динамик ПК
 Динамический динамик с 4-контактным разъемом | |
| Дата изобретения | 1981 |
|---|---|
| Изобретён | ИБМ |
| Подключается к | Материнская плата |
| Использовать | громкоговоритель, встроенный в большинство совместимых с IBM PC компьютеров, |
| Общие производители | несколько |
Динамик ПК — это громкоговоритель, встроенный в некоторые компьютеры , совместимые с IBM PC . В первом персональном компьютере IBM , модель 5150 , использовался стандартный 2,25-дюймовый (динамический) динамик с магнитным приводом. [1] В более поздних компьютерах вместо этого используется крошечный движущийся утюг или пьезодинамик . [2] Динамик позволяет программному обеспечению и встроенному программному обеспечению предоставлять звуковую обратную связь пользователю , например, сообщать об аппаратном сбое. Динамик ПК генерирует сигналы с помощью программируемого интервального таймера , чипа Intel 8253 или 8254 . [3]
Варианты использования
[ редактировать ]Коды ошибок BIOS/UEFI
[ редактировать ]Динамик ПК используется во время процедуры самотестирования при включении питания (POST) для индикации ошибок во время процесса загрузки . Поскольку он активен до видеокарты , его можно использовать для передачи «звуковых кодов», связанных с проблемами, которые препятствуют гораздо более сложной инициализации видеокарты. Например, Video BIOS обычно не может активировать видеокарту, если в системе не присутствует работающая оперативная память, тогда как звуковой сигнал динамика возможен только с помощью ПЗУ и регистров ЦП. Обычно различные коды ошибок обозначаются определенными звуковыми сигналами, например, «один звуковой сигнал; пауза; три звуковых сигнала; пауза; повтор». Эти шаблоны зависят от производителя BIOS/UEFI и обычно описаны в техническом руководстве материнской платы.
Программное обеспечение
[ редактировать ]Некоторые программы, в том числе музыкальное программное обеспечение, операционные системы или игры, могут воспроизводить звук с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) через динамик ПК с использованием специальных методов широтно-импульсной модуляции, описанных далее в этой статье.
Игры
[ редактировать ]
Динамик ПК часто использовался весьма инновационными способами для создания впечатления полифонической музыки или звуковых эффектов в компьютерных играх той эпохи, таких как серия приключенческих игр LucasArts середины 1980-х годов, с использованием быстрых арпеджио . [ нужна ссылка ] Некоторые игры, такие как Space Hulk и Pinball Fantasies, были известны своими сложными звуковыми эффектами; У Космического Халка , в частности, даже была полноценная речь.
Однако, поскольку метод, используемый для воспроизведения PCM, был очень чувствителен к проблемам синхронизации, эти эффекты либо вызывали заметную медлительность на более медленных ПК, либо иногда давали сбой на более быстрых ПК (то есть значительно быстрее, чем программа была изначально разработана). Также программам было сложно делать что-то еще, даже обновлять дисплей, во время проигрывания таких звуков. Таким образом, когда после 1990 года звуковые карты (которые могут выводить сложные звуки независимо от процессора после запуска) стали обычным явлением на рынке ПК, они быстро заменили динамики ПК в качестве предпочтительного устройства вывода звуковых эффектов. Большинство недавно выпущенных компьютерных игр перестали поддерживать динамик во второй половине 1990-х годов.
Другие программы
[ редактировать ]Несколько программ, включая MP (Module Player, 1989), Scream Tracker , Fast Tracker , Impulse Tracker и даже драйверы устройств для Linux. [4] и Microsoft Windows , может воспроизводить звук PCM через динамик ПК.
Современные системы Microsoft Windows поддерживают динамик ПК как отдельное устройство со специальными возможностями, то есть его нельзя настроить как обычное устройство вывода звука. Некоторые программы используют этот специальный звуковой канал для воспроизведения звуков. Например, Skype может использовать его в качестве резервного сигнального устройства в случае, если основное устройство вывода звука не слышно (например, из-за того, что громкость установлена на минимальный уровень, выключен усилитель или подключены наушники).
В 1990-х годах появился компьютерный вирус для Microsoft DOS под названием «Техно», который воспроизводил мелодию через динамик ПК и печатал на экране слово «ТЕХНО» до тех пор, пока оно не заполнилось. [5]
Распиновка
[ редактировать ]
компьютера В некоторых приложениях динамик ПК прикрепляется непосредственно к материнской плате ; в других, включая первый персональный компьютер IBM, динамик подсоединяется проводом к разъему на материнской плате. Некоторые корпуса ПК поставляются с предустановленным динамиком ПК. Разъем проводного динамика ПК может иметь двух-, трех- или четырехконтактную конфигурацию, а также два или три провода. Гнездовой разъем динамика подключается к контактным разъемам на материнской плате, которые иногда имеют маркировку ДОКЛАДЧИК или СПКР .
