Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сыртқы цифрлық-аналогтық аудио түрлендіргіш
External digital to analog audio converter
Covox Speech Thing – бұл компьютердің параллель принтер портына қосылатын сыртқы цифрлық-аналогтық түрлендіргіш (DAC). Ол қарапайым R 2R кедергі сатысын пайдалана отырып, 8 биттік цифрлық дыбысты аналогтық сигналға түрлендіреді. Speech Thing 1987 жылдың 18 желтоқсанында Орегон штатының Юджин қаласында орналасқан Covox, Inc. компаниясымен шамамен 70 АҚШ долларына ұсынылған, ал 1989 жылға қарай бағасы 79,95 АҚШ долларын құрады. Оның байланыс протоколы мен DAC қарапайым болғандықтан және тек бірнеше арзан бөлшектерді дәнекерлеуді қажет ететіндіктен, адамдар көп ұзамай өздерінің (DIY) нұсқаларын жасауға кірісті. Оның «Параллель порт арқылы цифрлық-аналогтық түрлендіргіш» патентінің (1987 жылы тіркелген, 1989 жылы мақұлданған) ерекшелігі резисторлық сатыны DAC ретінде пайдалану емес, егер оның резисторлық сатысының дизайны параллель портты пайдаланудан басқа құрылғыларды шектемесе, оны параллель портқа оңай қосу мүмкіндігі болды, себебі сол кезде дыбыс карталары өте қымбат еді. Бұл плагин де демо-сценада кең таралды. Дизайнның өзіндік мәселесі – оның сапасы резисторлардың қаншалықты дәлме-дәл келуіне байланысты (қараңыз). Егер резисторлар сәйкес келмесе, кернеу деңгейлері, әсіресе үнсіз дыбыстар үшін шатастырылып, бұрмалануға әкеледі. Дегенмен, Covox плагинінің дыбыс сапасы PC динамигіне қарағанда әлдеқайда жоғары; тіпті бүгінгі күні де өздігінен жасалған нұсқа ескі компьютерлерге дыбыс берудің арзан жолы болып табылады.
The Covox Speech Thing is an external digital to analog converter (DAC) that plugs into the parallel printer port of a PC. It converts 8 bit digital sound using a simple R 2R resistor ladder into an analog signal output. The Speech Thing was introduced on December 18, 1987 by Covox, Inc. of Eugene, Oregon, for about US$70 and priced US$79.95 as of 1989. People soon started to build their own (DIY) variants, since its communication protocol and DAC is simple and only requires soldering a few cheap parts. The novelty of its patent "Parallel port pass through digital to analog converter" (filed in 1987, granted in 1989) wasn't specifically the use of a resistor ladder as a DAC, but rather the patent's discussion is around its ease of plugging into the parallel port and how its resistor ladder design didn't block other devices from using the parallel port. , as sound cards were still very expensive at that time. The plug was also quite popular in the demoscene. An inherent problem of the design is that its quality relies on how precisely matched the resistors are (see ). If unmatched resistors are used, the resulting voltage levels get shuffled, especially for quiet sounds, resulting in distortion. Nevertheless, the sound quality of the Covox plug is far superior compared to the PC speaker; even today, a self built variant is still an inexpensive way to give old computers sound capabilities.
Ерекшеліктері
Қарапайым айтқанда, Covox плагині параллельді порттан әрбір сандық аудио үлгісі үшін 8 биттік сандық байтты қабылдап, мини телефондық ұңғыш арқылы жоғары кедергілі моноаналогтық шығыс кернеу сигналын жасады. Бұл сигнал күшейтіліп, динамиктер арқылы қайта ойнатылуы мүмкін. R 2R тізбегінің кедергілері (патент бойынша 100 кОм және 200 кОм) сигналдардың артық жүктелуін болдырмау үшін жеткілікті түрде жоғары жасалған, сондықтан шығыс ұңғышына қосылған принтер қалыпты жұмыс істейді. Covox плагинінің өзі тізбекті логиканы немесе сағат сигналын пайдаланбайды, сондықтан теориялық тұрғыдан кез келген дискретизация жылдамдығымен жұмыс істей алады. Бірақ практикада, параллельді порттың жылдамдық шектері тіпті стандартты 44100 Гц-қа жетуді қиындатады (1980-жылдардың орташа 80286 жүйесі 12 кГц дискретизация жылдамдығын қолдай алды, ал кейін 1991 жылы ұсынылған 33 МГц 486SX 44 кГц жылдамдықты қолдай алды). R2R кедергі тізбегінен кейін 15 кОм жүктемелік кедергі және 5 нФ конденсатордың параллель қосылуы шамамен 3 кГц-тен басталатын пассивті RC төмен өткіргіш сүзгін құрайды, осылайша аналогтық жолақты шектейді. Көптеген DIY нұсқалары бірдей тізбек топологиясын және компоненттік мәндерді пайдаланбайды, нәтижесінде әртүрлі тембр пайда болады. Тағы бір шектеуші фактор – процессордың (CPU) фондық дыбысты ойнату үшін дискретизация жылдамдығымен үзіліске түсуі керек болды (осылайша әрбір үлгі үшін контексттік ауыстырудың құны, секундына мыңдаған рет), себебі деректерді буферлеу немесе тікелей жадқа қол жеткізу мүмкін емес еді. Дыбыс сапасын бағдарламалық жасақтама арқылы дитеринг (dithering) көмегімен арттыруға болады, ол сезілетін алиасинг шуын азайтады және динамикалық диапазонды кеңейтеді (Inertia Player және FastTracker 2 бағдарламаларында интерполяция опциясы ретінде қолданылады).
