Cosa del habla de Covox

Convertidor de audio digital a analógico externo

Covox Speech Thing es un convertidor digital a analógico (DAC) externo que se conecta al puerto paralelo de impresora de una PC . Convierte el sonido digital de 8 bits mediante una escalera de resistencias R-2R simple en una salida de señal analógica .

El Speech Thing fue presentado el 18 de diciembre de 1987 ^[1] por Covox, Inc. de Eugene, Oregon , por unos 70 dólares estadounidenses ^[2] (equivalentes a 188 dólares en 2023) y con un precio de 79,95 dólares estadounidenses en 1989. ^[3] La gente pronto empezó a construir sus propias variantes (DIY), ya que su protocolo de comunicación y DAC es simple y solo requiere soldar unas pocas piezas baratas. La novedad de su patente "Convertidor digital a analógico de paso de puerto paralelo" (presentada en 1987, concedida en 1989) ^[4] no fue específicamente el uso de una escalera de resistencias como DAC, sino que la discusión de la patente gira en torno a su facilidad de conexión al puerto paralelo y cómo su diseño de escalera de resistencias no impedía que otros dispositivos utilizaran el puerto paralelo. El enchufe se utilizó hasta bien entrada la década de 1990 ^{[ aclarar ]} , ya que las tarjetas de sonido todavía eran muy caras en ese momento. El plug también fue bastante popular en la demo scene .

Un problema inherente del diseño es que su calidad depende de la precisión con la que se emparejen las resistencias (véase Escalera de resistencias § Precisión de las escaleras de resistencias R–2R ). Si se utilizan resistencias no emparejadas, los niveles de voltaje resultantes se mezclan, especialmente para sonidos suaves, lo que resulta en distorsión . Sin embargo, la calidad de sonido del enchufe Covox es muy superior en comparación con el altavoz de PC ; durante algún tiempo, una variante de fabricación propia era una forma económica de dar capacidades de sonido a las computadoras antiguas. ^[5]

Características

Una variante ampliamente utilizada

El conector Covox recibía un byte digital de 8 bits por cada muestra de audio digital del puerto paralelo y generaba una señal de voltaje de salida analógica mono de alta impedancia a través de un miniconector telefónico . Esa señal podía luego amplificarse y reproducirse en altavoces .

Las resistencias de la escalera R-2R (100  kΩ y 200 kΩ según la patente) son deliberadamente lo suficientemente altas para evitar una carga excesiva de las señales, por lo que una impresora conectada al conector de salida funcionará normalmente.

El conector Covox original no utiliza lógica secuencial ni señal de reloj , por lo que teóricamente puede funcionar con cualquier frecuencia de muestreo . Sin embargo, en la práctica, los límites de velocidad del puerto paralelo hacen que sea bastante difícil alcanzar incluso los 44100 Hz estándar (el sistema 80286 promedio de la década de 1980 podía manejar frecuencias de muestreo de 12 kHz, mientras que más tarde, el 486SX de 33 MHz más rápido introducido en 1991 podía manejar 44 kHz).

Su resistencia de carga de 15 kΩ en paralelo con un  condensador de 5 nF después de la escalera de resistencias R2R da como resultado un filtro de paso bajo RC pasivo que comienza alrededor de 3  kHz , lo que limita el ancho de banda analógico . Muchas variantes de bricolaje no utilizan la misma topología de escalera y valores de componentes, lo que da como resultado un timbre diferente . ^[6]

Otro factor limitante fue que la CPU debía ser interrumpida en la frecuencia de muestreo para reproducir audio de fondo (lo que implicaba el costo de un cambio de contexto para cada muestra, muchos miles de veces por segundo), ya que no había almacenamiento en búfer de datos ni acceso directo a la memoria disponible.

La calidad del sonido se puede aumentar mediante software a través del dithering , que reduce el ruido de aliasing perceptible y aumenta el rango dinámico (utilizado en Inertia Player y FastTracker 2 como una opción de interpolación ).

