Alto-falante do PC - PC speaker

Não deve ser confundido com alto-falantes de computador .
Alto-falante do PC
Alto-falante PC IMG 8161 (cortado) .JPG
Alto-falante dinâmico com conector de 4 pinos
Data de invenção 1981
Inventado por IBM
Conecta-se a Placa-mãe
Usar altifalante incorporado na maioria dos PC IBM compatível computadores
Fabricantes comuns de várias

Um alto - falante de PC é um alto - falante embutido em alguns computadores compatíveis com IBM PC . O primeiro IBM Personal Computer , modelo 5150 , empregou um alto-falante magnético (dinâmico) padrão de 2,25 polegadas. Computadores mais recentes usam um minúsculo alto-falante de ferro móvel ou alto-falante piezoelétrico . O alto-falante permite que o software e o firmware forneçam feedback auditivo a um usuário, como para relatar uma falha de hardware. Um alto-falante de PC gera formas de onda usando o temporizador de intervalo programável , um chip Intel 8253 ou 8254 . Em alemão, é referido como " alto-falante do sistema ".

Uso

Códigos de erro BIOS

Veja também: Autoteste ao ligar § Progresso e relatório de erros

O alto-falante do PC é usado durante a seqüência de autoteste de inicialização (POST) para indicar erros durante o processo de inicialização . Como está ativo antes da placa gráfica , pode ser usado para comunicar "códigos de bipe" relacionados a problemas que impedem a inicialização muito mais complexa da placa gráfica. Por exemplo, o BIOS de vídeo geralmente não pode ativar uma placa gráfica a menos que haja RAM em funcionamento no sistema, enquanto o bipe do alto-falante é possível apenas com a ROM e os registros da CPU. Normalmente, diferentes códigos de erro serão sinalizados por padrões de bipes específicos, como, por exemplo, "um bipe; pausa; três bipes; pausa; repetir". Esses padrões são específicos do fabricante do BIOS e geralmente estão documentados no manual técnico da placa-mãe.

Jogos

O alto-falante para PC era frequentemente usado de maneiras muito inovadoras para criar a impressão de música polifônica ou efeitos sonoros em jogos de computador de sua época, como a série LucasArts de jogos de aventura de meados da década de 1990, usando arpejos rápidos . Vários jogos como Space Hulk e Pinball Fantasies foram notados por seus elaborados efeitos sonoros; O Space Hulk , em particular, tinha até um discurso completo.

No entanto, como o método usado para reproduzir o PCM era muito sensível a problemas de tempo, esses efeitos causavam lentidão perceptível em PCs mais lentos ou às vezes falhavam completamente em PCs mais rápidos (ou seja, significativamente mais rápido do que o programa para o qual foi originalmente desenvolvido). Além disso, era difícil para os programas fazerem muito mais, até mesmo atualizar a tela, durante a reprodução de tais sons. Assim, quando as placas de som (que podem produzir sons complexos independentemente da CPU, uma vez iniciadas) se tornaram populares no mercado de PCs depois de 1990, elas rapidamente substituíram o alto-falante do PC como o dispositivo de saída preferido para efeitos sonoros. A maioria dos jogos para PC recém-lançados parou de suportar o alto-falante durante a segunda metade da década de 1990.

Outros programas

Vários programas, incluindo MP (Module Player, 1989), Scream Tracker , Fast Tracker , Impulse Tracker e até drivers de dispositivo para Linux e Microsoft Windows , podem reproduzir som de modulação por código de pulso (PCM) através do alto-falante do PC usando técnicas especiais explicadas posteriormente neste artigo.

Os sistemas Microsoft Windows modernos têm suporte para alto-falante do PC como um dispositivo separado com recursos especiais - ou seja, não pode ser configurado como um dispositivo de saída de áudio normal. Alguns softwares usam este canal de som especial para produzir sons. Por exemplo, o Skype pode usá-lo como um dispositivo de sinal de chamada de reserva para o caso em que o dispositivo de saída de áudio principal não pode ser ouvido (por exemplo, porque o volume está definido para o nível mínimo ou o amplificador está desligado).

Na década de 1990, um vírus de computador para Microsoft DOS chamado "Techno" apareceu, tocando uma melodia no alto-falante do PC enquanto imprimia a palavra "TECHNO" na tela até ser preenchida.