Put simply, the Covox plug received an 8 bit digital byte for each digital audio sample from the parallel port and produced a high impedance mono analog output voltage signal though a mini phone connector. That signal could then be amplified and played back on loudspeakers. The resistances of the R 2R ladder (100 kΩ and 200 kΩ according to the patent) are deliberately high enough to prevent excessive loading of the signals, so a printer attached to the output connector will operate normally. The original Covox plug itself doesn't use sequential logic or a clock signal, so theoretically it can operate with any sampling rate. In practice, however, parallel port speed limits make it rather hard to achieve even standard 44100 Hz (the average 1980s 80286 system could handle sampling rates of 12 kHz, while later the faster 33 MHz 486SX introduced in 1991 could handle 44 kHz). Its 15 kΩ load resistor in parallel with a 5 nF capacitor after the R2R resistor ladder results in a passive RC low pass filter starting around 3 kHz, thus limiting the analog bandwidth. Many DIY variants do not use the same ladder topology and component values, resulting in different timbre. Another limiting factor was that the CPU had to be interrupted at the sampling rate to play background audio (thus incurring the cost of a context switch for every sample, many thousands of times a second), since there was no data buffering or direct memory access available. The sound quality can be increased by software through dithering, which reduces perceptible aliasing noise and increases dynamic range (used in Inertia Player and FastTracker 2 as an interpolating option).
Коммерциялық өнімдер
Covox Speech Thing – R 2R резисторлы DAC, параллель порт арқылы деректерді жіберу мүмкіндігімен, сөйлеу синтезі бағдарламалық жасақтамасымен бірге, бастапқыда дауыс синтезі және тану жүйесінің бөлігі ретінде сатылды. Disney Sound Source – Covox Speech Thing-ден әртүрлі конструкцияға ие, бірақ сырттай ұқсас корпусқа және сонымен қатар параллель порт арқылы деректерді жіберу мүмкіндігіне ие, 1990-шы жылдардың басында Disney Software компаниясы сатты. Параллель принтер портына қосылатын, тіркелген ұя арқылы бөлек күшейткішке / динамик қорапшасына аналогтық дыбысты жіберетін DAC және FIFO буферінен тұрады. Оның бағасы 14 долларға белгіленді және көптеген ойындармен үйлесімді болды (төменде қараңыз). Сыртқы қуат көзінен (9 вольттық батареядан) жұмыс істеді және бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы қосылып/өшірілуі мүмкін. FIFO буфері жоқ Covox Speech Thing-тен айырмашылығы, Disney Sound Source 16 байттық FIFO буферіне ие, ол автоматты анықтау және дерек ағынын басқару мүмкіндігін ұсынады, сондай-ақ резистивті DAC-ке 7 кГц ± 5% тұрақты дискретизация жылдамдығымен цифрлық сигналды жібереді. DSS007C баспа схемалық тақтасында "Ⓟ (1983) U. S. 4,384,170 және басқалары" деген жазу бар, бұл Форрест С. Мозердің ертерек патенті. Тақтада тек бір интегралдық схема бар ("ICS1453" деп белгіленген) және схемада параллель порттан 8 сызық бір чипке келіп қосылады, оның кіріс тізбегі D0 D8 және "DAC шығысы" тізбегі шығысқа ("дыбысқа") бағытталған. Осыдан, бұл чип FIFO және DAC функцияларын ішкі жағынан жүзеге асырады деген қорытынды жасауға болады, бұл түпнұсқа Covox-тың R 2R пассивтік конструкциясынан күрт өзгешеленеді. 2015 жылы аппараттық құрал кері инженерияланды, соның нәтижесінде үйлесімді схемаларды жеңіл қолжетімді компоненттерден құрастыру мүмкін болды. Сондай-ақ, ол танымал DOSBox эмуляторында эмуляцияланады.
