テキサス・インスツルメンツ SN76477

SN76477
	SN76477（28ピンDIPパッケージ）
コンポーネントタイプ	サウンドチップ
初生産	1978

SN76477「複合音源」は、テキサス・インスツルメンツ（TI）が製造したサウンドチップです。このチップは1978年に発売されました。^[¹^]互換バージョンはICS76477です。^[²^]

SN76477は本質的にはチップ上のシンセサイザーであり、ポテンショメータやキーボードなどの外部コントロール機器と組み合わせて出力を制御することを想定していました。エンベロープ制御などの高度な機能の多くは、実装に外部回路を必要としました。さらに、内部モデルはワンショットサウンドの概念に基づいており、キー入力などの外部信号によってトリガーされた特定のトーンが、指定された時間だけ一度だけ生成されます。

このチップは、アーケードゲームや玩具、そして趣味のプロジェクトにおいて、効果音発生器として使われました。よく知られている用途としては、アーケードゲーム『スペースインベーダー』が挙げられます。最近では、様々な外部コントローラーと組み合わせて、シンプルなアナログシンセサイザーを製作するための趣味用システムとして利用されています。^{[ 3 ]}

1979 年、TI はTexas Instruments SN76489をリリースしました。これは機能は少ないものの、システムへの統合がはるかに容易で、市場でかなり広く使用されるようになりました。

概要

SN76477は当時としては先進的な設計で、3つの電圧制御発振器（VCO）トーンジェネレータ（または「ボイス」）を搭載し、同時に演奏することで3音ポリフォニーを実現しました。また、3つのメインボイスの出力を制御するための制御ソースとして設計された「超低周波」発振器（SLF）も搭載されていました。例えば、選択したVCO出力を所定のレートでオン/オフにすることで制御できます。同様の回路でノイズを付加し、他のボイスにミックスしたり、SLFでゲートして独自のパーカッションサウンドを生成したりすることもできます。さらに、このシステムには、アタックタイムとディケイタイム、そしてサスティンレベルをコントロールできるエンベロープジェネレータも搭載されていました。各チャンネルの出力は、オン/オフスイッチ、または特定のチャンネルをあらかじめ指定した時間だけ再生して停止する「ワンショット」スイッチによってさらに制御されました。^{[ 4 ]}

これらの機能の組み合わせにより、SN76477は当時のサウンドチップの中でも先進的な部類に入り、General Instrument AY-3-8910だけが同等の機能を備えていたが、SLFとそれが生み出すエフェクトは備えていなかった。しかし、SN76477には内部状態がなく、すべての制御入力は各種ピンに接続された外部回路から供給する必要があった。一方、ほとんどのサウンドチップにはこれらの制御を提供するための内部回路を制御する内部プロセッサレジスタが含まれていた。このため、SN76477の実装は著しく困難だった。例えば、エンベロープジェネレータを使用するには、アタック、ディケイ、サスティンレベルの基準レベルを供給するための抵抗器に3つのピンを接続する必要があり、アタックとディケイのタイミングを制御するためのコンデンサも必要だった。VCOのピッチを選択するだけでも外部回路が必要だった。^{[ 5 ]}

SN76477には2種類のサイズがありました。SN76477Nは標準的な0.6インチ（15.24 mm）幅のデュアル・インライン・パッケージ（DIP）でした。SN76477NFは、あまり一般的ではない0.4インチ（10.16 mm）幅のDIPでした。SN76488はSN76477に似ていますが、オーディオアンプを内蔵しています。

次の引用はその設備を要約したものです。

SN76477は、低周波発振器、可変周波数（電圧制御）発振器（VCO）、ノイズ源の出力を組み合わせることで、複雑なオーディオ信号波形を生成します。生成された複合信号を選択したエンベロープで変調し、最終的に信号のアタックとディケイの周期を調整します。各段階では、信号変調回路および生成回路のプログラミング入力において、制御電圧、ロジックレベル、または異なる抵抗値とコンデンサ値を用いて、この処理を制御できます。

