Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Не путать с компьютерными динамиками .
Динамик ПК
Компьютерная колонка IMG 8161 (обрезанная) .JPG
Динамик с 4-контактным разъемом
Дата изобретения1981 г.
ИзобретенныйIBM
Подключается кМатеринская плата
Использоватьдинамик , встроенный в большинстве совместимых с IBM PC компьютеров
Общие производителинесколько

Динамик ПК является громкоговоритель , встроенный в некоторых совместимых с IBM PC компьютеров. Первый персональный компьютер IBM , модель 5150 , использовал стандартный 2,25-дюймовый динамик с магнитным приводом. [1] В более поздних компьютерах вместо них используется крошечный подвижный утюг или пьезо- динамик. [2] Громкоговоритель позволяет программному обеспечению и микропрограммному обеспечению обеспечивать звуковую обратную связь с пользователем, например сообщать об аппаратной неисправности. Динамик ПК генерирует сигналы с помощью программируемого интервального таймера , микросхемы Intel 8253 или 8254 .[3]

Использование [ править ]

Коды ошибок BIOS [ править ]

См. Также: Самотестирование при включении питания § Отчет о ходе выполнения и ошибках

Динамик ПК используется во время включения питания самотестирования (POST) последовательности для указания ошибки во время процесса загрузки . Поскольку он активен до графической карты , его можно использовать для передачи «звуковых кодов», связанных с проблемами, которые препятствуют более сложной инициализации графической карты. Например, Video BIOS обычно не может активировать видеокарту, если в системе не установлено рабочее ОЗУ, в то время как звуковой сигнал динамика возможен только с ПЗУ и регистрами ЦП. Обычно различные коды ошибок сигнализируются определенными звуковыми сигналами, такими как, например, «один сигнал; пауза; три сигнала; пауза; повтор». Эти шаблоны характерны для BIOS. производителя и обычно документируются в техническом руководстве материнской платы.

Игры [ править ]

Динамик для ПК часто использовался очень новаторски, чтобы создать впечатление полифонической музыки или звуковых эффектов в компьютерных играх того времени, таких как серия приключенческих игр LucasArts середины 1990-х, с использованием быстрых арпеджио . [ необходима цитата ] Некоторые игры, такие как Space Hulk и Pinball Fantasies, были известны своими тщательно продуманными звуковыми эффектами; В частности, Космический Халк даже выступил полностью.

Однако, поскольку метод, используемый для воспроизведения PCM, был очень чувствителен к проблемам синхронизации, эти эффекты либо вызывали заметную вялость на более медленных ПК, либо иногда полностью выходили из строя на более быстрых ПК (то есть значительно быстрее, чем программа была изначально разработана для). Кроме того, при воспроизведении таких звуков программам было сложно делать что-то еще, даже обновлять дисплей. Таким образом, когда звуковые карты (которые могут выводить сложные звуки независимо от центрального процессора) стали мейнстримом на рынке ПК после 1990 года, они быстро заменили динамик ПК в качестве предпочтительного устройства вывода звуковых эффектов. Большинство недавно выпущенных компьютерных игр перестали поддерживать динамик во второй половине 1990-х годов.

Другие программы [ править ]

Несколько программ, включая MP (Module Player, 1989), Scream Tracker , Fast Tracker , Impulse Tracker и даже драйверы устройств для Linux [4] и Microsoft Windows , могли воспроизводить звук с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) через динамик ПК с помощью специального методы, описанные далее в этой статье.

Современные системы Microsoft Windows поддерживают динамики 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 создания звуков. Например, Skype может использовать его в качестве резервного сигнального устройства для вызова в случае, когда основное устройство вывода звука не слышно (например, из-за того, что установлен минимальный уровень громкости или выключен усилитель).

Распиновки [ править ]

4-контактный разъем динамика (с маркировкой SPK) на материнской плате
Крошечный динамик для ПК с подвижным железом использует 4-контактное 2-проводное соединение.

В некоторых приложениях динамик ПК крепится непосредственно к материнской плате компьютера ; в других, включая первый персональный компьютер IBM, динамик подключается проводом к разъему на материнской плате. Некоторые корпуса ПК поставляются с предустановленным динамиком. Проводной разъем динамика ПК может иметь двух-, трех- или четырехконтактную конфигурацию, а также двух- или трехжильную конфигурацию. Гнездо из громкоговорителей подключаются к Штекерным на материнской плате, которые иногда меченых SPEAKER или SPKR .