| Номер контакта | Имя контакта | Функция контакта |
|---|---|---|
| 1 | -СП | Динамик отрицательный |
| 2 | ЗАЗЕМЛЕНИЕ или КЛЮЧ | Заземленный или несвязанный ключ |
| 3 | Земля | Земля |
| 4 | +СП5В | Положительный динамик +5 В постоянного тока |
Широтно-импульсная модуляция
[ редактировать ]Динамик ПК обычно предназначен для воспроизведения прямоугольной волны только через два уровня выходного сигнала (два уровня напряжения, обычно 0 В и 5 В), управляемые каналом 2 процессора Intel 8253 (ПК, XT) или 8254 (AT и новее). Программируемый интервальный таймер, работающий в третьем режиме (сигнал прямоугольной формы). Само аппаратное обеспечение динамика доступно напрямую через порт ввода-вывода ПК 61H (61 шестнадцатеричный ) через бит 1, и им можно физически манипулировать для двух уровней выходного сигнала (т. е. 1- битного звука). Однако, тщательно рассчитывая короткий импульс (т.е. переходя от одного выходного уровня к другому, а затем обратно к первому) и полагаясь на физические фильтрующие свойства динамика (ограниченная частотная характеристика, самоиндукция и т. д.), можно можно вывести динамик на различные промежуточные уровни выходного сигнала, действуя как грубый цифро-аналоговый преобразователь . Этот метод называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и позволяет приблизительно воспроизводить звук PCM . (Более усовершенствованная версия этой методики используется в класса D. усилителях звука )
При использовании динамика ПК этот метод обеспечивает ограниченное качество воспроизведения, но коммерческое решение RealSound использовало его для улучшения звука в нескольких играх.
Для получения высококачественного звука с использованием этого метода требуется, чтобы частота переключения была намного выше, чем звуковые частоты, предназначенные для воспроизведения (обычно с соотношением 10:1 или более), а выходное напряжение должно быть биполярным , чтобы лучше использовать динамического диапазона и мощности выходных устройств. Однако на динамике ПК выходное напряжение либо равно нулю, либо находится на уровне транзисторно-транзисторной логики ( TTL ) (униполярном).
Качество зависит от компромисса между несущей частотой ШИМ (эффективная частота дискретизации ) и количеством выходных уровней (эффективная разрядность ). ПК Тактовая частота программируемого интервального таймера , который управляет динамиком, фиксирована на уровне 1 193 180 Гц. [3] и произведение частоты дискретизации звука на максимальное значение ЦАП должно равняться этому значению. Обычно 6-битный ЦАП [8] с максимальным значением 63 используется с частотой дискретизации 18 939,4 Гц, что обеспечивает плохой, но узнаваемый звук. [9]
Точность звука этого метода еще больше снижается из-за отсутствия динамического громкоговорителя подходящего размера, особенно в современных машинах и особенно ноутбуках, в которых используется крошечный динамик с подвижным железом (часто путают с пьезоэлектрическим ). Причина этого в том, что звук, создаваемый ШИМ, требует применения фильтра нижних частот перед конечным выходным сигналом, чтобы подавить шум переключения и высокие гармоники. Обычный динамический громкоговоритель делает это естественным образом, но крошечная металлическая диафрагма подвижного динамика пропускает много шума переключения, как и многие прямые соединения (хотя из этого есть исключения, например, порты «вход динамика» с фильтром на некоторых материнских платах и звуковые карты).
Использование динамика ПК для сложного вывода звука стало менее распространенным с появлением Sound Blaster и других звуковых карт .
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Технический справочник IBM 5150 (PDF) . ИБМ. 1984. стр. 1–25.
- ^ Розенталь, Моррис (август 2008 г.). Ремонт компьютеров с помощью диагностических блок-схем (пересмотренная ред.). Книги Фонера. п. 9. ISBN 978-0-9723801-7-1 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Учебное пособие Брана по разработке ядра: программируемый интервальный таймер» . www.osdever.net . Проверено 23 января 2023 г.
- ^ Сергеев, Стас. «Драйвер PCM для ПК-динамика для Linux» . Архивировано из оригинала 26 октября 2009 года . Проверено 15 февраля 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Настаси, Элисон (19 июля 2014 г.). «Иллюстрированные худшие компьютерные вирусы в мире» . Ароматная проволока . Проверено 11 сентября 2021 г.
- ^ Огрен, Йоаким (1997). Книга по аппаратному обеспечению (PDF) . п. 290.
- ^ Руководство по материнской плате ASUS P5KPL-AM SE (PDF) . ASUSTek Computer Inc. 2008. с. 1-13. Архивировано из оригинала (PDF) 13 октября 2017 года . Проверено 27 февраля 2017 г. .
- ^ Леонард, Джим (2022). «IBM PC Sound Ramblings — лучший звук, который вы никогда не слышали» . Олдскульный ПК . Проверено 31 августа 2022 г.
- ^ Шлундер, Эдвард (18 ноября 2006 г.). «ЦАП с резисторной/широтно-импульсной модуляцией» . Электроника микроконтроллера K9spud . Архивировано из оригинала 17 марта 2017 года.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Smacky Программное обеспечение C++ с открытым исходным кодом для воспроизведения (монофонической) музыки на динамике ПК.
- Сайт для старых компьютеров без звуковых карт .
- Программирование динамика ПК , Марк Фельдман, для PC-GPE .
- Программирование динамика ПК, автор Фил Инч: часть 1 , часть 2 (включает очень подробное объяснение того, как воспроизводить звук PCM на динамике ПК и почему это работает)
- Bleeper Music Maker Бесплатная программа для использования динамика ПК для создания музыки (заменена BaWaMI )
- Звуковой сигнал для Linux и Windows , Фрэнк Басс. API для звуковых сигналов.
- Программа динамика ПК с командной строкой для Linux FTP
- Практическая статья по реализации драйвера ядра Linux
- Синхронизация на семействе ПК под DOS (в частности, разделы 7.5, 7.29, 7.30 и 10.7 – 10.7.4)