مكبر صوت الكمبيوتر

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

مكبر الصوت في الحاسوب الشخصي هو مكبر صوت مدمج في بعض أجهزة الحاسوب المتوافقة مع IBM PC . استخدم أول حاسوب شخصي من IBM ، طراز 5150  ، مكبر صوت قياسي يعمل بالمغناطيس (ديناميكي) بحجم 2.25 بوصة. [ 1 ] تستخدم أجهزة الحاسوب الأحدث مكبر صوت صغير يعمل بالحديد المتحرك أو مكبر صوت بيزو بدلاً من ذلك. [ 2 ] يتيح مكبر الصوت للبرامج الثابتة والبرامج تقديم ملاحظات صوتية للمستخدم، مثل الإبلاغ عن عطل في الجهاز. يُولّد مكبر الصوت في الحاسوب الشخصي الموجات الصوتية باستخدام مؤقت الفاصل الزمني القابل للبرمجة ، وهو شريحة Intel 8253 أو 8254. [ 3 ]

حالات الاستخدام

رموز أخطاء BIOS/UEFI

يُستخدم مكبر صوت الكمبيوتر أثناء اختبار التشغيل الذاتي (POST) للإشارة إلى الأخطاء التي تحدث أثناء عملية بدء التشغيل . وبما أنه يعمل قبل بطاقة الرسومات ، فإنه يُستخدم لإرسال "رموز تنبيه" تتعلق بالمشاكل التي تمنع عملية تهيئة بطاقة الرسومات الأكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، لا يستطيع BIOS الخاص بالفيديو عادةً تفعيل بطاقة الرسومات إلا إذا كانت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) تعمل بشكل صحيح في النظام، بينما يمكن إصدار تنبيه من مكبر الصوت باستخدام ذاكرة القراءة فقط (ROM) وسجلات وحدة المعالجة المركزية (CPU) فقط. عادةً ما تُشير أنماط تنبيه محددة إلى رموز الأخطاء المختلفة، مثل "تنبيه واحد؛ توقف مؤقت؛ ثلاثة تنبيهات؛ توقف مؤقت؛ تكرار". هذه الأنماط خاصة بمصنّع BIOS/UEFI، وعادةً ما تكون موثقة في الدليل الفني للوحة الأم.

برمجة

يمكن للعديد من البرامج، بما في ذلك برامج الموسيقى وأنظمة التشغيل أو الألعاب، تشغيل صوت تعديل رمز النبض (PCM) من خلال مكبر صوت الكمبيوتر باستخدام تقنيات تعديل عرض النبض الخاصة الموضحة لاحقًا في هذه المقالة.

ألعاب

استُخدم مكبر صوت الحاسوب الشخصي بطرق مبتكرة للغاية لخلق انطباع بالموسيقى متعددة الأصوات أو المؤثرات الصوتية في ألعاب الكمبيوتر في تلك الحقبة، مثل سلسلة ألعاب المغامرات من إنتاج شركة LucasArts في منتصف ثمانينيات القرن الماضي، باستخدام مقاطع موسيقية سريعة . واشتهرت العديد من الألعاب، مثل Space Hulk و Pinball Fantasies، بمؤثراتها الصوتية المتقنة؛ بل إن لعبة Space Hulk ، على وجه الخصوص، احتوت على حوار كامل.

مع ذلك، ولأن طريقة إعادة إنتاج PCM كانت حساسة للغاية لمشاكل التوقيت، فقد تسببت هذه التأثيرات إما في بطء ملحوظ على أجهزة الكمبيوتر البطيئة، أو فشلت أحيانًا على أجهزة الكمبيوتر الأسرع (أي الأسرع بكثير من تلك التي صُمم البرنامج للعمل عليها أصلاً). كما كان من الصعب على البرامج القيام بأي شيء آخر، حتى تحديث الشاشة، أثناء تشغيل هذه الأصوات. لذا، عندما أصبحت بطاقات الصوت (التي يمكنها إخراج أصوات معقدة بشكل مستقل عن وحدة المعالجة المركزية بمجرد تشغيلها) شائعة في سوق أجهزة الكمبيوتر بعد عام 1990، سرعان ما حلت محل مكبر صوت الكمبيوتر كجهاز الإخراج المفضل للمؤثرات الصوتية. وتوقفت معظم ألعاب الكمبيوتر التي صدرت حديثًا عن دعم مكبر الصوت خلال النصف الثاني من التسعينيات.

برامج أخرى

يمكن للعديد من البرامج، بما في ذلك MP (Module Player، 1989)، و Scream Tracker ، وFast Tracker ، و Impulse Tracker ، وحتى برامج تشغيل الأجهزة لنظامي التشغيل Linux [ 4 ] و Microsoft Windows ، تشغيل صوت PCM من خلال مكبر صوت الكمبيوتر، على الرغم من جودة الصوت الهامشية.