Распиновка 4-контактного, 3-проводного динамика ПК [5] [6]
Пин кодИмя PIN-кодаФункция контакта
1-SPСпикер отрицательный
2GND или KEYЗаземленный или беспроволочный ключ
3GNDЗемля
4+ SP5VДинамик положительный + 5 В постоянного тока

Широтно-импульсная модуляция [ править ]

Динамик ПК обычно предназначен для воспроизведения прямоугольной волны только через 2 уровня выходного сигнала (динамик управляется только двумя уровнями напряжения, обычно 0 В и 5 В). Однако, тщательно синхронизируя 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.), Конец результат соответствует промежуточным уровням звука, работая как грубый цифро-аналоговый преобразователь . Этот метод называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и позволяет приблизительно воспроизводить звук PCM . (Более усовершенствованная версия этой техники используется в усилителях звука класса D. .)

С динамиком ПК этот метод обеспечивает воспроизведение с ограниченным качеством; качество зависит от компромисса между несущей частотой ШИМ (эффективной частотой дискретизации) и количеством выходных уровней (эффективной битовой глубиной). Тактовая частота программируемого интервального таймера ПК, который управляет динамиком, составляет 1193 180 Гц [3], и произведение частоты дискретизации звука на максимальное значение ЦАП должно равняться этому. Обычно 6-битный ЦАП [7] с максимальным значением 63 используется с частотой дискретизации 18 939,4 Гц, создавая плохой, но узнаваемый звук. [8]

Точность звука этой техники 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 путаемый с пьезоэлектрическим ). Причина этого в том, что для звука, производимого с помощью ШИМ, перед окончательным выходом требуется фильтр нижних частот, чтобы подавить коммутационный шум и высокие гармоники, что обычный динамический громкоговоритель может делать сам по себе, в то время как крошечная металлическая диафрагма Динамик с подвижным железом пропускает значительный коммутационный шум, как и многие прямые соединения (хотя есть исключения из этого, например, отфильтрованные порты «входа динамика» на некоторых материнских платах и ​​звуковых картах).

Использование динамика ПК для вывода сложного звука стало менее распространенным с появлением Sound Blaster и других звуковых карт .

См. Также [ править ]

  • Intel 8253
  • RealSound
  • Корпус громкоговорителя

Заметки [ править ]

  1. ^ "Технические характеристики ПК IBM 5150" (PDF) . Архивировано 22 февраля 2012 года . Проверено 4 февраля 2011 года .CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )[ неудачная проверка ]
  2. ^ Розенталь, Моррис (август 2008 г.). Ремонт компьютеров с диагностическими блок-схемами (пересмотренная ред.). Foner Books. п. 9. ISBN 978-0-9723801-7-1.
  3. ^ а б «ПИТ: Системные часы» . Osdever.net . Проверено 4 февраля 2011 года .
  4. ↑ Сергеев, Стас. "PC-Speaker PCM driver для Linux" . Архивировано 26 октября 2009 года . Проверено 15 февраля 2009 года .CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  5. ^ Ögren, Йоаким. "Аппаратная книга" (PDF) .
  6. ^ Руководство по материнской плате ASUS P5KPL-AM SE (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 13 октября 2017 года . Проверено 27 февраля 2017 года .
  7. ^ http://www.oldskool.org/sound/pc/#digitized
  8. ^ Эдвард Schlunder (18 ноября 2006). «ЦАП с резисторной / широтно-импульсной модуляцией» . Архивировано из оригинала 17 марта 2017 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • Smacky Программное обеспечение C ++ с открытым исходным кодом для воспроизведения (монофонической) музыки на динамике ПК.
  • Сайт для старых ПК без звуковых карт .
  • Программирование динамика ПК , Марк Фельдман для PC-GPE .
  • Программирование динамика ПК, 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 Бесплатное программное обеспечение для использования динамика ПК для создания музыки (заменено BaWaMI )
  • Beep для Linux и Windows , Фрэнк Бус. API для звуковых сигналов.
  • Программа командной строки для ПК 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)