General Sound v3.1 SMD — это современная SMD-реализация легендарной звуковой карты «General Sound» (GS) для компьютеров семейства ZX Spectrum — самостоятельного PCM-сэмплерного звукового сопроцессора со своим процессором Z80, собственной памятью и 8-канальным аппаратным микшером. General Sound был разработан в 1990-х как более совершенная альтернатива Covox/AY — карта не просто выдаёт звук по командам от главного процессора, а является полноценным независимым компьютером-сопроцессором, который сам считывает и проигрывает PCM-сэмплы, разгружая основной Z80 хост-машины. Плата вставляется в стандартный ZX-BUS слот расширения, как раз тот, что предусмотрен, например, на платах ATM Turbo.
Автор этой ревизии — Olexander Karnaukh (UR4QBP), схема датирована 16.09.2025, ревизия 3.0, три листа: CPU, RAM, Audio.
1. Лист CPU — процессорное ядро
- DD1 — TMPZ84C00A (Toshiba, CMOS-версия Z80, SSOP-40) — собственный процессор карты, независимый от процессора хост-компьютера.
- DD8 — W27C512 (PLCC-32, 64КБ EPROM) — собственное ПЗУ с прошивкой-плеером (обрабатывает поток команд/сэмплов).
- ZQ1 (12…18 МГц, подстраиваемый) — тактовый генератор процессора, буферизован инверторами DD17.1/DD17.2 (SN74ALS04).
- ZQ2 — 19.2 МГц + счётчик DD18 — SN74HC4060 — второй, отдельный генератор для формирования частот дискретизации ЦАП (получаются частоты вроде 37.5кГц/18.75кГц — видно на листе Audio, где CLK1 18.75kHz).
- XP1 — «ZXBUS PLUG» — разъём подключения к системной шине ZX Spectrum/ATM (адрес, данные, управляющие сигналы *A0-A18, *D0-D7, *IORQGE, *WR, *M1 и т.д.).
- Обширная адресная логика на дешифраторах SN74HC138 (DD16, DD9, DD7 и др.), регистрах-защёлках SN74HC374/175, буферах и вентилях — реализует отображение регистров/ОЗУ GS в адресное пространство портов ввода-вывода хост-машины и арбитраж шины между Z80-хостом и собственным Z80 карты.
- SB1 «RESET GS» — отдельная кнопка сброса сопроцессора карты (независимая от общего RESET компьютера).
- JP2 «TEST» — тестовый режим (согласуется с содержимым прошивки GS1.05b+TEST_W27C512.BIN — «прошивка + тест»).
2. Лист RAM — память сэмплов
- DD40–DD43 — 4× K6X4008C1F-BF55 (512Кб×8 SRAM каждая) — суммарно 2 МБ статического ОЗУ для хранения сэмпл-библиотек/инструментов.
- DD14 — SN74HC257 (мультиплексор) с сигналами K1–K4 — расширение адресного пространства (банковое переключение) для доступа Z80 (16-битная адресация) ко всему объёму 2МБ памяти через страничную организацию (RA15–RA18 — старшие «банковые» биты адреса).
- LED1 «WRITE» / LED2 «READ» (через триггеры DD46.1/DD46.2 SN74HC74) — индикация активности записи/чтения памяти в реальном времени.
- XP3 «POWER EXT» — разъём дополнительного внешнего питания (для случаев, когда мощности шины ZX-BUS недостаточно для питания всей карты).
3. Лист Audio — 8-канальный звуковой тракт
- 8 независимых голосов, каждый на связке:
- SN74HC174 (DD20–DD23, регистр-защёлка данных)
- КР572ПА1 (DD28–DD35) — советский 10/12-битный перемножающий ЦАП (аналог AD7520/DAC08), формирует аналоговый сигнал каждого голоса из PCM-потока.
- Индивидуальный операционный каскад на счетверённых ОУ LM2902 (DD36, DD37) — по одному каналу на голос.
- Матрица панорамирования/микширования на резисторах R13–R24 (6.8к/22к/1к) — сводит 8 моновыходов в стерео-пару с индивидуальной панорамой каждого канала.
- Формирователь отрицательного напряжения (-VCC) на транзисторах VT1 (MMBT3904), VT2 (MMBT3906), диодах Шоттки VD1–VD4 (MBR0520) и конденсаторах — классическая charge-pump схема, необходимая, т.к. операционные усилители запитаны от единственного доступного на шине ZX-BUS напряжения (получают биполярное питание без отдельного источника -5/-12В).
