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ZX Spectrum 1ビット:コード、PCM、PWM

Hacker News •
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ZX Spectrumツアーの一環として、1ビットビーパーからシンプルなトーンを再生するルーチンを実装しました。Apple IIでの先行研究に触発され、これらの実験はシンプルなハードウェアの限界を押し広げました。高度なPCスピーカー技術の再現は困難でしたが、マルチチャネルサウンド、特に1ビットスピーカーでのコード再生において大きな進歩がありました。作者はシンプルな1ビットPCM再生も再現し、パルス幅変調(PWM)技術も実験しました。PCMとPWMの両方がコード再生作業に役立ちました。今週の取り組みには顕著な失敗と成功が含まれ、ローファイオーディオエミュレーションの課題を記録しています。パルス符号変調(PCM)は、波形を0と最大値の間の値としてサンプリングし、サンプリングレートが周波数制御を決定します。Spectrumは約1MHzでメモリにアクセスでき、サイクルカウントされたCPU制御下でも16kHz再生が可能です。しかし、スピーカーがオンかオフのみであるため、オーディオ品質はアンプでスピーカーを吹き飛ばした時の歪みに似ています。48Kの3.5MHzクロックを使用し、1秒あたり16,000サンプルで割ると、書き込み間に219サイクルがあることがわかります。サンプルは1秒あたり約2KBを消費し、48Kシステムでは厳しいですが管理可能です。PWMはパルス長を変えて信号強度を示すことでより高いオーディオ品質を約束しますが、物理的なスピーカーの制約によりレイテンシが発生します。異なるSpectrumモデルではCPU速度がわずかに異なりました;48Kはサイクルカウント用にフラットな3.5MHzで動作しました。