تدعم أنظمة مايكروسوفت ويندوز الحديثة مكبرات الصوت في أجهزة الكمبيوتر كجهاز منفصل ذي إمكانيات خاصة، أي أنه لا يمكن تهيئته كجهاز إخراج صوتي عادي. تستخدم بعض البرامج هذه القناة الصوتية الخاصة لإنتاج الأصوات. على سبيل المثال، يمكن لبرنامج سكايب استخدامها كجهاز إشارة اتصال احتياطي في حال تعذر سماع الصوت من جهاز الإخراج الصوتي الأساسي (على سبيل المثال، عند ضبط مستوى الصوت على أدنى مستوى، أو إيقاف تشغيل مكبر الصوت، أو توصيل سماعات الرأس).

يتضمن نظام لينكس نواة برنامج التشغيل "snd-pcsp.ko" منذ عام 2008. [ 5 ] بمجرد تحميل هذه الوحدة، يمكن استخدام مكبر صوت الكمبيوتر كبطاقة صوت عادية، مما يسمح لجميع البرامج (التطبيقات، واجهات المستخدم الرسومية، الأدوات المساعدة، إلخ) بتشغيل الأصوات والموسيقى من خلاله. افتراضيًا، يقوم نظام لينكس بتحميل وحدة "pcspkr.ko" التي تُصدر أصوات تنبيه فقط. للحصول على جميع الأصوات والموسيقى من خلال مكبر صوت الكمبيوتر (بما في ذلك أصوات التنبيه)، يجب إلغاء تحميل "pcspkr.ko" وتحميل "snd-pcsp.ko". modprobe -r pcspkr && modprobe snd-pcsp

في تسعينيات القرن الماضي، ظهر فيروس حاسوبي لنظام التشغيل مايكروسوفت دوس يُدعى "تكنو"، وكان يقوم بتشغيل لحن موسيقي عبر مكبر صوت الكمبيوتر مع طباعة كلمة "تكنو" على الشاشة حتى تمتلئ. [ 6 ]

منافذ التوصيل

موصل مكبر الصوت ذو 4 دبابيس (يحمل علامة SPK) على اللوحة الأم
يستخدم مكبر الصوت الصغير ذو الشكل الحديدي المتحرك للكمبيوتر الشخصي وصلة ذات 4 دبابيس وسلكين.

في بعض التطبيقات، تُثبّت سماعة الكمبيوتر مباشرةً على اللوحة الأم ؛ وفي تطبيقات أخرى، بما في ذلك أول حاسوب شخصي من IBM، تُوصّل السماعة بسلك إلى موصل على اللوحة الأم. تأتي بعض صناديق الكمبيوتر مزودة بسماعة مثبتة مسبقًا. قد يحتوي موصل سماعة الكمبيوتر السلكي على تكوين ثنائي أو ثلاثي أو رباعي الدبابيس، وسلكين أو ثلاثة أسلاك. يتصل الموصل الأنثوي للسماعة برؤوس دبابيس على اللوحة الأم، والتي عادةً ما تحمل علامات SPEAKER أو SPKR أو SPK .

مخطط توصيل مكبر صوت الكمبيوتر ذي 4 دبابيس و3 أسلاك [ 7 ] [ 8 ]
رقم التعريف الشخصياسم الدبوسوظيفة الدبوس
1-SPالمتحدث سلبي
2GND أو KEYالتأريض، أو المفتاح غير الموصول بسلك
3أرضيأرضي
4+SP5Vمكبر الصوت موجب +5 فولت تيار مستمر

تعديل عرض النبضة

عادةً ما يُصمَّم مكبر صوت الحاسوب لإنتاج موجة مربعة عبر مستويين فقط من الإخراج (مستويان للجهد، عادةً 0  فولت و5  فولت)، ويتم تشغيله بواسطة القناة 2 من مؤقت الفاصل الزمني القابل للبرمجة Intel 8253 (في أجهزة PC وXT) أو 8254 (في أجهزة AT والإصدارات الأحدث) الذي يعمل في الوضع الثالث (إشارة موجة مربعة). يمكن الوصول إلى مكونات مكبر الصوت مباشرةً عبر منفذ الإدخال/الإخراج 61H (61 بالنظام الست عشري ) في الحاسوب من خلال البت 1، ويمكن التحكم به فعليًا لإنتاج مستويين من الإخراج (أي صوت أحادي البت ). مع ذلك، من خلال ضبط توقيت نبضة قصيرة بدقة (أي الانتقال من مستوى إخراج إلى آخر ثم العودة إلى الأول)، وبالاعتماد على خصائص الترشيح الفيزيائية لمكبر الصوت (استجابة تردد محدودة، حث ذاتي، إلخ)، يُمكن تشغيل مكبر الصوت على مستويات إخراج وسيطة مختلفة، ليعمل كمحول رقمي تناظري بسيط . تُسمى هذه التقنية بتعديل عرض النبضة (PWM) وتسمح بتشغيل صوت PCM بشكل تقريبي . (يتم استخدام نسخة أكثر دقة من هذه التقنية في مكبرات الصوت من الفئة D. )

باستخدام مكبر صوت الكمبيوتر، تُحقق هذه الطريقة جودة تشغيل محدودة. ومع ذلك، استخدمها برنامج تجاري يُدعى RealSound لتقديم صوت رائع في وقته في العديد من الألعاب.

