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ZX Spectrum 1位声音实验:和弦与PWM技术

Hacker News •
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作为ZX Spectrum巡演的一部分,我实现了通过1位蜂鸣器播放简单音调的例程。受Apple II早期工作的启发,这些实验推动了简单硬件的极限。虽然复制先进的PC扬声器技术被证明很困难,但在多声道声音方面取得了显著进展,特别是通过1位扬声器播放和弦。作者还重现了简单的1位PCM播放,并尝试了脉宽调制(PWM)技术。PCM和PWM都为和弦播放工作提供了参考。本周的工作包括显著的失败和成功,记录了低保真音频模拟的挑战。脉冲编码调制(PCM)涉及将波形采样为0到最大值之间的值,采样率决定频率控制。Spectrum可以以约1MHz的速度访问内存,即使在周期计数的CPU控制下也能实现16kHz播放。然而,由于扬声器只能开或关,音频质量类似于用放大器把扬声器烧坏时的失真。利用48K型号的3.5MHz时钟,除以每秒16,000个采样,显示写入之间有219个周期。采样每秒消耗约2KB,在48K系统上虽然紧张但可控。PWM通过改变脉冲长度来指示信号强度,有望获得更高的音频质量,尽管物理扬声器的限制会引入延迟。不同Spectrum型号的CPU速度略有不同;48K型号以固定的3.5MHz运行,便于周期计数。