Войти
 Динамик с 4-контактным разъемом | |
| Дата изобретения | 1981 г. |
|---|---|
| Изобретено | IBM |
| Подключается к | Материнская плата |
| Использовать | динамик, встроенный в большинстве совместимых с IBM PC компьютеров |
| Общие производители | несколько |
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. В более поздних компьютерах вместо этого используется крошечный подвижный утюг или пьезо- динамик. Громкоговоритель позволяет программному обеспечению и микропрограммному обеспечению предоставлять пользователю звуковую обратную связь, например сообщать об аппаратной неисправности. Динамик ПК генерирует сигналы с помощью программируемого интервального таймера, микросхемы Intel 8253 или 8254. По-немецки он называется « системный динамик ».
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 установлена рабочая RAM, 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 специфичны для производителя BIOS и обычно задокументированы в техническом руководстве материнской платы.
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. 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.
Несколько программ, включая MP (Module Player, 1989), Scream Tracker, Fast Tracker, Impulse Tracker и даже драйверы устройств для Linux и Microsoft Windows, могли воспроизводить звук с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) через динамик ПК с использованием специальных методов, описанных ниже. 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).
В 1990-х годах для Microsoft DOS появился компьютерный вирус под названием «Techno», который воспроизводил мелодию через динамик ПК, одновременно печатая слово «TECHNO» на экране до заполнения.
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.
| Пин код | Имя PIN-кода | Функция контакта |
|---|---|---|
| 1 | -SP | Спикер отрицательный |
| 2 | GND или KEY | Заземленный или несвязанный ключ |
| 3 | GND | Земля |
| 4 | + SP5V | Динамик положительный + 5 В постоянного тока |
Динамик ПК обычно предназначен для воспроизведения прямоугольной волны только через 2 уровня выходного сигнала (два уровня напряжения, обычно 0 В и 5 В), управляемый каналом 2 Intel 8253 (ПК, XT) или 8254 (AT и более поздние версии). Программируемый интервальный таймер, работающий в третьем режиме (прямоугольный сигнал). Само оборудование динамика доступно напрямую через порт ввода-вывода ПК 61H (61 шестнадцатеричный ) через бит 1, и им можно физически управлять для 2 уровней вывода (т. Е. 1- битного звука). 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.), Он становится можно вывести динамик на различные промежуточные выходные уровни, 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:
Для получения высококачественного звука на выходе с помощью этого метода требуется, чтобы частота переключения была намного выше, чем звуковые частоты, которые должны воспроизводиться (обычно с соотношением 10: 1 или более), а выходное напряжение должно быть биполярным, чтобы лучше использовать динамический диапазон и мощность выходных устройств. Однако на динамике ПК выходное напряжение либо нулевое, либо уровень TTL (униполярный).
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, и произведение частоты дискретизации звука на максимальное значение ЦАП должно равняться этому значению. Обычно 6-битный ЦАП с максимальным значением 63 используется с частотой дискретизации 18 939,4 Гц, создавая плохой, но узнаваемый звук.
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.