Productos comerciales

• Covox Speech Thing : un DAC con resistencia R-2R y puerto paralelo, con software de síntesis de voz incluido, comercializado originalmente como parte de un sistema de reconocimiento y síntesis de voz. ^[7]

• Disney Sound Source : un diseño diferente al Covox Speech Thing, aunque en un caso superficialmente similar también con paso paralelo, comercializado por Disney Software a principios de los años 1990.
  • Consiste en un buffer FIFO con un DAC en la placa que se conecta al puerto de impresora paralelo, que transmite audio analógico a través de un conector registrado a un amplificador / caja de altavoz independiente. ^[8] Su precio se estableció en solo $ 14 ^[9] y fue compatible con muchos juegos (ver más abajo). Utilizaba energía externa (batería de 9 voltios) y podía encenderse / apagarse por software. A diferencia del Covox Speech Thing que no tenía buffer FIFO , el Disney Sound Source presenta un FIFO de 16 bytes que permite la autodetección y el control de flujo, que sincroniza la salida digital al DAC resistivo a una frecuencia de muestreo fija de 7 kHz ± 5%. ^[10]
  • La placa de circuito impreso DSS007C muestra "Ⓟ (1983) US 4,384,170 y otros" ^[11] que es una patente anterior de Forrest S. Mozer . ^[12] La placa a tiene un solo circuito integrado (etiquetado como "ICS1453") y el esquema ^[13] muestra 8 líneas desde el puerto paralelo que van a un chip con pines de entrada D0-D8 que también tiene un pin de "salida DAC" que va a una salida de "sonido". Por lo tanto, se puede inferir que ese único chip implementa tanto el FIFO como el DAC internamente, lo que difiere dramáticamente del diseño pasivo R-2R del Covox original.
  • En 2015, el hardware fue sometido a ingeniería inversa para que se puedan construir circuitos compatibles a partir de componentes fácilmente disponibles en el mercado. ^[14] También se emula mediante el popular emulador DOSBox .

Compatibilidad

Variante de fabricación casera

Juegos

El conector Covox no podía sustituir directamente a ninguna de las tarjetas populares de esa época ( AdLib , Sound Blaster , Gravis UltraSound , etc.), pero varios juegos/plataformas lo soportaban directamente. También se suele utilizar junto con una tarjeta de sonido AdLib , ya que dicha tarjeta era oficialmente una tarjeta de música y, si bien se podía poner en un modo para manejar audio muestreado, no podía reproducir audio muestreado y música al mismo tiempo. Las entradas notables incluyen:

• 688 Attack Subtítulo Música, efectos de sonido
• Zorro – muestras de sonido
• Battle Bugs : habla, requiere memoria expandida
• Star Control II – sonidos
• Covox Lemmings : edición promocional especial de Lemmings lanzada con tarjetas de sonido Covox que incluyen niveles especiales (solo funciona con tarjetas de sonido Covox para ISA Bus)
• Fantasías de pinball
• La mayoría de los juegos antiguos de Sierra Entertainment , como las series King's Quest y Space Quest
• Juegos de Build Engine , incluidos Duke Nukem 3D , Redneck Rampage y Shadow Warrior

Rastreadores de música

Los rastreadores populares basados ​​en DOS utilizados en la escena de demostración incluían compatibilidad con Covox, por ejemplo:

• Modplay (también ModEdit , DMP, VP y otros reproductores de Mod de principios de los años 1990) (salida COVOX de hasta 4 canales o rutina de ensamblador personalizada para el dispositivo del usuario)
• Reproductor Inertia (mono, estéreo en 1 covox, con opción de tramado).
• Multijugador de la empresa italiana de software DGS
• Galaxy Music Player (puede reproducir MODs incluso en un Intel 8088 )
• Soporte directo para Scream Tracker versión 2.3. Versión 3.21 a través del controlador virtual-soundblaster.
• FastTracker (modo mono, estéreo, estéreo en 1, con tramado).
• Rastreador de impulsos

Emulación de otras tarjetas de sonido

Existen emuladores que permiten que un Covox físico aparezca como si fuera otra tarjeta de sonido:

• Virtual SoundBlaster: puede emular Sound Blaster en Covox
• Covoxer: puede emular el sintetizador musical Tandy 1000/2000
• TEMU: puede emular el sintetizador de música Tandy 1000/2000 y Disney Sound Source

Emulando a Covox

Los emuladores DOSBox y Fake86 pueden emular un Covox virtual (como Disney Sound Source) en máquinas sin un Covox físico. ^[15]

Sistemas operativos

Varios sistemas operativos tienen un controlador instalable para Covox:

