Meet the SN76477/76488, our sound chip's older stepbrother

[+FarmerPotato]

Received these little cuties today:

 

 

 

 

The TI SN76488 predates the SN76489 sound chip that we know and love. SN76488 is the SN76477 plus internal audio amplifier.

 

It is a mixed digital-analog chip with 3 generators: 1 tone, 1 low frequency output, 1 noise. As shown the example circuit, it takes a great many external components to unlock all its potential.

 

As an example of what it can do that the SN76489 cannot, the SN76477 has a VCO, or voltage controlled oscillator, allowing

analog control over frequency. (2.5V in=higher frequency, 1V in=lower frequency). Like the SN76489, it produces a square wave output. 

 

There is another generator, the SLF, which is a triangle wave generator. Triangle waves are not too different from square waves, but they dampen off the higher harmonics. The SLF can be added to the VCO frequency input, to add variation such as vibrato. At higher frequencies, the SLF would produce FM modulation effects that change the harmonic content significantly. The SLF and VCO can be controlled by an external voltage knob, or some other waveform. Both can be played out of the mixer.    The chip also has external filter hookups, like you'd find among the filter knobs of an analog synthesizer.

 

 

 

 

 

 

VCO square wave output, when frequency-modulated by the triangle SLF wave.

 

 

 

 

Why was the SN76489 used instead?

Implementing the SN76477 would not have been practical in a digital home computer. It relies on a lot of external knobs and switches, which you couldn't have replicated cheaply in digital, programmable logic. (you would need a lot of DACs, or at least resistor ladders.)  For this reason, the SN76489 was a clearer choice for home computers.

 

However, the SN76477 could have formed the basis of a cheap analog synthesizer. Except that it was difficult to get the pitch musically correct (my brother tried, for countless hours, to tune resistor networks by ear, to produce a proper keyboard scale from 555s. When your resistors are cheap 5% ones, they are tough to get right.)

 

Uses

 

Most famously, the SN76477 was in "Space Invaders." The missile firing sound is like the "Gunshot" in the toy below:

I think the SN76477 is the chip that was in the toy 'Sound Gizmo' in 1980s. My brother had a Sound Gizmo. The list of starter  settings on the right show the appeal to boys: Jet Plane, Phaser, Explosion, Gunshot.. Train, Helicopter... I might still have cassette tapes of stories I recorded with the effects. That would be in a desk drawer with my TI program recordings. 

 

 

 

 

Here is a video of Sound Gizmo, which if I am correct, demonstrates this chip.

 

 

Axesynth, the "Atari"

 

The band MuteMath employs home-made electronic sounds in its music. 

Watch their video "Reset". Starting at 3:63, you can hear some great sounds from the 76477 from the Axesynth.

Later I think  I hear some effects pedals on it (echo, feedback)   Can I call it a Gatari?

 

 

 

 

TI Example Circuit

 

 

 

Here are some explanations of what the knobs and switches are set up to do:

 

 

 

Knobs are Potentiometers, which vary a resistance. Their symbol is a resistor with a slidy arrow.

A resistance and a capacitor usually occur in pairs to control one feature. Working together, they establish a time constant for

charging or draining an internal voltage.  I don't know what it means that the resistors also have a disconnect/connect switch.

Maybe there is an internal resistance in parallel.

 

SW1 goes to a "one shot", which produces a single logic pulse when SW24 is pressed.

Knob 1 changes how fast it recharges, so the pulse repeats at adjustable intervals as long as you hold down the button.

 

 

SW2 chooses one of 5 capacitor values for the SLF.

SW3 connects a potentiometer  (variable resistance knob) to the SLF.

SW5 chooses one of 5 caps for the one-shot.  SW24 chooses its resistance. 

 

R6 is the pitch knob for the VCO. SW12 engages/disengages it.

Alternately, SW8 and R12 supply an external VCO control. Not sure how these are different...

SW7 chooses one of 6 caps for the VCO control.

SW8 chooses either a pot or grounds the external VCO  control.

