PSG

Un generador de sonido programable es un circuito integrado que sintetiza formas de onda de audio bajo control digital. En lugar de reproducir muestras o grabaciones almacenadas, un PSG genera sonido en tiempo real combinando formas de onda básicas, canales de ruido y controles de envolvente. El operador o sistema anfitrión envía comandos al chip especificando parámetros de frecuencia, amplitud, duración y timbre, y el PSG emite audio analógico o muestras digitales a un altavoz o amplificador.

La mayoría de los diseños de PSG incorporan tres o cuatro generadores de tonos independientes, cada uno capaz de producir ondas cuadradas a tonos programables. Muchos también incluyen un generador de ruido dedicado que se puede mezclar con los tonos para crear sonidos de percusión, viento y efectos. El control de volumen se realiza mediante un generador de envolvente analógico incorporado en el chip o mediante registros de atenuación digital. La familia Yamaha OPN y el AY-3-8910 son ejemplos ampliamente reconocidos que aparecieron en máquinas recreativas, ordenadores domésticos y sintetizadores durante las décadas de 1980 y 1990.

El control se realiza a través de un pequeño conjunto de puertos de E/S o registros mapeados en memoria. Un microprocesador o secuenciador dedicado escribe valores de frecuencia, selecciones de forma de onda y niveles de volumen en estos registros; el PSG luego mantiene esos tonos de forma autónoma hasta que llegan nuevos valores. Esta disposición hizo que los PSG fueran económicos para el audio de juegos y la generación de música de fondo, ya que un solo IC podía manejar sonidos complejos y sostenidos sin consumir ciclos de procesador en la reproducción de muestras.

Las limitaciones surgen rápidamente en la práctica. Los tonos de PSG tienen una calidad característicamente brillante y zumbante porque las ondas cuadradas son armónicamente ricas pero muy alejadas de los timbres acústicos naturales. El número fijo de voces restringe la polifonía; las notas simultáneas compiten por los generadores disponibles. La resolución de frecuencia en los chips antiguos era tosca, lo que dificultaba las transiciones de tono suaves. Los diseñadores a menudo compensaban utilizando cambios rápidos de notas, trucos de envolvente de volumen automatizados y una mezcla generosa del canal de ruido para disimular la dureza sintética.

El término "programable" refleja el contraste con los generadores de tonos de función fija anteriores y con los módulos de sintetizador analógicos, que requerían ajustes físicos de perillas o cables de conexión. Los sistemas modernos reemplazaron en gran medida los PSG con reproducción de muestras y síntesis de software, pero la arquitectura sobrevive en el hardware de juegos retro, la producción de música chiptune y los sistemas de sonido integrados donde los recursos de la CPU o la memoria están severamente restringidos.