labolida sintetizadores

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nano 1
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tiny synth

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schema and technical data

O coração do sistema é o velho e bom microcontrolador 89C2051. Não há nenhum componente fora do comúm, os circuitos integrado incluem os amplificadores operacionais LM324, um TL084, um buffer octal 74HC245, um par complementar duplo do transistor do MOSFET CD4007, os 555 tradicionais e os reguladores 7805 e 79L05.
Há três interruptores para controlar a interconexão entre os módulos internos. O interruptor S1 conecta o controle da freqüência do VCF aos sinais de LFO ou de AR. O interruptor S2 conectam o VCA ao envelope de AR. O interruptor S3 seleciona o controle do ganho do VCA para o ASR. Quando S2 e S3 são selecionados às posições de AR e de ASR, o resultado é uma soma de ambos os sinais que dão o resultado similar como o gerador do envelope de ADSR. Quando S2 e S3 são desconectados, o VCA atenua a saída em aproximadamente 10dB.

diagrama de blocos
prototipo
prototipo
diagrama
PCB
componentes
painel
lista
vista

A placa de circuito impressa é de única camada e inclui todos os potenciômetros e conectores externos na placa, evitando a fiação.
A disposição de circuito mantem bastante separação do fio que faz não crítica a construção, dando a possibilidade de desenha-la à mão.
A fonte é simplesmente de 9V a 12V, externa, evitando interferências indesejadas com um transformador interno. Esta tensão externa é reduzida a +5V com um regulador 7805 tradicional e uma tensão negativa criada de 5V negativo com uma tensão do conversor de DC/DC executada com um oscilador associado a uma duplicadora da tensão.

DCO - Oscilador controlado digital

O oscilador controlado digital é executado com um microcontrolador AT89C2051, onde são as mensagens processadas de MIDI, gerando waveforms e sinais do envelope. A onda tem 4 bits de definição, usando um conversor passivo de D/A através dos resistores com pesos de 1, de 2, de 4, e de 8.
formas de onda
dente de serra
pulso
quadrada
triangular

O deslize (portamento) é obtido através do software em passos de intervalo mínimo sucessivas controladas através de um oscilador de freqüência variável. O programa foi desenvolvido em C e compilado com SDCC, compilador de C para pequenos dispositivos, disponível como a fonte aberta.
O oscilador de baixa freqüência emite uma onda triangular que pode controlar o VCF, com uma escala de 0.2 a 20 hertz.

VCF - Filtro controlado por tensão

O filtro controlado tensão é baseado na estrutura da Sallen-Key, usando transistor N-canal do circuito integrado MOSFET CD4007, como os resistores variáveis, para utilizar da vantagem de pares acoplados. O CD4007 é um par complementar duplo de transistores MOSFET mais um inversor.
formas de onda filtradas
dente de serra
pulso
quadrada
triangular

O controle da freqüência é de 800mV por o oitava, na escala de 100 hertz a 5 quilohertz, com um offset de 1V aproximadamente, dependendo do dispositivo usado. Fora desta escala tem um comportamento não-exponencial. O comportamento deste filtro é satisfatório quando a linearidade da tensão do controle não é uma exigência crítica.

VCA - Amplificador controlado da tensão

O amplificador controlado tensão usa um transistor N-canal MOSFET do CD4007 como o resistor de entrada variável em um amplificador operacional inversor. Um capacitor incluído na realimentação reduz o ruído na faixa de alta freqüência.

Geradores de envelope

O gerador do envelope de AR é feito usando um comparador interno de AT89C2051. Na mensagem NOTE ON uma sinal lógica 1 carrega o capacitor através de um potenciômetro do ataque. Quando o comparador detecta o nível elevado do limite no capacitor, inverte o sinal para a lógica 0. Descarrega o capacitor através do potenciômetro do release.
O gerador do envelope de ASR é executado com o sinal lógico 1 durante o NOTE ON e o NOTE OFF no período, carregando e descarregando um capacitor através dos potenciômetros do ataque e release respectivamente.

calibração

A calibração da freqüência inicial de VCF é feita com o preset V2 que mantêm uma polarização positiva à porta do transistor do MOSFET. Esta freqüência deve ser mantida em torno de 10Hz a fim evitar uma transição indesejável fora da condição dos transistor.
A calibração da freqüência inicial de VCF é feita com o preset V1 que mantêm a polarização da atenuação na porta do transistor em torno de 80dB quando os geradores do envelope são inativos.