 

SW9 connects one of 5 resistors to pin 11, the amplitude control of the noise.

SW10 engages a potentiometer onto the attack control of the noise. (rising amplitude)

SW12 is an on/off switch and a knob going to the decay control. 

SW11 has 6 values for capacitance. Together these could make a variety of timers.

 

 

SW18 toggles the envelope generator between attack and decay.

 

SW20,21,22 switch on/off  sources to the mixer: Noise, SLF, VCO.

The mixer is actually a digital-AND. So if the SLF and Noise are selected,

Here, the SLF silences the Noise or VCO when it is low. (You can change the duty cycle or on/off% with a knob.)

At low frequencies, this produces sound pulses (suggest choo-choo puffs.) At higher SLF, it would sound like

a machine gun or massage shower-head.

 

To achieve actual mixing of two sounds, TI suggests adding an external multiplexer with a frequency beyond human

hearing range. This would chop between two mixer configurations, which is a crude way of getting two sounds to overlap (an external cap integrates the two.)

 

 

FM synthesis?

 

VCOs in series and/or parallel can implement FM synthesis.

 

 The combination of SLF+VCO on the SN76477 comes close to one 2-operator FM channel, which was a staple on the PC more than a decade later on the YM2413, or OPL2, in Sound Blaster cards (granted those use sine waves, but triangle modulating square should be much, much crunchier.)  But unlike the OPL2, you could input any external waveform into the VCO's external modulation pin (just make a sine wave with an external oscillator).

 

Chaining together multiple SN76477s, you could build any pattern of FM operators, like the "algorithms" of the world-famous DX7, albeit with crunchy square waves. For instance, you could set the SN76477 to feed back into itself. Or the output of one SN76477 could modulate another:

 

self-feedback
-\/\/\----
|        |
--> VCO----->  VCO -> audio output
Chip 1         Chip 2

OR

self-feedback
-\/\/\----
|        |
--> VCO------- 
Chip 1       | 
             |  adder
             |   |\
--> VCO--------> | >  ------>  SLF -> VCO -> audio output
Chip 2       |   |/             Chip 4
             |
--> VCO------- 
Chip 3        

 

 

 

More Reading

 

General

https://en.wikipedia.org/wiki/Texas_Instruments_SN7647

 

TI Applications Manual

https://www.schematicsforfree.com/archive/file/Audio/Circuits/Musician/Sound Effects/Complex Sound Generation with the SN76477.pdf

 

Axesynth, the "Atari"

https://enacademic.com/dic.nsf/enwiki/9869159

 

Popular Electronics review/datasheet

https://datasheetspdf.com/pdf-file/506802/ETC/SN76477/1

 

Space Invaders

Page 5 of the schematic shows the SN76477. It has few inputs used, compared to the example circuit.

Breakout board from BGMicro

https://www.bgmicro.com/ACS1322.aspx

They marketed the chip, surplus, in 2008? with a PDF (more than the stuff above.) Trying to locate that pdf!

 

[+dhe]

I only ever thought of the cassette player as a torture device of my teenage years. Does the cassette recorder gate through the sound chip or is there a dedicated A<>D device?

[carlsson]

The Swedish hobbyist/school computer ABC 80 also has a SN76477, but it might be the only example of a computer use.

[fabrizio]

On 30/10/2020 at 22:06, FarmerPotato said:

Ho ricevuto questi piccoli carini oggi:

 

 

 

 

Il TI SN76488 precede il chip audio SN76489 che conosciamo e amiamo. SN76488 è l'SN76477 più amplificatore audio interno.

 

È un chip misto digitale-analogico con 3 generatori: 1 tono, 1 uscita a bassa frequenza, 1 rumore. Come mostrato nel circuito di esempio, sono necessari molti componenti esterni per sbloccare tutto il suo potenziale.

 

Come esempio di ciò che può fare che l'SN76489 non può fare, l'SN76477 ha un VCO, o oscillatore controllato in tensione, che consente

controllo analogico sulla frequenza. (2,5 V in = frequenza più alta, 1 V in = frequenza più bassa). Come l'SN76489, produce un'uscita a onda quadra. 

