labolida sintetizadores

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diagrama e dados tecnicos

El corazón del sistema es el viejo y buen microcontrolador 89C2051. No hay componentes infrecuentes, los circuitos integrados incluyen los amplificadores operacionales LM324, un TL084, un buffer octal 74HC245, un par complementar dual del MOSFET CD4007 más el inversor, los 555 tradicionales y los reguladores 7805 y 79L05
Hay tres interruptores para controlar la interconexión entre los módulos internos. El interruptor S1 conecta el control de la frecuencia de VCF con las señales de LFO o de AR. El interruptor S2 conecta el VCA con el envolvente de AR. El interruptor S3 selecciona el control del VCA con el ASR. Cuando S2 y S3 se seleccionan a las posiciones de AR y de ASR, el resultado es una suma de ambas señales que dan resultado similar como un ADSR. Cuando S2 y S3 son no relacionados, VCA dejan flujo la onda pasar con una atenuación de alrededor de 10dB.

diagrama
prototipo
prototipo
circuito
PCB
componentes
panel
lista
vista

El circuito impreso es de una sola capa e incluye todos los potenciómetros y conectores externos, evitando el cableado.
La disposición de circuito mantiene bastante separación de los conductores que hace no crítica la construcción, dando la posibilidad de dibujarla a mano.
La energía de la fuente es simplemente 9V a 12V externo, evitando interferencias indeseadas con un transformador interno. Este voltaje externo se reduce a +5V con un regulador tradicional 7805 y un voltaje negativo creado de 5V menos con un convertidor de DC/DC puesto en ejecución con un oscilador asociado a una duplicadora del voltaje.

DCO - Oscilador controlado digital

El oscilador controlado digitalmente se pone en ejecución con un microcontrolador AT89C2051, donde son procesados los mensajes de MIDI, generando formas de onda y señales del envolvente. La onda tiene 4 bits de resolucion, usando un convertidor pasivo de D/A a través de los resistores con los pesos de 1, 2, 4, y 8.
formas de onda
diente de sierra
pulso
cuadrada
triangular

El deslizamiento (portamento) se obtiene vía software en pasos de semitono sucesivos controlados a través de un oscilador variable en frecuencia. El programa fue desarrollado en lenguaje C y compilado con el SDCC, compilador de C de pequeños dispositivos, disponible como fuente abierta.
El oscilador de baja frecuencia envía una onda triangular que pueda controlar el VCF, con un radio de acción de 0.2 a 20 hertzios.

VCF - Filtro controlado por voltaje

El filtro controlado por voltaje se basa en la estructura de Sallen-Key, usando los transistores de N-canal MOSFET del circuito integrado CD4007 como resistores variables, para aprovecharse de pares acoplados. El CD4007 es un par complementario dual del transistor del MOSFET más el inversor.
formas de onda filtradas
diente de sierra
pulso
cuadrada
triangular

El control de la frecuencia es de 800mV por octava, en el radio de acción de 100 hertzios a 5 kilociclos, con una desplazamiento de 1V aproximadamente, dependiendo del dispositivo usado. Fuera de esta gama tiene un comportamiento no exponencial. El comportamiento de este filtro es satisfactorio cuando la linearidad del voltaje del control no es un requisito crítico.

VCA - Amplificador controlado por voltaje

El amplificador controlado por voltaje utiliza un transistor del N-canal del MOSFET CD4007 como resistor de entrada variable en un amplificador operacional inversor. Un condensador incluido en la trayectoria de la realimentación reduce el ruido en alta frecuencia.

Generadores de envolvente

Se hace el generador del envolvente de AR usando un comparador interno del AT89C2051. En el mensaje NOTA ON una señal lógica 1 carga el condensador a través de un potenciómetro de ataque. Cuando el comparador detecta el límite del nivel alto en el condensador, invierte la señal a la lógica 0. Descarga el condensador a través del potenciómetro del release.
El generador de envolvente de ASR se pone en ejecución con la señal lógica 1 durante NOTA ON y NOTA OFF del período, cargando y descargando un condensador a través de los potenciómetros del ataque y de release respectivamente.

calibración

La calibración de la frecuencia inicial de VCF se hace con el preset V2 que mantiene una polarización positiva en la puerta del transistor MOSFET. Esta frecuencia se debe mantener alrededor de 10Hz para evitar una transición indeseable de la condición de los transistores.
La calibración de la frecuencia inicial de VCF se hace con el preset V1 que polariza la puerta del transistor para alrededor de 80dB cuando los generadores del envolvente estan inactivos.