• Windows 3.1x , Windows 95 , Windows 98
• Linux
  • "Controlador de sonido alternativo para Linux 2.x" (pcsndrv): admite un "DAC mono" que utiliza un puerto lp ( puerto de impresora paralelo ) y un "DAC estéreo" que utiliza dos puertos lp. ^[16]
  • covox-music-player – no es un controlador de núcleo , sino más bien un programa de espacio de usuario que genera sonido en distribuciones Linux modernas hacia Covox a través de E/S asignadas a puertos con la función contenedora de instrucciones outb (byte de salida) (que se puede llamar desde el espacio de usuario). ^{[17] [18] [19]}
• Menú OS
• CSI-DOS

Variantes posteriores

• La sección "Construyendo su propio dispositivo de sonido digital: DIGIBLASTER" del libro "Black Art of 3D Game Programming" de André LaMothe de 1995 ^[20] , si bien no menciona la palabra "Covox", describe cómo construir un dispositivo de hardware de escalera de resistencias con un esquema que es esencialmente un clon de un Covox en estéreo que se conecta a dos puertos de impresora paralelos y describe el código C de DOS para controlarlo.
• LPTsnd simple ^[21] : también compatible con adaptadores de sonido SoundJR y FTL además de Covox Speech Thing, lo que permite jugar más juegos.
• CVX-4 ^[22] – cuenta con interruptores DIP para seleccionar el capacitor para el filtro de paso bajo, para proporcionar atenuación adicional y para omitir el capacitor de acoplamiento .
• Disney Soundsource 2015 Remake ^[23] : ingeniería inversa a partir de un adaptador original.
  • Permite que el software que requiere el hardware original de Disney funcione sin la necesidad de ningún emulador de software adicional. ^[14]
• Los remakes de Benedict:
  • DAC de audio genérico de 8 bits ^[24] : incluye paso de puerto paralelo para impresora, con la intención de ser más similar al Covox original.
  • DAC de auriculares con puerto paralelo ^[25] : réplica del dispositivo SiliconSoft SoundJr de los años 90 ^[26] que puede alimentar auriculares con energía del puerto paralelo.
  • Adaptador de audio y joystick de puerto paralelo ^[27] – compatible con adaptador de sonido FTL.
• ISA LPT DAC r0 – Placa de doble canal que se conecta al bus ISA . ^[28]
  • Cada canal utiliza un chip CMOS DAC con enclavamiento de 8 bits AD7524 ^[29] de Analog Devices que contiene una red precisa de resistencias de película delgada integrada.

Otros productos de Covox

• Covox Voice Master : placa de síntesis de voz de principios de 1984 para el Commodore 64 que podía reproducir 64 palabras almacenadas en la memoria con instrucciones BASIC . La capacidad de palabras podía ampliarse con un disco o una cinta. ^[30]
  • Covox Voice Master Junior : variante posterior más económica ($39,95) que se conecta al puerto de joystick de Atari y contiene un micrófono electret para grabar sonidos para reproducción o reconocimiento y un altavoz. ^{[31] [32]}

También como se describe en un perfil de la empresa COVOX de 1991: ^[33]

• Covox Sound Master – 1984 para Apple II , 1989 para MS-DOS
• Sistema de control de voz Covox II – 1990
• Covox MIDI Maestro – 1990
• Covox Sound Master II – 1990