 

C'è un altro generatore, l'SLF, che è un generatore di onde triangolari. Le onde triangolari non sono molto diverse dalle onde quadre, ma smorzano le armoniche superiori. L'SLF può essere aggiunto all'ingresso di frequenza VCO, per aggiungere variazioni come il vibrato. A frequenze più alte, l'SLF produrrebbe effetti di modulazione FM che cambiano significativamente il contenuto armonico. SLF e VCO possono essere controllati da una manopola di tensione esterna o da qualche altra forma d'onda. Entrambi possono essere riprodotti dal mixer. Il chip ha anche collegamenti per filtri esterni, come si troverebbe tra le manopole dei filtri di un sintetizzatore analogico.

 

 

 

 

 

 

Uscita a onda quadra VCO, quando modulata in frequenza dall'onda SLF triangolare.

 

 

 

 

Perché invece è stato utilizzato SN76489?

L'implementazione dello SN76477 non sarebbe stata pratica in un computer domestico digitale. Si basa su molte manopole e interruttori esterni, che non avresti potuto replicare a buon mercato in una logica digitale programmabile. (avresti bisogno di molti DAC, o almeno di resistori ladder.) Per questo motivo, l'SN76489 è stata una scelta più chiara per i computer domestici.

 

Tuttavia, l'SN76477 avrebbe potuto costituire la base di un sintetizzatore analogico economico. Solo che era difficile ottenere il tono musicalmente corretto (mio fratello ha cercato, per innumerevoli ore, di sintonizzare le reti di resistori a orecchio, per produrre una scala di tastiera adeguata da 555 secondi. Quando le tue resistenze sono economiche al 5%, sono difficili da ottenere giusto.)

 

Utilizza

 

Il più famoso, l'SN76477 era in "Space Invaders". Il suono dello sparo del missile è come il "colpo di pistola" nel giocattolo qui sotto:

Penso che l'SN76477 sia il chip che era nel giocattolo "Sound Gizmo" negli anni '80. Mio fratello aveva un Sound Gizmo. L'elenco delle impostazioni iniziali sulla destra mostra l'appello ai ragazzi: Jet Plane, Phaser, Explosion, Gunshot .. Train, Helicopter ... Potrei ancora avere cassette di storie che ho registrato con gli effetti. Sarebbe in un cassetto della scrivania con le mie registrazioni del programma TI. 

 

 

 

 

Ecco un video di Sound Gizmo, che se ho ragione, mostra questo chip.

 

 

Axesynth, l '"Atari"

 

La band MuteMath utilizza suoni elettronici fatti in casa nella sua musica. 

Guarda il loro video " Reset ". A partire dalle 3:63, puoi ascoltare alcuni ottimi suoni dal 76477 dall'Axesynth.

Più tardi penso di sentire alcuni effetti a pedale (eco, feedback). Posso chiamarlo Gatari?

 

 

 

 

TI Example Circuit

 

 

 

Ecco alcune spiegazioni di ciò che le manopole e gli interruttori sono impostati per fare:

 

 

 

Le manopole sono potenziometri, che variano una resistenza. Il loro simbolo è un resistore con una freccia scorrevole.

Una resistenza e un condensatore di solito si verificano in coppia per controllare una caratteristica. Lavorando insieme, stabiliscono una costante di tempo per

caricare o scaricare una tensione interna. Non so cosa significhi che i resistori hanno anche un interruttore di disconnessione / connessione.

Forse c'è una resistenza interna in parallelo.

 

SW1 passa a un "one shot", che produce un singolo impulso logico quando viene premuto SW24.

La manopola 1 cambia la velocità di ricarica, quindi l'impulso si ripete a intervalli regolabili fintanto che si tiene premuto il pulsante.

 

 

SW2 sceglie uno dei 5 valori di condensatore per SLF.

