
    ◇＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝◇

        　　　　　MSX用　8bit D/A Converter

        　   　　ハードウエア解説書　Rev.2
                        　    ｂｙ にが
    ◇＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝◇


■　はじめに

    同梱のMPCM.COMで利用可能なDACについての解説記事です。
    簡易的なものから順に紹介します。



===================
◇　只PCM（仮）
===================
    かつてMファンに掲載された簡易MIDIインターフェイスの只MIDIにインスパ
    イアされて生まれたMSX用DACです。IOの#91hに8bitのPCMデータを流し込む
    ことで発音されます。

    ハードウエアは非常にシンプルで、添付の「tadaPCM.JPG」の回路図のよう
    にプリンタポートにR-2RのラダーDACを繋いで音声出力をスロットの
    SOUND INに戻すだけの構成です。プリンタポートの信号はMSX内部で8ビット
    のフリップフロップでラッチされており、次のIOアクセスがあるまで出力が
    保持されるため、このような回路でも発音させることができます。

    製作される方は、なるべく値にバラつきがない抵抗を使ってください。
    金属被膜抵抗を使うか、100本入りのカーボン抵抗を買って、テスターで
    実測した値が揃ったものを使うのがオススメです。抵抗値は１：２になる
    組み合わせであれば回路図の通りでなくてもOKです。

    製作には14pのセントロニクスコネクタが必要です。このケースの中に
    抵抗を空中配線して組み込んでしまうこともできます（やや難易度高し）。
    あまり音質はよくありませんので、不満な方はオペアンプ搭載の自作DAC
    カートリッジにチャレンジしてみてください。

    ちなみに名前の「只PCM（仮）」はコンセプトが只MIDIと似ているという
    理由で、本家只MIDI作者の戯音匠者さんに何の断りもなく付けました。
    よって仮称としています。万が一公認されたら（仮）は取れるかも知れ
    ません。

    Rev.2追記）
    かつて同じ仕組みで音声再生を実現したハードウエアが存在していたよう
    です。JUSTというメーカーがゲーム上で音声を再生するために「ジャスト
    サウンド」というシステムを販売していたことが分かりました。実際の製品
    ではPC-8801SR用の18禁ゲームで音声再生されていたことが確認されています。
    ハードウエアはプリンタポート汎用のようですが、同社のMSX用のゲームに
    対応していたかどうかは不明です。有志による互換ハードが作られており、
    公開されている回路図を見る限り、只PCM（仮）とも互換性がありそうです。

    類似のシステムにLOG社による「ボイスボックス」というものもあり、
    プリンタポートに接続する音声再生装置という点では同じですが、こちら
    はADPCMのようなので互換性はないと思われます。



===========================
◇　MSXターボR　PCMポート
===========================
    IOアドレス＃A4hに存在するDACです。ここにPCMデータを流し込むことで
    発音されます。

    ターボR内部のS1990にその機能があるようです。ハイカットフィルターが
    効きすぎたような音で、音質は良いとは言えません。低レートのサウンドを
    流す時にはノイズ除去の効果があると思いますが、44kHzで再生すると高音域
    がカットされて曇った音になります。ターボR設計時に高レートのサウンドを
    流すことは考慮していなかったのかも知れません。



===================
◇　牌の魔術師
===================
    コナミの麻雀ゲームです。音声再生機能付きでゲーム中にキャラが喋るはず
    です（実はプレイしたことなし）。

    カートリッジ内部に8ビットのフリップフロップとR-2RのDACを搭載しており、
    当該スロットの5000-5FFFhにPCMデータを流し込むことで発音されます。

    R-2Rから取り出した音声信号はフィルムコンデンサを介してSOUND INに入っ
　　　　ているようです。オペアンプは使われておらず、DACの構成は只PCM（仮）と
    ほぼ同じです。

    ゲーム以外でDACを利用するためには後挿しが必要です。


===================
◇　新世SIZER
===================
    コナミのシンセソフトです。PCM波形を弄ったりキーボードで演奏したりできる
    そうですが、モノフォリック（単音）で録音機能もないためあまり使えないと
    の噂です。2016年現在コレクターズアイテムと化しており、中古での取引価格
    が高騰しています。昔大須で大量に投げ売られていたという噂もあります。

    牌の魔術師と同様にカートリッジ内部に8ビットのフリップフロップとR-2Rの
    DACを搭載しており、当該スロットの01xx xxxx xxx0 xxxxb （4000h等）に
    PCMデータを流し込むことで発音されます。

    牌の魔術師と書き込むアドレスが異なるだけで、DACの構成としては同等と思わ
    れます。ゲーム以外でDACを利用するためには後挿しが必要です。


==========================
◇　フリートコマンダーII
==========================
    アスキーの戦略シミュレーションゲームです。あまり知られていませんが
    何故かDACを搭載しています。このゲームで音声再生機能があるという話は
    聴いたことがなく、ゲームのROMをDACに流してもそれらしい音は聞こえま
    せんでした。ゲーム内でDACとしては使われていないのかも知れません。
    その割に回路は良くできており、オペアンプまで搭載していて音質も良好
    です。