— ルー・ガーナー「ソリッドステート」ポピュラーエレクトロニクス誌、1978年10月。^{[ 6 ]}

サンプル回路

以下のテキストは、右側に示すデモ回路における 76477 の使用法を説明することを目的としています。

SW1 は、エンベロープタイミングを設定するワンショット回路を制御するコンデンサを選択する5 ポジションのロータリースイッチです。
SW24 (トグルまたはモメンタリ) はワンショットトリガースイッチで、閉じた位置がアクティブです。
R1 は 1 メガオームの線形ポテンショメータで、SW1 で選択された範囲内で実際のワンショットタイミング (固定 27k 抵抗 R2 と直列) を設定します。
SW2 は、低周波発振器 (以降の説明では SLF 発振器) の範囲を設定するコンデンサを選択する 5 ポジションのロータリースイッチです。
SW3 (トグルまたはモメンタリ) は、低周波発振器のオン/オフを切り替えるために使用されるスイッチです。
R3 は 1 メガオームの線形ポテンショメータ (27k 固定抵抗器 R4 と直列) で、SLF 発振器の実際の周波数を設定します。
SW4（トグルまたはモメンタリー）は、電圧制御発振器（VCO）のデューティサイクル（ピッチコントロールと呼ばれる）を制御するスイッチです。スイッチがオフの場合、VCOはデフォルトで50%のデューティサイクルで動作します。
R6（50kΩのリニアポテンショメータ）は（50kΩの固定抵抗R5と直列に接続）、VCOのデューティサイクル（波形のオンタイムとオフタイム）を設定するための分圧器を構成します（このチップへのほとんどの可変入力は抵抗値を求めますが、この入力は電圧を求めます）。この分圧器（R5とR6）の電源電圧は5Vバスバーです。
SW6 は 4 ポジションのロータリースイッチで、3 つの抵抗器のどれ (または抵抗器なし) を選択して、VCO の周波数の範囲を設定します。
SW5 (トグルまたはモメンタリ) は、VCO のオン/オフを切り替えるスイッチです。
R8 は 1 メガオームの線形ポテンショメータ (27k 固定抵抗器 R7 と直列) で、VCO の実際の周波数 (SW6 で選択された範囲内) を設定します。
SW7 は 6 ポジションのロータリースイッチで、6 つのコンデンサのどれを選択するかを選択し、VCO 周波数範囲も設定します。
SW8 (トグルまたはモメンタリ) は、VCO の内部電圧制御または外部電圧制御のいずれかを選択するスイッチです (入力が接続されていない外部入力に設定されている場合、追加の VCO 制御はありません)。
50kΩのリニアポテンショメータR12（50kΩの固定抵抗R13と直列に接続）は、外部VCO入力の動作を模倣する内部電圧を設定するための分圧器を形成します。この分圧器の電源は5Vバスバーです。
SW9 は、オーディオ出力レベルを設定する抵抗器を選択する 5 ポジションのロータリースイッチです (チップのピン配置では振幅制御抵抗器と呼ばれます)。
SW10（トグルまたはモメンタリー）は、アタックタイミングを有効にするスイッチです。このスイッチが開いている場合、アタックスロープは設定されません（トーンは瞬時にオンになります）。このスイッチが閉じている場合、アタックスロープはR24によって設定されます（SW11で選択された範囲内）。
R24 は 1 メガオームの線形ポテンショメータ (27k 固定抵抗器 R23 と直列) で、実際のアタックタイミング (SW11 で選択された範囲内) を設定します。
SW11 は 6 ポジションのロータリースイッチで、6 つのコンデンサのどれを選択するかを選択するとともに、アタックおよびディケイエンベロープジェネレータのタイミングの制限も設定します。
SW12（トグルまたはモメンタリー）は、ディレイタイミングを有効にするスイッチです。このスイッチが開いている場合、ディレイのスロープは設定されません（トーンは瞬時にオフになります）。このスイッチが閉じている場合、ディレイのスロープはR24によって設定されます（SW11で選択された範囲内）。