SW3 collega un potenziometro (manopola di resistenza variabile) all'SLF.

SW5 sceglie uno dei 5 tappi per il one-shot. SW24 sceglie la sua resistenza. 

 

R6 è la manopola del pitch per il VCO. SW12 lo innesta / disinnesta.

In alternativa, SW8 e R12 forniscono un controllo VCO esterno. Non sono sicuro di come questi siano diversi ...

SW7 sceglie uno dei 6 condensatori per il controllo VCO.

SW8 sceglie una pentola o mette a terra il controllo VCO esterno.

 

SW9 collega una delle 5 resistenze al pin 11, il controllo dell'ampiezza del rumore.

SW10 impegna un potenziometro sul controllo di attacco del rumore. (ampiezza crescente)

SW12 è un interruttore on / off e una manopola che va al controllo di decadimento. 

SW11 ha 6 valori per la capacità. Insieme, questi potrebbero creare una varietà di timer.

 

 

SW18 alterna il generatore di inviluppo tra attacco e decadimento.

 

SW20,21,22 accende / spegne le sorgenti del mixer: Noise, SLF, VCO.

Il mixer è in realtà un AND digitale. Quindi, se sono selezionati SLF e Rumore,

Qui, l'SLF silenzia il rumore o il VCO quando è basso. (È possibile modificare il ciclo di lavoro o% on / off con una manopola.)

A basse frequenze, questo produce impulsi sonori (suggeriscono sbuffi choo-choo.) A SLF più alto, suonerebbe come

una mitragliatrice o una doccia massaggiante.

 

Per ottenere il mixaggio effettivo di due suoni, TI suggerisce di aggiungere un multiplexer esterno con una frequenza oltre quella umana

gamma uditiva. Questo taglierebbe tra due configurazioni del mixer, che è un modo rozzo per far sovrapporre due suoni (un tappo esterno integra i due).

 

 

Sintesi FM?

 

I VCO in serie e / o in parallelo possono implementare la sintesi FM.

 

 La combinazione di SLF + VCO su SN76477 si avvicina a un canale FM a 2 operatori, che era un punto fermo sul PC più di un decennio dopo su YM2413, o OPL2, nelle schede Sound Blaster (ammesso che utilizzino onde sinusoidali, ma triangolo modulante quadrato dovrebbe essere molto, molto più croccante.) Ma a differenza dell'OPL2, è possibile inserire qualsiasi forma d'onda esterna nel pin di modulazione esterna del VCO (basta creare un'onda sinusoidale con un oscillatore esterno).

 

Concatenando più SN76477, è possibile costruire qualsiasi modello di operatori FM, come gli "algoritmi" del famoso DX7, anche se con onde quadre croccanti. Ad esempio, è possibile impostare SN76477 per il feed back su se stesso. Oppure l'uscita di un SN76477 potrebbe modulare un altro:

 

-\/\/\----
|        |


--> VCO------- 
             |   |\
             |
--> VCO------- 

 

 

 

Più lettura

 

Generale

https://en.wikipedia.org/wiki/Texas_Instruments_SN7647

 

TI Applications Manual

https://www.schematicsforfree.com/archive/file/Audio/Circuits/Musician/Sound Effects / Complex Sound Generation con SN76477.pdf

 

Axesynth, l '"Atari"

https://enacademic.com/dic.nsf/enwiki/9869159

 

Recensione / scheda tecnica di Popular Electronics

https://datasheetspdf.com/pdf-file/506802/ETC/SN76477/1

 

Invasori spaziali

La pagina 5 dello schema mostra SN76477. Ha pochi ingressi utilizzati, rispetto al circuito di esempio.

Scheda breakout di BGMicro

https://www.bgmicro.com/ACS1322.aspx

Hanno commercializzato il chip, in eccedenza, nel 2008? con un PDF (più di quanto sopra.) Cercando di individuare quel pdf!

 

congratulations for the whole description, many years ago I used this chip to produce games, to be used in schools, where some autistic children have played with fun.