Atari 8-bit Audio

[LarsImNetz]

Moin,
sagt mal bitte jemand, der sich damit auskennt.

Ich möchte einen Ton abspielen B-1 (sound 0,12,206, 15) mit 0db also mit Laufstärke $0F.
Wenn ich gleichzeitig einen Ton B-2 (sound 1,12,101, ?) mit -18db abspielen möchte, welche Lautstärke müsste ich dann nehmen?

Eine grobe Richtung / Formel würde mir auch reichen.
Bin dankbar für Hinweise.

LG
Lars

[Erhard]

Ich habe schon mehrfach gelesen, daß die Summe der Lautstärken der Tonkanäle nicht 100% überschreiten sollte.

Aus der Sicht damaliger HiFi-Geräte war m.W. die Definition, daß 0dB einem Pegel von 775 mV entsprechen.

Legst Du eine Sinusspannung über einen Kondensator (der leider die Phase verfälscht) an die Basis eines Transistors an, bei dem der Arbeitspunkt korrekt eingestellt ist so wirst Du bei Erhöhen der Spannung des Eingangssignals feststellen, daß am Ausgang irgendwann die oberen und unteren Bögen der Sinuswelle abgeschnitten werden und es ähnelt dann eher einer Rechteckwelle.

https://sengpielaudio.com/HeadroomUndAu ... clip15.png

Das hört sich dann nicht mehr an wie ein Sinuston, klingt scheppernd, vermutlich auch hoher Klirrfaktor.

Da der Pokey ohnehin nur Rechtecksignale produziert (außer bei Volume-Only) könnte man meinen, das man auch alle vier Kanäle in voller Lautstärke plärren lassen kann. Rechteckiger wird es eh nicht.

Dabei übersieht man aber allein schon den analogen Tonverstärker-IC im Atari und auch die angeschlossenen Wiedergabegeräte.

Bei der Datasette des Atari gibt es das Problem übrigens auch. Wenn die zu laut aufgenommen sind übersteuert dies bei Wiedergabe die interne analoge Verstärkerstufe der Datasette, was auch die angeschlossene Digitalisierungsstufe nicht mag. Ist die Cassette zu leise aufgenommen sind unter Umständen Störgeräusche zu laut. Wenn ich eine Datencassette für den Atari wiederherstelle nehme ich die auf einem HiFi-Tapedeck mit -3dB auf.

PS: neuere PokeyMAX können die Lautstärke des Ausgangssignals per Programmiersoftware vermindern (Teiler 1, 2 und 4).

Hoffe das hilft. Vielleicht wissen es andere auch besser.

[HiassofT]

Beim POKEY ist die Lautstärke recht nicht-linear, Infos dazu findest Du zB im Altirra Hardware Reference Manual und im Altirra Source Code
https://www.virtualdub.org//altirra

The 4-bit DAC for each channel also has somewhat mismatched outputs for each bit. In particular, the ratios
between the drivers for the lower two volume bits don’t quite match the ratios for the higher two bits, resulting the gaps between volume levels 3 and 4, 7 and 8, and 11 and 12 being a bit wider than expected.

In addition, the mixed output from all four channels starts to show non-linear saturation effects at higher total
volume levels. The output is nearly linear within the range of a single channel, where the volume sum of
channels with an active output is 15 or less. However, the remainder of the range 16-60 is only about double the
amplitude, and two channels actively outputting at volume 15 only achieve about 50% higher amplitude than a
single channel. This has the effect of compressing the output, amplifying quieter sounds and attenuating louder
ones. Also, because of the previously mentioned biased output from each channel, a channel that is producing a
constant 1 bit at non-zero volume can distort the output by shifting the audio output into the saturation range. A channel with constant output 0, however, contributes no distortion regardless of its volume level.

Die unteren beiden Lautstärke-Bits (also Werte 1 und 2) haben deutlich kleinere Amplitude als die oberen beiden Bits (Werte 4 und 8). Im Altirra Source Code ist folgende Tabelle drin:

Code: Alles auswählen

        static constexpr uint8 kVolMixLookup[16] = {
                 0,  1,  5,  6,
                25, 26, 30, 31, 
                50, 51, 55, 56,
                75, 76, 80, 81  
        };              

D.h. die einzelnen Bits haben eine (lineare) Amplitude von 1, 5, 25, 50 - bei einem linearen DAC würde man da immer eine Vedopplung erwarten (also zB 6.25, 12.5, 25, 50).

Mit der Daumen-mal-Pi Regel halbe Amplitude = 6dB wäre also Amplitude 81 / 8 = 10 um -18dB unter dem Level von POKEY Lautstärke 15 - der nächst passende Wert vom POKEY wär Lautstärke 3 (Amplitude 6 in der Tabelle).

Wenn Du insgesamt über POKEY-Lauttärke 15 geht's wird's nochmal nicht-linear. Lt. Altirra Hardware Reference Manual ist's bei Summe aller POKEY-Lautstärken von 60 (also alle Kanäle auf Maximum 15) nur die doppelte Amplitude - also ca 6dB mehr, bei Summe 30 (zwei auf Maximum) die 1.5-fache Amplitude, also ca 3dB mehr als POKEY Lautstärke 15.

so long,

Hias