SW13 は、4 つのコンデンサのうちどれがノイズフィルターに影響を与えるかを選択する 4 ポジションのロータリースイッチです。
SW14 (トグルまたはモメンタリ) は、ノイズフィルターを有効にするスイッチです。
R26 は 1 メガオームの線形ポテンショメータ (27k 固定抵抗器 R25 と直列) で、ノイズフィルタタイミングの実際の応答 (SW13 で選択された範囲内) を設定します。
SW15とSW16（トグルスイッチとモメンタリスイッチを並列接続）の2つのスイッチは、76477サウンドジェネレータの9番ピンに接続されています。ほとんどのデモ回路では、9番ピンからグランドにこれらの2つのスイッチが並列に接続されています。9番ピンは76477の「システムイネーブル」ピンで、開いている場合はサウンドジェネレータがオフになります。9番ピンがグランドに接続されている場合は、サウンドジェネレータが動作しています。そのため、両方のスイッチが付属しています。
SW17（トグルまたはモメンタリ）は、内部ノイズジェネレータのクロックを有効にするスイッチです。このスイッチが閉じている場合、ノイズジェネレータは内部クロックで動作します。
R29 47kΩ固定抵抗。この抵抗はSW17と直列に接続され、内部ノイズジェネレータクロックの電流リファレンスとなります。76477の仕様書では47kΩと記載されています。この値は調整可能ですが、47kΩから大きく外れると内部ノイズクロックが不安定になる可能性があります。クロック周波数を制御するには、次の項目「J1」を使用することをお勧めします。
J1 外部ノイズクロック入力。この入力を使用する場合は、SW17をオープン（またはオフ）にしてください。波形はほぼあらゆる形状、数Hzから約2mHzまでのほぼあらゆる周波数、そして0.5Vから最大5Vまでの範囲で設定できます。このジャックに比較的低い周波数を入力すると、非常に奇妙なトーンを生成できます。
SW18とSW19（トグルまたはモメンタリー）は、エンベロープジェネレータのロジックを制御するスイッチです。両方のスイッチが開いている場合は、VCOのみが選択されます。SW18が閉じていてSW19が開いている場合は、エンベロープジェネレータはワンショットジェネレータによって制御されます。SW18が開いていてSW19が閉じている場合は、ミキサーのみが選択されます。SW18とSW19の両方が閉じている場合は、極性が交互に切り替わるVCOが選択されます。
SW20、SW21、および SW22 (トグルまたはモメンタリ) は、ミキサーのロジックを一緒に制御するスイッチです。SW20、21、および 22 が開いている場合は VCO が選択され、SW20 がオンで、SW21 と 22 が開いている場合は、ノイズフィルター付きの超低周波発振器が選択されます。SW21 がオンで、SW20 と SW22 がオフの場合は、ノイズジェネレーターの出力のみが選択され、SW20 と 21 がオンで、SW22 がオフの場合は、SLF 発振器と VCO を選択します。SW20 と 21 がオフで、SW22 がオンの場合は、SLF 発振器のみが選択されます。SW20 と 22 がオンで、SW21 がオフの場合は、SLF、VCO、およびノイズジェネレーターが選択されます。SW20 がオフで、SW21 と 22 がオンの場合は、VCO とノイズフィルターが選択されます。SW20、21、および 22 がオンの場合は、ミキサーが禁止されます (オーディオオフ)。
SW23（トグルまたはモメンタリ）は、VCOが追従する電圧入力を選択するスイッチです。SW23が開いている場合、VCOはSLF発振器によって制御されます。SW23が閉じている場合、VCOはピン16への電圧入力によって変調されます（この回路では、SW8によってR12で設定されたレベル、またはJ2への外部電圧入力を選択できます）。
J2 外部 VCO 入力電圧 (SW8 によって選択または無効化されます。数 Hz から数 kHz までのほぼすべての波形とほぼすべての周波数が可能で、範囲は 0.5 ボルトから最大 5 ボルトまでです)。