Referencias

1. "Marca registrada Speech Thing". Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos (USPTO) .
2. Stefan, Göhler. "Phonomenal! Covox Speech Thing / Disney Sound Source (1986 / 199x)". Crossfire Designs . Consultado el 23 de enero de 2023 .
3. Social Science Microcomputer Review . 7 . Duke University Press: 97. 1989. ISSN  0885-0011. {{cite journal}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )
4. US4812847A, Stewart, John L. y Stewart, Bradley C., "Convertidor digital a analógico con puerto paralelo", publicado el 14 de marzo de 1989 
5. Brychkov, Eugeny (19 de octubre de 2012). Adición de una capacidad multimedia: un dispositivo Covox (PDF) . GR8BIT. Archivado desde el original (PDF) el 1 de febrero de 2014.
6. Scali (28 de noviembre de 2017). «Los años de Covox». OpenBlog de Scali . Archivado desde el original el 20 de febrero de 2023. Consultado el 25 de junio de 2023 .
7. Pilgrim, Aubrey (1996). Construye tu propia PC multimedia . McGraw-Hill. pág. 282. ISBN 978-0-07-912226-1.
8. Phillips, Mark. "Algunas notas sobre la programación de Disney Sound Source". Archivado desde el original el 1 de enero de 2007.
9. "El carnaval de la PC de la vieja escuela". 1999. Consultado el 6 de agosto de 2017 .
10. "Guía del programador de fuentes de sonido" (PDF) . Video Game Music Preservation Foundation . Archivado (PDF) del original el 25 de junio de 2023 . Consultado el 25 de junio de 2023 .
11. "Disney Sound Source Pinout \ VOGONS". www.vogons.org . Archivado desde el original el 2 de mayo de 2023 . Consultado el 26 de junio de 2023 .
12. US4384170A, Mozer, Forrest S. y Stauduhar, Richard P., "Método y aparato para sintetizar el habla", publicado el 17 de mayo de 1983 
13. Guía del programador para Disney Sound Source.
14. "Revertir la fuente de sonido de Disney". VOGONS . 1 de febrero de 2015 . Consultado el 6 de agosto de 2017 .
15. "Sonido - Fuente de sonido de Disney". Wiki de DOSBox . 2015 . Consultado el 6 de agosto de 2017 .
16. Beck, Michael (23 de enero de 2005). "Controlador de sonido alternativo para Linux 2.x versión 1.3 (pcsndrv-1.3.readme)". Archivado desde el original el 23 de enero de 2005.
17. MENG, YEO (2 de enero de 2017). "Un proyecto científico: llevar el discurso de Covox a 2017". EL RINCÓN DE YKM EN LA WEB .
18. Meng, Yeo (10 de agosto de 2021). "Reproductor de música Covox". GitHub .
19. "outb(2) - Página del manual de Linux". man7.org . Consultado el 23 de noviembre de 2023 .
20. André LaMothe (1 de septiembre de 1995). El arte negro de la programación de juegos en 3D.
21. "LPTSND simple: el lenguaje de Covox". Retroianer .
22. "CVX4 Edición Tuning Vogons". Serdashop .
23. "Invirtiendo la fuente de sonido de Disney". VOGONS .
24. Freisen, Benedikt (8 de junio de 2023), DAC de audio genérico de 8 bits , consultado el 26 de junio de 2023
25. Freisen, Benedikt (8 de junio de 2023), DAC de auriculares con puerto paralelo , consultado el 26 de junio de 2023
26. "Módulos de audio digital SoundJr de SiliconSoft.Com". www.siliconsoft.com . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2023. Consultado el 26 de junio de 2023 .
27. Freisen, Benedikt. "Adaptador de joystick y audio de puerto paralelo". GitHub .
28. "DAC ISA dual r0: Covox Speech Thing en bus ISA". Retroianer .
29. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD7524.pdf ^{[ URL básica PDF ]}
30. Bergheim, Kim (13 de septiembre de 1984). "Los microordenadores aguzan el oído". InfoWorld: The Newsweekly for Microcomputer Users, volumen 6, número 33 , pág. 41.
31. "Manual del usuario de COVOX Voice Master Junior". Diciembre de 1988.
32. "Reseñas de productos de 8 bits: Covox Voice Master Jr., Shilob de SSI, impresora Panasonic KX-PL09LI". atarimagazines.com . Antic (revista) vol 77, no 2. 1 de junio de 1988. Archivado desde el original el 10 de agosto de 2022 . Consultado el 25 de junio de 2023 .
33. "COVOX: Perfil de la empresa (de Covox BBS)". groups.google.com . 1 de septiembre de 1991 . Consultado el 25 de junio de 2023 .

Enlaces externos

• Alimentación de dispositivos desde el puerto paralelo de PC, un artículo sobre dispositivos con puerto LPT, incluido Covox.
• Lista de juegos compatibles con Disney Sound Source en MobyGames.com.
• Lista de juegos compatibles con Covox Speech Thing en MobyGames.com.
• Una colección de software para Covox, incluido el controlador de Windows.
• (en ruso) Esquemas y software de Covox Voice Master.
• (en ruso) Covox Digital-Analog Converter, una descripción completa de la historia de Covox.
• Ingeniería inversa DSS en Vogons Hilo de ingeniería inversa DSS