 mm de diâmetro. Ainda encontrado em fones de ouvido de um canal só ou em microfones básicos de computador;
• P2 estéreo: conector tip-ring-sleeve (TRRS) estéreo, 3,5 mm, e largamente utilizado em fones de ouvido com dois canais (direita e esquerda) e microfones estéreo, que dividem o sinal também em dois canais);
• P3: conector tip-ring-ring-sleeve (TRRS), também com 3,5 mm, conhecido por integrar headsets compatíveis com telefones celulares, próprios para atender e realizar ligações telefônicas. Eles possuem capacidade de receber áudio para os drivers do fone e, ao mesmo tempo, de enviar áudio captado pelo microfone integrado a um computador ou celular. Aqui, estamos usando o padrão de headsets para PCs.
• P10 mono: é o conector grandalhão, com 6,35 mm. Geralmente, é utilizado em cabos para conectar instrumentos musicais a mesas de som, amplificadores, pedais e placas de áudio, em um só canal. Está presente no tradicional cabo mono desbalanceado, usado para ligar uma guitarra a um amplificador, por exemplo.
• P10 estéreo: é o conector utilizado em fones de ouvido profissionais (hoje em dia, a maioria vem com conector P2 e um adaptador para P10 na caixa), já que são destinados para DJs, produtores musicais, músicos e audiófilos.

Como o foco aqui nesse guia é nos gadgets, vamos nos ater aos conectores mais comuns do mercado.

Como identificar o conector

O que você precisa saber na hora de comprar um cabo, um fone de ouvido ou um adaptador é: qual o seu calibre? Qual a entrada do dispositivo que você vai usar para ouvir música ou falar ao microfone? Quer que o som saia em um canal só (mono, só o canal da esquerda) ou dos dois lados (estéreo)? Vai precisar adaptar para usar em outros aparelhos?

As configurações principais dos plugues, como comentamos anteriormente, são as seguintes: TS (P1 mono, P10 mono), TRS (P2 estéreo, P10 estéreo) e TRRS (P3). Os anéis pretos que circundam o conector de áudio servem para dividi-lo em porções, portanto, você conta o número de anéis pelas partes metálica, e não pelos anéis que circundam o fone. O esquema de ligação dentro de cada plugue se diferencia em canais, aterramento e microfone.

O diagrama que você viu acima representa bem esse conceito, muito utilizado para computadores, smartphones, tablets e gadgets de áudio. Existem, inclusive, adaptadores com a mesma conformação que suportam vídeo (convertendo o padrão RCA para um cabo P3, por exemplo), mas não vamos entrar nesse assunto neste guia.

Trocando em miúdos: tomadas de áudio pequenas em aparelhos mais novos suportam cabos P2 e P3. Já as tomadas grandes suportam os plugues mais calibrosos, os chamados P10.

Posso ligar um conector P3 em uma entrada P2 e vice-versa?

Hoje em dia, podemos usar as entradas P3 dos smartphones, computadores e tablets com headsets compatíveis (vindos de fábrica com o plugue P3) para ouvir e falar. Mas é possível conectar um fone de ouvido P2 na saída P3 do aparelho? A resposta é sim! Você vai continuar ouvindo em dois canais, estéreo, normalmente, só não vai conseguir falar porque o padrão P2 não suporta microfone, certo?

Da mesma maneira, se você conectar o fone de ouvido P3 que veio no seu celular, por exemplo, em uma saída P2 da sua placa de áudio ou do seu notebook, vai conseguir ouvir o som, mas não vai conseguir usar o microfone. Se a ideia é usar um headset P3 em um notebook que tem entradas separadas para fone de ouvido e microfone, será necessário comprar um adaptador desse tipo abaixo para "dividir" os cabos e conseguir usá-lo com todas as funções disponíveis — plugando um macho na saída de áudio e o outro na entrada de microfone.

No entanto, vale fazer um alerta: existem, para plugues TRRS (P3), alguns padrões que os dividem em porções diferentes. É o caso do padrão CTIA (usado em aparelhos da Apple do passado) e OMTP (usados pela Nokia em seus celulares). Nesses casos, a porção inferior do cabo (sleeve) pode ter diferentes ligações. O padrão Apple antigo (CTIA) usava microfone ou vídeo ligados no sleeve, abaixo do terra, um anel acima. Já o padrão Nokia (OMTP) usava o terra na porção sleeve, com o microfone ligado no anel logo acima. Usar fones de ouvido modernos nesses aparelhos com padrões antigos pode gerar um curto e impedir que o aparelho funcione corretamente. Não há um padrão universal, embora o mais utilizado seja o que abordamos neste guia — para celulares e computadores.

Adaptadores

Como você viu acima, haverá situações em que será necessário fazer uso de adaptadores nos seus cabos. Existe uma série de modelos disponíveis no mercado, cada um para um propósito. O ideal é você entender que seu som precisa ser "adaptado" à sua maneira. Ligar um cabo mono em um adaptador estéreo não vai causar a mágica de fazer o som sair em dois canais. O caminho oposto vai resultar em um áudio tocando apenas do lado esquerdo do seu fone, por exemplo. Portanto, dica número um: atente-se para o plugue na hora de adaptá-lo, se é mono ou estéreo.

Esse modelo aqui, por exemplo, transforma um cabo P2 estéreo, comum, de fone de ouvido, em um P10 estéreo. Esse plugue é usado, geralmente, para placas de áudio externas, em aparelhagens de músicos, como amplificadores e mesas de som, em aparelhos de som mais antigos e em instrumentos musicais com saída para fone de ouvido, como pianos digitais e equipamentos de DJ.