    DACの構成は、添付の「8bitDA.jpg」と同等ですが、フリートコマンダー
    IIでは、メガROMコントローラ「LZ93A13」を利用してバンク80h以降への
    データ書き込みを発音のトリガにしています。よって、当該スロットの
    6000hに80hを書き込んでから4000hにデータを流し込めばOKです。

    回路を読み解くと、R-2RのラダーDACで取り出した音声信号をオペアンプの
    ボルテージフォロワを経由して1倍の反転増幅回路に入れて低インピーダンス
    化しています。この信号を電解コンデンサを介してスロットのSOUND INに
    入れていますが、このオペアンプは±12V電源でドライブされており、反転
    した信号は負極性となるため、取り付けられているコンデンサは極性が反対
    だと思います。とりあえずは鳴りますが、半田ごてを使える方はSOUND INに
    繋がっているコンデンサをオーディオ用のフィルムコンデンサや無極性電解
    コンデンサに交換することをお勧めします。


========================
◇　自作DACカートリッジ
========================
    フリートコマンダーIIと同等のDACをMSX用のユニバーサル基板で再現したもの
    です。製作される方は「8bitDA.jpg」を参考にしてください。回路図のオペ
    アンプはTA5557が指定されていますが、オーディオ帯域で２回路入りのもの
    なら大概はOKです（ピンアサインは確認すること）。

    この回路図通りに作ると、当該スロットの書き込みは全てDACに流し込まれ
    ます。MSX起動時のメモリチェックのように書き込みがあるとそれが雑音に
    なります。気になる方は、/SLTSLあたりに切り離しスイッチを付けてくだ
    さい（切り離し時に入力ピンがプルアップされるようにすること）。

    mosakuさんによって動作確認がなされてています。なお、MSX用ユニバーサル
    基板は2016年現在M.A.D.さんの通販で入手可能です。



=========================
◇　MSX本体造設PCMポート
=========================
    MSXを改造してターボRのPCMと同じIOアドレスにフリートコマンダーIIの
    DACと同等の回路を再現したものです。未検証回路ですが、「8bitDA_tR.jpg」
    のように造設し、IOの#A4hにPCMデータを流し込むことで発音すると思われ
    ます。

    配線や部品数が多く、造設はかなり面倒だと思いますが。余計なフィルターを
    搭載していないのでターボR内臓PCMよりも高音質で鳴ると思います。

    内部造設するメリットとしては、スロットやプリンタポートといったリソース
    を消費しないことにあります。

    当然ですが、本体改造には破壊のリスクがありますので自己責任でお願い
    します。


===================================
◇　DAC付きプリンタI/F（Rev.2追記）
===================================

    M.A.D.社から発売されたプリンタI/Fカートリッジです。1ChipMSXやCASIOの
    MSXのようなプリンタI/FのないMSXのために開発されました。
    プリンタI/FでありながらDACを搭載しており、音声再生が可能です。スイッチ
    でDACを切り離すことも可能。只PCMと同様に、プリンタポート（IOの#91h）
    にPCMデータを流し込むことで発音されます。

    オペアンプや外部入力端子も搭載されており、フリートコマンダーII同様に
    高音質と思われます。音声はMSX本体の音声出力端子から出力されます。

    ※CASIOのMSXにはスロットにSOUND INの配線がされていないものがあり、
    そのような機種で音源カートリッジから発音させるには改造が必要になり
    ます。




■　諸注意

    この記事はフリーソフトウェアの添付ファイルです。再配布する場合は単体
    ではなく、添付ファイルの揃ったアーカイブとしてください。

    この記事の解釈は個人の責任において行って下さい。使用によって何らかの
    損害を生じた場合でも、当方は責任を負いかねます。

    個人的な配布や転載も自由ですが、なるべくバージョンアップがあった時は
    対応してください。内容に誤りがあった場合、報告してくると助かります。

    配布に関わる費用での実費を越える徴収は控えてください。




■　謝辞


    Re:糠を足せ(仮)のmosakuさん、牌の魔術師、只PCM、MSX1、自作DACカート
    リッジでの動作確認とご報告ありがとうございました。

    ゆうじろうさん、フリートコマンダーII、16MBメモリーカートリッジでの
    動作報告ありがとうございました。

    ゆうくんさん、1ChipMSXを利用した46MBメモリの使いきり実証のご報告
    ありがとうございました。

    M.A.D.さん、DAC付きプリンタI/Fでの対応ありがとうございます。




■　終わりに

    これでメモリ16MB造設は無意味とは言えまい…





■　一次配布、および連絡先           にがHP on PS2Linux'

                    website:http://niga2.sytes.net/
                にがBBS:http://niga2.sytes.net/bbs/upb.cgi