Covox Speech Thing – a R 2R resistor DAC with parallel port pass through, bundled with speech synthesis software, marketed originally as part of voice synthesis and recognition system. Disney Sound Source – a different design to the Covox Speech Thing, though in a superficially similar case also with parallel pass through, marketed by Disney Software in early 1990s. Consists of a FIFO buffer with a DAC on the board that plugs into the parallel printer port, which transmits analog audio over a registered jack to a separate amplifier / speaker box. Its price was set to only $14 and it was supported by many games (see below). It used external power (9 volt battery) and could be turned on/off by software. Contrary to the Covox Speech Thing which had no FIFO buffer, the Disney Sound Source features a 16 byte FIFO allowing for autodetection and flow control, which clocks digital output to the resistive DAC at a fixed sample rate of 7 kHz ±5%. The printed circuit board DSS007C shows "Ⓟ (1983) U. S. 4,384,170 and others" which is an earlier patent by Forrest S. Mozer. The board a has one integrated circuit only (labeled "ICS1453") and the schematic shows 8 lines from the parallel port going into one chip with input pins D0 D8 that also has a "DAC output" pin going to an output "sound". So it can be inferred that that single chip implements both the FIFO and DAC internally, which differs dramatically from the passive R 2R design of the original Covox. In 2015 the hardware was reverse engineered so compatible circuits can be built from easily available off the shelf components. It is also emulated by the popular DOSBox emulator.
Ковокс- ты эмуляциялау
DOSBox және Fake86 эмуляторлары физикалық Covox болмаған машиналарда виртуалды Covox-ты (Disney Sound Source сияқты) эмуляциялай алады.
The DOSBox and Fake86 emulators can emulate a virtual Covox (as Disney Sound Source) on machines without a physical Covox.
Кейінгі нұсқалары
Андре ЛаМоттың 1995 жылғы "Black Art of 3D Game Programming" кітабындағы "Өзіңнің жеке цифрлық дыбыс құрылғыңды құру: DIGIBLASTER" бөлімі "Covox" сөзін атамаса да, екі параллель принтер портына қосылатын, Covox-тың стереодағы клонына ұқсас резисторлық сатылы аппараттық құрылғыны қалай құру керектігін және оны басқару үшін DOS C кодын сипаттайды. Simple LPTsnd – Covox Speech Thing-ке қосымша SoundJR және FTL дыбыс адаптерлерімен де үйлесімді, соның арқасында көбірек ойындар ойнауға болады. CVX 4 – төмен өткізгіш сүзгіге конденсаторды таңдауға, қосымша әлсіретуді қамтамасыз етуге және байланыс конденсаторын айналып өтуге арналған DIP коммутаторларына ие. Disney Soundsource 2015 Remake – түпнұсқа адаптерден кері инженеринг жасалған. Бұл, түпнұсқа Disney аппараттық құралын талап ететін бағдарламалық жасақтамаларға қосымша эмуляторларсыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. – принтер үшін параллель портты тікелей қосылыммен ұсынады, түпнұсқа Covox-қа ұқсас болу мақсатында. Параллель порттық құлаққап DAC – 1990 жылдарғы SiliconSoft SoundJr құрылғысының көшірмесі, ол параллель порттан қуат алып құлаққаптарды басқара алады. Параллель порттық аудио және джойстик адаптері – FTL Sound Adapter-мен үйлесімді. ISA LPT DAC r0 – ISA шинасына қосылатын екі арналы тақта. Әрбір арнада Analog Devices AD7524 8 биттік DAC CMOS чипі қолданылады, оның құрамында дәл интеграцияланған жұқа пленкалық резисторлар желісі бар.
André LaMothe's 1995 book "Black Art of 3D Game Programming" section "Building Your Own Digital Sound Device DIGIBLASTER" – while not saying the word "Covox", it does describe how to build a resistor ladder hardware device with a schematic that is essentially a clone of a Covox in stereo that plugs into two parallel printer ports, and describes DOS C code for driving it. Simple LPTsnd – also compatible with SoundJR and FTL sound adapters in addition to Covox Speech Thing, allowing more games to be played. CVX 4 – features DIP switches to select capacitor for the low pass filter, to provide extra attenuation, and to bypass coupling capacitor. Disney Soundsource 2015 Remake – reverse engineered from an original adapter. Allows software requiring the original Disney hardware to work without the need of any additional software emulators. – includes parallel port pass through for printer, with intention of being more similar to original Covox. Parallel Port Headphone DAC – replica of 1990s SiliconSoft SoundJr device that can drive headphones with power from the parallel port. Parallel port audio and joystick adapter – compatible with FTL Sound Adapter. ISA LPT DAC r0 – Dual channel board that plugs into the ISA bus. Each channel uses an Analog Devices AD7524 8 bit latched DAC CMOS chip containing a precise integrated thin film resistor network.