No mercado, tem adaptadores das mais variadas formas, tamanhos e, principalmente, com diferentes objetivos. Inclusive, existem aqueles que transformam a porta USB-C ou Lightning de um smartphone em uma saída P2 estéreo para fones de ouvido. Então, a dica é: saiba o nome das portas de entrada e saída dos aparelhos que você quer conectar antes de sair em busca de um adaptador!

Entradas: microfone, instrumentos e linha

Agora que você já conhece de plugues, entradas, saídas e adaptadores, falta só entender os tipos de entradas que existem em computadores, equipamentos de som e placas de áudio dedicadas. Existem basicamente três tipos de entrada: de microfone, de linha e de instrumentos musicais.

No mundo do áudio, estes são os sinais que você pode encontrar nas aparelhagens: mic, instrument, line e speaker, ou seja: microfone, instrumento musical, linha e alto-falantes. Cada uma dessas tomadas lida com um nível de voltagem e impedância diferente. Vamos falar apenas das entradas (mic, instrument e line), já que alto-falantes funcionam com saídas.

Entrada de microfone

Uma entrada dedicada para microfone conta com níveis de voltagem e sinal gerados por um microfone passivo. É o sinal mais fraquinho dos três, e para que funcione legal, necessita de um pré-amplificador que "empurre" o som ao nível de linha. Por isso, muitos notebooks e computadores costumam contar com entrada exclusiva para microfone — que existe também em caixas de som amplificadas, mesas e aparelhos de som, por exemplo.

Entrada de instrumentos 

A entrada para instrumentos musicais é a intermediária, por assim dizer. Os níveis de sinal, aqui, podem variar bastante — suportando de uma guitarra passiva a um contrabaixo ativo, por exemplo. Essa entrada possui impedância mais alta e é por isso que é voltada para instrumentos musicais elétricos, com ou sem pré-amplificação ou fonte de energia.

O sinal de uma entrada de instrumento é levemente maior que o de uma entrada para microfone, e mais baixo que o de uma entrada de linha, voltada para suportar equipamentos mais potentes e com sua própria fonte de energia elétrica.

Entrada de linha (ou auxiliar)

Presente em equipamentos de som dedicados, como mesas ou placas mais avançadas, a entrada de linha, de maneira geral, aceita sinais mais altos antes da amplificação. Ou seja: ela foi feita para lidar com sinais mais potentes de equipamentos pré-amplificados, como um toca-discos mais novo, um sintetizador, um CD Player, uma bateria eletrônica e até mesmo um telefone celular. Praticamente, aceita sinal de aparelhos que já possuem sua própria fonte de energia, ligados à tomada ou a uma bateria.

O que acontece se você ligar uma guitarra na entrada de linha, então? O sinal vai chegar mais fraco, já que a guitarra não é pré-amplificada. Inclusive, o som vai soar "miado" quando você utilizar regulagens de timbragem dos captadores, já que a voltagem diminuirá e essa combinação pode alterar o timbre do seu instrumento.

Aparelhagens como placas de áudio e mesas de som contam com a opção de alternar entre linha/instrumento ou, então, possuem entradas diferentes para diversos tipos de equipamentos.

E cabos, entradas e saídas balanceadas?

Como estamos abordando o tema de conectores e entradas da maneira mais didática possível, não vamos nos aprofundar sobre o que são entradas balanceadas e desbalanceadas, mas citá-las é importante caso você queira se aprofundar um pouco mais no universo do áudio e enfrentar um dos grandes vilões do som: o ruído indesejado.

Funciona assim: um cabo simples, desbalanceado, conta praticamente com dois fios condutores de áudio: um que carrega o sinal sonoro e o outro que faz o aterramento (e é "enrolado" ao redor do cabo de sinal como uma malha). Cada fio que passa pelo cabo precisa terminar no conector, certo? Portanto, os conectores TS contam com cabos não balanceados, já que um leva o sinal sonoro e o terra faz a blindagem. É o caso, por exemplo, de um cabo comum de guitarra (o famoso P10 mono).

O fio terra desempenha dois importantes papéis nos cabos: carregar parte do sinal de áudio e proteger o fio do sinal principal de ruídos indesejados, vindo por interferência externa. Só que, apesar de atuar para filtrar esses ruídos, ele também pode funcionar como uma antena e captar outros, gerando o famoso hiss ou buzz na hora de tocar, por exemplo. Quanto mais curto for o cabo desbalanceado, menor a chance de gerar ruído.

Já o cabo balanceado tem três condutores que "morrem" no conector. Além do XLR da foto acima, cabos com conector P10 ou P2 estéreo podem ser balanceados, também. O que acontece é que, dentro desses cabos, existem dois fios de sinal (um positivo e um negativo) e um fio terra separado. A malha do terra também envolve os cabos principais e protege-os contra interferências, mas como o sistema tem um fio de sinal a mais, a magia acontece aqui: os dois fios transportam o mesmo sinal, porém com polaridade invertida, isto é, um negativo e um positivo. Como nas aulas de matemática, se você somar dois algarismos idênticos, porém com sinais diferentes, o resultado é zero. Portanto, na prática, o resultado é de zero ruído interferindo em seu som, que soa de maneira mais fiel.

Dessa forma, é importante saber que tipo de cabo e que tipo de sinal você terá no aparelho, gadget ou instrumento que for usar. De nada adianta você usar um cabo não balanceado para sinais balanceados, já que o resultado vai chegar com o mesmo nível de ruído de uma saída não balanceada, por exemplo. E usar um cabo balanceado para uma entrada ou saída de sinal não balanceado também não vai adiantar nada, afinal, não existirá o circuito que inverte a polaridade e cancela o ruído. Portanto, use o cabo correto para a saída ou entrada correta!