Que hace?

Hay que entender primero que una tarjeta de sonido  esta destinadas a nosotros que tenemos un rango de frecuencia de audición limitada entre 20Hz a 20Khz.

Rango de Audición humana

En el grafico aparece el parámetro Frecuencia medido en Hz y otro nuevo llamado "Sound Level" (Nivel de sonido, que para nosotros es el volumen) que esta medido en dB. Nosotros no escuchamos simplemente dB (decibeles) lo que nosotros escuchamos es "presión sonora" o acústica, el mismo tipo de presión que ejerce el aire o agua.El umbral de audición que tenemos esta a 20 (microPascales) y en cambio el umbral del dolor se encuentra a 20 (Pascales).
Otra cosa que hay que entender es que nosotros escuchamos señales analógicas y ese tipo de señales son las que mueven el cono de un parlante o altavoz.

Una señal analógica se representa de la siguiente forma:

¿Y ahora como se relacionan?

El Teorema de "Nyquist-Shannon" (teorema de muestreo), el cual nos dice que para poder convertir una señal analógica con cierta frecuencia en una digital es necesario que la señal digital tenga una frecuencia que sea el doble de la analógica. La frecuencia de muestreo viene siendo la frecuencia de esa señal digital que permitirá capturar muestras de la señal analógica.

ADC (A/D): Este componente es el que recibe la señal analógica y se encarga de transformarla en una digital pero generalmente estos componentes poseen una frecuencia de muestreo igual o superior a 44.1Khz.

La señal se captura de la siguiente forma:

Señal Analogica y Señal Muestreada

Cada punto le permite al componente registrar la frecuencia y magnitud de la señal analógica.

DAC (D/A): Este componente es el encargado de transformar la señal digital que maneja el DSP, que en el fondo viene siendo los archivos y sonidos que reproducimos en nuestro computador) .
Lo que comentare a continuación es valido para ambos componentes (A/D y D/A):

¿Por qué actualmente las tarjetas de sonido soportan una frecuencia de muestreo mayor a 40Khz?

 Muchos verán que vienen con 44.1Khz o 48Khz, 96Khz, 192Khz, etc. Y no es precisamente para que escuchemos frecuencias sobre 20Khz a pesar de que la tarjeta tiene la capacidad de hacerlo, sino que es para capturar la señal analógica más parecida a la original.

 Supongan que la señal analógica que esta tratando es la siguiente y el muestreo realizado son los puntos marcados que se ven en la señal.

Señal analogica y puntos de muestreo que se capturan

Como ven, los puntos capturados no necesariamente representan la magnitud real de la señal original.La probabilidad de capturar la magnitud máxima es la misma que se tiene de fallar y capturarla con una magnitud "cero" y por ellos se suele utilizar frecuencias de muestreo mayores, y se puede decir que mientras mas grandes sea la frecuencia de muestreo es mejor.

Al final la señal analógica convertida por la tarjeta de sonido vendría siendo al siguiente:

Señal real capturada y enviada a la salida anlogica

Y como ven la señal no es exactamente igual a la original, para ellos necesitaríamos muchos mas puntos de captura además de distinguir mas niveles de volumen, aquí es donde aparece otro parámetro que esta en bits.