PC-Speaker

Zwischenstufen beim PC-Lautsprecher durch Dithering

Der PC-Lautsprecher ist die Standard-Soundausgabe in IBM-kompatiblen PCs, dessen eingebauter Lautsprecher. Bevor ungefähr 1990 Soundkarten populär wurden, war er die einzige Möglichkeit, auf einem PC Töne und Klänge zu erzeugen. Seine Ansteuerungslogik sieht nur zwei Zustände vor: an und aus, welche zwei verschiedenen Positionen der Membran entsprechen. Somit kann er normalerweise nur Rechteckschwingungen wiedergeben. Der Lautsprecher kann dabei von der Software in zwei Weisen angesteuert werden: es kann eine Frequenz in einen Timer eingetragen werden, welcher den Lautsprecher dann selbsttätig in dieser Frequenz an- und ausschaltet bis er wieder deaktiviert wird, oder die Membran kann explizit in einen der beiden Zustände versetzt werden. Eine Lautstärkeregelung für den Systemlautsprecher ist auf den meisten PCs nicht vorgesehen.

Um auf dem PC-Lautsprecher Naturklänge, andere Wellenformen als Rechteck, mehrere Stimmen, oder leisere Klänge ausgeben zu können, haben sich diverse Programmierer daran versucht, per Software einen D/A-Wandler mit Zählmethode zu simulieren. Hierzu wurde das auszugebende Signal gedithert und der Lautsprecher per Timer-Interrupt an- und ausgeschaltet. Die Störungen sollten dabei im Ultraschallbereich liegen und durch die Trägheit der Membran zu Zwischenstufen verschliffen werden (siehe Diagramm). In der Praxis war dieses Verfahren jedoch entweder so rechenintensiv, dass der Rechner während der Klangausgabe stillgestanden hat, oder aber das Dithering-Signal war als störendes Piepsen hörbar. Ferner kamen dem Timer-Interrupt oft andere Interrupts in die Quere, was zu lautem Knacksen geführt hat. Derartige Programme funktionierten wegen ihres komplexen Timings oft auch nur auf PCs mit einer ganz bestimmten CPU-Geschwindigkeit korrekt, auf schnelleren PCs waren die zu hörenden Klänge meist nicht mehr die erwünschten. Die Qualität war somit wesentlich schlechter als bei einem Covox-Stecker.

Heutige Nutzung

Viele BIOS nutzen die Möglichkeit, Fehlermeldungen mittels Piepen anzuzeigen. Das ist hilfreich bei der Fehleranalyse nicht mehr startender Computer. So kennt man auch das standardmäßige Piepen beim Beginn des Speichertest beim Hochfahren des PCs, siehe dazu Power On Self-Test. Bei einigen Laptops wird der PC-Lautsprecher jedoch ersatzlos eingespart (und nicht etwa das Signal an die anderen eingebauten Lautsprecher geleitet).

Bei Hauptplatinen mit Onboard-Soundkarte ist es teilweise möglich, das Systemlautsprecher-Signal an dieselben externen Lautsprecher zu leiten, die für die Ausgabe der Soundkarten-Klänge zuständig sind.

Auch heute noch nutzen verschiedene Programme die einfache Möglichkeit, Hinweistöne abzuspielen, z.B. das IRC-Programm X-Chat, um den Chatter auf eine neue (gegebenenfalls persönliche) Nachricht hinzuweisen.

Wie einfach sich das Piepen erzeugen lässt, lässt sich an folgendem C-Code erkennen. Der Befehl printf("\a"); reicht aus, um einen „Alert“ (dt. Alarm) auszugeben, welcher auf den meisten Betriebssystemen in Form eines Piepstons realisiert ist (siehe auch Escape-Sequenz).