Pinouts

Conector de alto-falante de 4 pinos (marcado com SPK) na placa-mãe
O minúsculo alto - falante de ferro móvel usa conexão de 2 fios de 4 pinos.

Em alguns aplicativos, o alto-falante do PC é afixado diretamente na placa-mãe do computador ; em outros, incluindo o primeiro IBM Personal Computer, o alto-falante é conectado por fio a um conector na placa-mãe. Alguns gabinetes de PC vêm com um alto-falante de PC pré-instalado. Um conector de alto-falante de PC com fio pode ter uma configuração de dois, três ou quatro pinos e dois ou três fios. O conector fêmea do alto-falante se conecta aos conectores de pinos na placa-mãe, que às vezes são identificados como SPEAKER ou SPKR .

Pinagem de alto-falante de PC de 4 pinos e 3 fios
Número do PIN Nome do Pin Função Pin
1 -SP Alto-falante negativo
2 GND ou KEY Chave aterrada ou sem fio
3 GND Chão
4 + SP5V Alto-falante positivo + 5V DC

Modulação de largura de pulso

O alto-falante do PC normalmente é projetado para reproduzir uma onda quadrada por meio de apenas 2 níveis de saída (dois níveis de tensão, normalmente 0 V e 5 V), conduzido pelo canal 2 do Intel 8253 (PC, XT) ou 8254 (AT e posterior) Temporizador de intervalo programável operando no modo três (sinal de onda quadrada). O hardware do alto-falante em si é diretamente acessível via porta de E / S do PC 61H (61 hexadecimal ) via bit 1 e pode ser fisicamente manipulado para 2 níveis de saída (ou seja, som de 1 bit ). No entanto, cronometrando cuidadosamente um pulso curto (ou seja, indo de um nível de saída para o outro e depois de volta para o primeiro) e contando com as propriedades de filtragem física do alto-falante (resposta de frequência limitada, auto-indutância, etc.), é possível conduzir o alto-falante a vários níveis de saída intermediários, funcionando como um conversor digital para analógico bruto . Essa técnica é chamada de modulação por largura de pulso (PWM) e permite a reprodução aproximada de áudio PCM . (Uma versão mais refinada desta técnica é usada em amplificadores de áudio classe D. )

Com o alto-falante do PC, este método atinge uma reprodução de qualidade limitada:

Obter uma saída de som de alta fidelidade com esta técnica requer que a frequência de comutação seja muito mais alta do que as frequências de áudio a serem reproduzidas (normalmente com uma proporção de 10: 1 ou mais), e a tensão de saída bipolar para fazer usar melhor a faixa dinâmica e a potência dos dispositivos de saída. No alto-falante do PC, entretanto, a tensão de saída é zero ou nível TTL (unipolar).

A qualidade depende de uma compensação entre a frequência da portadora PWM (taxa de amostragem efetiva) e o número de níveis de saída (profundidade de bits efetiva). A taxa de clock do temporizador de intervalo programável do PC que aciona o alto-falante é fixada em 1.193.180 Hz, e o produto da taxa de amostragem de áudio vezes o valor DAC máximo deve ser igual a isso. Normalmente, um DAC de 6 bits com um valor máximo de 63 é usado a uma taxa de amostragem de 18.939,4 Hz, produzindo áudio pobre, mas reconhecível.

A fidelidade de áudio desta técnica é ainda mais reduzida pela falta de um alto-falante dinâmico de tamanho adequado, ainda mais em máquinas modernas e particularmente em laptops, que usam um minúsculo alto - falante de ferro móvel (freqüentemente confundido com piezoelétrico ). A razão para isso é que o áudio produzido por PWM requer um filtro passa-baixo antes da saída final, a fim de suprimir o ruído de comutação e os harmônicos altos, algo que um alto-falante dinâmico normal pode fazer por conta própria, enquanto o minúsculo diafragma de metal do o alto-falante de ferro móvel deixará passar muito ruído de chaveamento, assim como muitos acoplamentos diretos (embora haja exceções, por exemplo, portas filtradas de "alto-falante em" em algumas placas-mãe e placas de som).

Esse uso do alto-falante do PC para saída de áudio complexa tornou-se menos comum com a introdução da Sound Blaster e de outras placas de som .

Veja também

Notas

links externos