يتطلب الحصول على صوت عالي الدقة باستخدام هذه التقنية تردد تبديل أعلى بكثير من ترددات الصوت المراد إعادة إنتاجها (عادةً بنسبة 10:1 أو أكثر)، وأن يكون جهد الخرج ثنائي القطب ، وذلك للاستفادة بشكل أفضل من النطاق الديناميكي وقدرة أجهزة الإخراج. أما في مكبر صوت الكمبيوتر، فيكون جهد الخرج إما صفرًا أو عند مستوى منطق الترانزستور-الترانزستور ( TTL ) (أحادي القطب).

تعتمد الجودة على المفاضلة بين تردد الموجة الحاملة لتعديل عرض النبضة ( معدل أخذ العينات الفعال ) وعدد مستويات الإخراج ( عمق البت الفعال). يُثبّت معدل ساعة مؤقت الفاصل الزمني القابل للبرمجة في الحاسوب، والذي يُشغّل السماعة، عند 1,193,180  هرتز، [ 3 ] ويجب أن يساوي حاصل ضرب معدل أخذ عينات الصوت في القيمة القصوى لمحول الإشارة الرقمية إلى التناظرية هذه القيمة. عادةً، يُستخدم محول إشارة رقمية إلى تناظرية ذو 6 بتات [ 9 ] بقيمة قصوى تبلغ 63 عند معدل أخذ عينات يبلغ 18,939.4  هرتز، مما ينتج عنه صوت رديء ولكنه قابل للتمييز. [ 10 ]

تتراجع جودة الصوت في هذه التقنية بسبب عدم وجود مكبر صوت ديناميكي مناسب الحجم، خاصةً في الأجهزة الحديثة، ولا سيما أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تستخدم مكبر صوت صغيرًا يعمل بتقنية الحديد المتحرك (يُخلط غالبًا مع مكبرات الصوت الكهروإجهادية ). والسبب في ذلك هو أن الصوت الناتج عن تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) يتطلب مرشح تمرير منخفض قبل الإخراج النهائي لكبح ضوضاء التبديل والتوافقيات العالية. يقوم مكبر الصوت الديناميكي العادي بذلك تلقائيًا، لكن الغشاء المعدني الصغير لمكبر الصوت ذي الحديد المتحرك يسمح بمرور الكثير من ضوضاء التبديل، كما هو الحال في العديد من التوصيلات المباشرة (مع وجود استثناءات، مثل منافذ "مدخل مكبر الصوت" المُفلترة في بعض اللوحات الأم وبطاقات الصوت).

أصبح استخدام مكبر صوت الكمبيوتر الشخصي لإخراج الصوت المعقد أقل شيوعًا مع ظهور بطاقة الصوت Sound Blaster وغيرها من بطاقات الصوت .

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ المرجع التقني لجهاز IBM 5150 (ملف PDF) . شركة IBM. 1984. الصفحات 1-25 . 
  2. ↑ روزنتال، موريس (أغسطس 2008). إصلاح الحاسوب باستخدام مخططات انسيابية تشخيصية ( طبعة منقحة). دار فونر للنشر. ص 9. ISBN   978-0-9723801-7-1.
  3. 1 2 "دليل بران لتطوير النواة: مؤقت الفاصل الزمني القابل للبرمجة" . www.osdever.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2023 .
  4. ↑ سيرجييف، ستاس. "برنامج تشغيل مكبر الصوت PCM لنظام لينكس" . مؤرشف من الأصل في 26 أكتوبر 2009. تم الاطلاع عليه في 15 فبراير 2009 .
  5. ↑ "دعم مكبرات الصوت في الكمبيوتر الشخصي" . Kernelconfig . تم الاسترجاع في 17 يوليو 2025 .
  6. ↑ ناستاسي، أليسون (19 يوليو 2014). "أسوأ فيروسات الحاسوب في العالم مصورة" . فلايفرواير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2021 .
  7. ^ أوجرين ، يواكيم (1997). كتاب الأجهزة (PDF) . ص. 290. 
  8. ↑ دليل لوحة الأم ASUS P5KPL-AM SE (ملف PDF) . شركة ASUSTek Computer Inc.، 2008. الصفحات 1-13 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 13 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2017 . 
  9. ↑ ليونارد، جيم (2022). "خواطر صوتية عن أجهزة الكمبيوتر الشخصية من IBM - أفضل صوت لم تسمعه من قبل" . مجلة أولد سكول بي سي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أغسطس 2022 .
  10. ↑ شلوندر، إدوارد (18 نوفمبر 2006). "محول رقمي تناظري بتعديل عرض النبضة/المقاومة" . إلكترونيات المتحكمات الدقيقة K9spud . مؤرشف من الأصل في 17 مارس 2017.