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Text File  |  2006-10-19  |  7KB  |  151 lines
  1. ORIGINALLY PUBLISHED LIMA NEWSLETTER OCTOBER 1988
  2.  
  3.  
  4. ^^^^^^^HOW ACCURATE IS THE 99/4A'S SOUND CHIP?
  5.  
  6. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^by Charles Good
  7.  
  8.     Some of the musical programs in our user group's
  9. library sound just a bit off, with an occational sour
  10. note.  This is particularly true of songs played as single
  11. notes rather than chords.  You don't have to be a music
  12. expert to detect these sour notes.  Either the programmer
  13. programs in the wrong frequency, or perhaps the sound chip
  14. is less than totally accurate.   
  15.  
  16.     Reading about the CALL SOUND statement in the Users
  17. Reference Guide makes one believe that the sound chip is
  18. very accurate.  The frequency portion of a CALL SOUND
  19. statement can have a frequency between 110 and 44733 hertz
  20. (cycles per second) suggesting that there are 44623
  21. separate sounds possible!  Of course, many of these
  22. frequencies are beyond the ability of most monitor
  23. speakers or exceed the limits of human hearing, but these
  24. numbers suggest the possibility of great accuracy.       
  25.  
  26.     The User's Reference Guide on page III7 gives the
  27. frequencies for four octaves of of commonly used musical
  28. notes.  In order to check the accuracy of the musical
  29. frequencies listed on page III7 I wrote the following
  30. program:    100 PRINT "INPUT FREQUENCY" 
  31.             110 INPUT F 
  32.             120 CALL SOUND(4000,F,0) 
  33.             130 GOTO 100 
  34. I entered various frequencies, including those on page
  35. III7 and then used an ARION HU8000 Micron Chromatic Tuner
  36. to measure the resulting sounds as they came out of the
  37. speaker on my TI 10 inch color monitor.  This chromatic
  38. tuner is used by musicians to tune stringed instruments,
  39. including pianos, and is quite accurate.  I played around
  40. with different CALL SOUND frequency values and found those
  41. that, according to my Chromatic Tuner, were closest to
  42. being perfectly "in tune" for all of the notes listed on
  43. page III7.  The results are shown in the table below.
  44. These data were identical on each of the two 99/4A
  45. consoles I checked. 
  46.              
  47.     Not all frequencies listed on page III7 actually
  48. produce the desired note.  These are noted in the COMMENTS
  49. section of the table.  The inaccurately published
  50. frequencies are in fact the theoretically correct values,
  51. but they are one hertz too large to give the correct sound
  52. from the TI sound chip.  Music programmers take note!
  53. This may be the source of some of the "off" sounds in some
  54. of the songs in our group's software library.  It is
  55. possible that these frequency errors are due to the
  56. speaker used in the test rather than the TI sound chip.
  57. Maybe a high quality speaker would make these errors
  58. disappear, but I doubt it. 
  59.  
  60.     For some notes, it is not possible to get a sound that
  61. is perfectly in tune.  This is particularly true of the
  62. higher notes.  Values shown in the table show which CALL
  63. SOUND frequency gives the closest approximation of a note,
  64. and the percent error from perfect "in tune".  Again, a
  65. beter quality speaker might make these apparent errors
  66. disappear, but I doubt it.  It is possible, however, that
  67. the magnitude of the high frequency errors (10-15% off
  68. true "in tune") would be reduced with a better speaker.
  69.  
  70.     Beginning with E above middle C (330 hertz) more than
  71. one adjacent frequency number produces EXACTLY the same
  72. sound.  Thus the apparent tremendous accuracy of the TI
  73. sound chip with its 44623 different sounds is a mith.  The
  74. number of possible sounds is much less.  This particular
  75. characteristic of the TI sound chip would not be affected
  76. one way or another by a higher quality speaker.  For A
  77. above high C (theoretically 880 hertz) any frequency
  78. number between 878 and 884 in a CALL SOUND statement
  79. produces the EXACT SAME in tune sound.  If you go one
  80. higher to 885 you get a distinctly higher sound.  You
  81. don't need a sound meter to detect this change of sound
  82. between 884 and 885.  The difference can easily be heard
  83. with normal hearing.  The above small BASIC program lets
  84. you input a new frequency before the old one quits playing
  85. so you can listen to frequencies back to back with only an
  86. instantaneous pause in between.  Try it.  Type in the
  87. program and RUN it.  Input frequencies 878, 879, etc up to
  88. 884 and they all sound EXACTLY the same.  Then try 885 and
  89. notice the difference. 
  90.  
  91.     Hopefully the data in this article will help music
  92. programmers to appreciate some of the limitations built
  93. into the TI sound chip and correct some of the sour notes
  94. published on page III7 of the Reference Guide.
  95. NOTE |CALL SOUND   |Actual measured|  COMMENTS
  96.      |frequency,   |CALL SOUND     |
  97.      |as reported. |frequencies    |
  98.      |on page III7 |that generate  |
  99.      |of Users Ref.|this note in   |
  100.      |Guide.       |tune.          |
  101. -----------------------------------------------------------------
  102.  A........110.............NA.....Volume too soft to meter.
  103.  A#.......117.............NA.....  "     "   "    "   "
  104.  B........123.............NA.....  "     "   "    "   "
  105.  C(low C).131............131
  106.  C#.......139............138.....Off by 1HZ, also 5% flat
  107.  D........147............147
  108.  D#.......156............156.....5% sharp
  109.  E........165............165
  110.  F........175............175.....5% sharp
  111.  F#.......185............185
  112.  G........196............196
  113.  G#.......208............207.....Ref Guide high by 1HZ
  114.  A........220............220.....5% sharp
  115.  A#.......233............233
  116.  B........247............247
  117.  C(mid C).262............261.....Ref Guide high by 1HZ
  118.  C#.......277............277
  119.  D........294............293.....Ref Guide high by 1HZ
  120.  D#.......311............311
  121.  E........330..........329-330
  122.  F........349..........349-350
  123.  F#.......370............369.....Ref Guide high by 1HZ
  124.  G........392..........392-393
  125.  G#.......415..........415-416
  126.  A........440..........440-441
  127.  A#.......466............466
  128.  B........494..........491-491...Ref Guide high by >=1HZ
  129.  C(high C)523..........522-523
  130.  C#.......554..........553-555
  131.  D........587..........584-587
  132.  D#.......587..........584-587
  133.  E........659..........656-659
  134.  F........698..........697-701
  135.  F#.......740..........738-743
  136.  G........784..........780-784
  137.  G#.......831..........826-831
  138.  A........880..........878-884
  139.  A#.......932..........929-935
  140.  B........988..........986-994
  141.  C.......1047.........1041-1050
  142.  C#......1109.........1102-1112
  143.  D.......1175.........1172-1183..5% sharp
  144.  D#......1245.........1236-1249
  145.  E.......1319.........1309-1323
  146.  F.......1397.........1389-1406
  147.  F#......1480.........1462-1481..10% flat
  148.  G.......1568.........1565-1586..5% sharp
  149.  G#......1661.........1657-1681..10% sharp
  150.  A.......1760.........1734-1761..15% flat
  151.