Sound aus der PIO -- Die Zweite
von Ralf Däubner
Heute wieder ein kleiner Beitrag zum Thema Sound aus der PIO. Natürlich lässt sich diese kleine Schaltung auch an einem Druckerport betreiben. Diverse MOD-Player machen mitunter davon Gebrauch. Diese Schaltung wurde ursprünglich für einem Z1013 entwickelt.
Eine Möglichkeit, Töne mit dem Z 1013 zu erzeugen, ist in der Anlage 13 des Handbuches Teil II B beschrieben. Man kann aber auch die Tonerzeugung außerhalb vornehmen und den Computer zur Steuerung eines Synthesizers nutzen. Für ehemals etwa 55,-- (Ost-)Mark ist diese kleine, vielseitige abwandelbare Zusatzbaugruppe schnell zu bauen (siehe Bild 1):
Bild 1: Tongenerator für PIO-Ansteuerung.
Die Töne werden mit einem Timer-Schaltkreis B555 (NE555), der als astabiler Multivibrator betrieben wird, erzeugt. Frequenzbestimmend sind die beiden Widerstände R13 und R14 sowie die Kondensatoren C1 ... C5.
Die Steuerung von Tonhöhe, Lautstärke und Tonlänge erfolgt von der PIO über zwei CMOS-Schaltkreise V4066. Diese Schaltkreise enthalten je vier voneinander unabhängige Analogsignalschalter. H-Pegel am Eingang bedeutet "Schalter geschlossen" (niederohmiger Ausgang), L- Pegel dementsprechend "Schalter geöffnet" (hochohmiger Ausgang). Mittels dieser Schalter werden die Kondensatoren C1 ... C5 nach Masse durchgeschaltet. Die Werte der Kondensatoren wurden so gewählt, daß der Frequenzbereich von rund 200 Hz bis 8 kHz in 32 Schritten überstrichen wird.
Die Lautstärke wird nach dem gleichen Prinzip eingestellt. Die drei Widerstände R9 ... R11 bilden den Fußpunktwiderstand eines Spannungsteilers (mit R12). Ein angeschlossener Verstärker macht die entstandenen Töne in der gewünschten Lautstärke hörbar. Eine Anpassung der Ausgangsspannung des Minisynthesizers an die Eingangsempfindlichkeit des Verstärkers wird durch eine Veränderung des Spannungsteilers R9/R12 erreicht.
Die Ziehwiderstände R1 ... R8 sorgen für definierte Zustände der Eingänge der beiden V4066 bei nichtangesprochener PIO. Es entsteht die tiefstmögliche Frequenz mit der geringsten Lautstärke. Die beiden Dioden VD1 und VD2 begrenzen das Ausgangssignal auf etwa 0,7 V, falls durch einen Programmfehler keiner der Widerstände R9 ... R11 gegen Masse geschaltet ist.
Diese Variante gestattet es, beide PIO-Ports so zu verwenden, daß ein Stereo-Effekt entsteht. Bei den in der Schaltung verwendeten frequenzbestimmenden Kondensatoren und den lautstärkebestimmenden Widerständen handelt es sich um eine Parallelschaltung. Damit können mehrere PIO-Bits gleichzeitig programmtechnisch angesprochen werden, was in der ersten Variante nicht möglich war.
Als Verstärker eignen sich sicherlich die berühmt-berüchtigten, vom PC her bekannten "Brüllwürfel" mit eigenem Verstärker. Der Schneider CPC bietet schließlich auch eine Stereoklinkenbuchse an.
Stückliste:
- R1 ... R8: 100 kOhm
- R9: 10 kOhm
- R10: 5,1 kOhm
- R11: 2,2 kOhm
- R12: 100 kOhm
- R13: 22 kOhm
- R14: 39 kOhm
- C1: 1 nF
- C2: 2,2 nF
- C3: 4,7 nF
- C4, C8: 10 nF
- C5: 22 nF
- C6, C7, C9, C10: 10 uF
- VD1, VD2: SAY32 o.ä.
- A3: NE555 (wenn vorhanden, geht auch ein B555)
- D1, D2: V4066
C1 ... 5 müssen Foliekondensatoren sein.
Universeller Leistungstreiber für das M001
Die Mühlhausener Entwickler haben eine recht einfache Schutzschaltung für die im Modul M001 verbaute PIO eingesetzt. Durch den eingesetzten Widerstand hat das High-Signal gerade so die Untergrenze des als High definierten Pegels (2,4 V).
So testete ich einfach mal die Reaktion eines D100 an einem Bit der PIO. Die Schaltung, die ich zuerst im Zusammenhang des M001 vorgestellt habe, funktionierte dann, was vorher nicht möglich war. Das hieß, einfach einen halben D100 für ein Bit nutzen. Halb deshalb, weil die Gatter des D100 einfache NAND sind.
In dieser Ausgabe findet Ihr nun eine zweite Schaltung zur Tonerzeugung. Diese nutzt den Analogschalter V4066. Um ihn anzusteuern zu können, kann man in geeigneter Weise einen D100 nutzen. Die Bilder (siehe Bild 2) und die kleine Show (in PIOSOUND.PMA) sollten ausreichen, eine passende universelle Leistungsstufe zu bauen. Wie die PIO unter BASIC funktioniert, habe ich Euch schon beim letzten Mal gezeigt.
Bild 2: Leistungstreiber für die PIO im M001.
Damit dürfte bei jedem sicherlich schnell ein kleines Erfolgserlebnis einstellen. Vielleicht entwickelt jemand ein passendes Layout. Ich habe mich mit einer Universal-Leiterplatte begnügt.
So, nun viel Spaß beim Löten und Programmieren! Euer Ralle