- XS1 «AUDIO OUT» (джек) и XS2 «OUT» (доп. разъём) — стерео-аудиовыход.
4. Прошивка
- GS1.05b+TEST_W27C512.BIN (64 КБ, ровно под объём W27C512) — образ ПЗУ платы: содержит firmware плеера General Sound версии 1.05b плюс встроенные тестовые процедуры для проверки исправности платы (согласуется с наличием кнопки RESET GS и джампера TEST).
5. Плата (PCB)
По Gerber-файлам (EasyEDA v6.5.51, экспорт 05.11.2025):- Двухслойная плата, полный производственный комплект.
- Размер платы: ≈ 149 × 84,3 мм — полноразмерная карта расширения (сравнимо по габаритам с самим системным блоком ATM Turbo и типичными платами ZX-BUS).
- Форм-фактор с краевым разъёмом XP1 (ZXBUS PLUG) — карта вставляется непосредственно в слот расширения.
6. Сводка по BOM (153 позиции)
| Категория | Кол-во | Примеры |
|---|---|---|
| Конденсаторы | 58 | 100нФ×40 (блокировочные), 10мкФ×5, 100пФ×8 и др. |
| Цифровые ИС (SN74xx серия) | 34 | дешифраторы, регистры, логика управления шиной |
| ЦАП КР572ПА1 | 8 | по одному на голос |
| ОЗУ K6X4008C1F | 4 | 512КБ×4 = 2МБ |
| Резисторы | 24 | от 10Ом до 100кОм, включая резисторные сборки |
| Диоды/транзисторы | 6 | MBR0520×4, MMBT3904, MMBT3906 |
| ПЗУ W27C512 | 1 | прошивка плеера |
| CPU TMPZ84C00A | 1 | сопроцессор Z80 |
| Кварцы/генераторы | 2 | 12…18 МГц (подстраиваемый), 19.2 МГц |
| Разъёмы | 4 | ZXBUS PLUG, AUDIO OUT, POWER EXT, OUT |
| Индикаторы/кнопки | 3 | LED WRITE, LED READ, RESET GS |
7. Резюме
General Sound v3.1 SMD — это современная SMD-версия классической звуковой карты General Sound для ZX Spectrum-совместимых компьютеров: полноценный независимый PCM-сэмплер со своим процессором Z80 (TMPZ84C00A), 2 МБ выделенной SRAM под сэмплы, собственным ПЗУ с плеером (v1.05b) и 8-канальным аппаратным микшером на советских ЦАП КР572ПА1 с индивидуальным панорамированием каждого голоса. Карта подключается через разъём ZXBUS (тот самый слот, что виден на платах ATM Turbo серии. Плата полноразмерная (149×84 мм), полностью документирована (3-листовая схема, Gerber, iBOM, готовый бинарник прошивки) и продолжает серию ретро-аудио проектов того же автора (OPL3_TO_LPT, Wavetable_SAM2695) — вместе они образуют целую линейку современных клонов исторических звуковых решений для ZX Spectrum-совместимых систем.Файлы для загрузки
| Название файла / Папка | Описание | Yandex.Диск |
|---|---|---|
| Schematic_GeneralSound_v3.1_SMD (папка) | Принципиальная электрическая схема (3 листа: CPU, RAM, Audio) в виде изображений | Ссылка на Яндекс.Диск |
| Gerber_GeneralSound_v3.1_SMD.zip | Gerber-файлы для производства печатной платы (EasyEDA v6.5.51, экспорт 05.11.2025) | Ссылка на Яндекс.Диск |
| GS1.05b+TEST_W27C512.BIN | Прошивка ПЗУ (64 КБ): firmware плеера General Sound v1.05b + встроенные тестовые процедуры | Ссылка на Яндекс.Диск |
| iBom_GeneralSound_v3.1_SMD.html | Интерактивная спецификация компонентов (Interactive BOM) для сборки | Ссылка на Яндекс.Диск |
| Schematic_GeneralSound_v3.1_SMD.pdf | Принципиальная электрическая схема (3 листа) в формате PDF | Ссылка на Яндекс.Диск |
| Скачать все файлы | Все файлы находятся в одном архиве | Ссылка на Яндекс.Диск |
Полезные ссылки проекта:
- Источник (Telegram-канал) — https://t.me/pentagon1024zp
- Оригинальный проект General Sound — информация доступна в сообществе ZX Spectrum
- Автор: Olexander Karnaukh (UR4QBP)