Генератор с цифровым управлением - Digitally controlled oscillator

А генератор с цифровым управлением или же DCO используется в синтезаторы, микроконтроллеры, и программно определяемые радиостанции. Имя аналогичный с "генератор, управляемый напряжением. »DCO были разработаны для преодоления ограничений стабильности настройки ранних проектов VCO.

Путаница в терминологии

Был использован термин «осциллятор с цифровым управлением».[нужна цитата ] описать комбинацию генератор, управляемый напряжением управляется управляющим сигналом от цифро-аналоговый преобразователь, а также иногда используется для описания генераторы с числовым программным управлением.

Эта статья конкретно относится к DCO, которые использовались во многих синтезаторах 1980-х годов.[Почему? ]. К ним относятся Роланд Юнона-6, Юнона-60, Юнона-106, JX-3P, JX-8P, и JX-10, то Элка Синтекс, то Корг Поли-61, то Матрица Оберхейма-6, некоторые инструменты Акаи и Кавай, и недавний Пророк '08 и его преемник Rev2 от Дэйв Смит Инструменты.

Отношение к более ранним проектам VCO

Многие генераторы с управлением напряжением для электронная музыка основаны на конденсатор зарядка линейно в интегратор операционного усилителя конфигурация.[1] Когда заряд конденсатора достигает определенного уровня, компаратор генерирует импульс сброса, который разряжает конденсатор, и цикл начинается снова. Это вызывает рост пилообразная (пилообразная) форма волны, и этот тип ядра генератора известен как ядро рампы.

Обычная конструкция DCO использует программируемую ИС счетчика, такую ​​как 8253 вместо компаратора.

Это обеспечивает стабильную цифровую генерацию основного тона за счет использования переднего фронта прямоугольной волны для получения импульса сброса для разряда конденсатора в сердечнике пилообразного сигнала генератора.

Исторический контекст

В начале 1980-х многие производители начали выпускать полифонические синтезаторы. Конструкции ГУН того времени оставляли желать лучшего в плане стабильности настройки.[2] Хотя это было проблемой для монофонических синтезаторов, ограниченное количество осцилляторов (обычно 3 или меньше) означало, что поддержание настройки инструментов было управляемой задачей, часто выполняемой с помощью специальных элементов управления на передней панели. С появлением полифонии проблемы с настройкой ухудшились, а затраты выросли из-за гораздо большего количества задействованных генераторов (часто 16 в 8-голосном инструменте, таком как Ямаха CS-80[3] с 1977 или Роланд Юпитер-8[4] с 1981 г.). Это создало потребность в дешевой, надежной и стабильной конструкции генератора. Инженеры, работающие над проблемой, обратились к деление частоты технология, используемая в электронные органы времени и микропроцессоры и связанные с ними микросхемы, которые начали появляться, и разработали DCO.

В то время DCO рассматривался как улучшение нестабильной настройки VCO. Однако у него было то же ядро ​​линейного нарастания и такой же ограниченный диапазон форм сигналов. Хотя возможно сложное аналоговое формирование волны,[5] большая простота и произвольные формы сигналов цифровых систем, таких как прямой цифровой синтез привело к тому, что в большинстве более поздних инструментов была принята конструкция полностью цифрового генератора.

Операция

ИДК можно рассматривать как ГУН, который синхронизируется с внешней опорной частоты. Эталоном в этом случае являются импульсы сброса. Они производятся цифровым счетчиком, таким как 8253 чип. Счетчик действует как делитель частоты, считая импульсы от высокочастотных задающих тактовых импульсов (обычно несколько МГц) и изменяя состояние своего выхода, когда счетчик достигает некоторого заранее определенного значения. Таким образом, частота выходного сигнала счетчика может быть определена количеством подсчитанных импульсов, и это генерирует прямоугольная волна с необходимой частотой. передний край Эта прямоугольная волна используется для получения импульса сброса для разряда конденсатора в сердечнике пилообразного сигнала генератора. Это гарантирует, что генерируемая форма кривой имеет ту же частоту, что и выход счетчика.

Проблемы с дизайном

При заданном токе заряда конденсатора амплитуда выходного сигнала будет линейно уменьшаться с частотой. В музыкальных терминах это означает, что форма волны на октаву выше по высоте имеет половину амплитуды. Чтобы обеспечить постоянную амплитуду во всем диапазоне генератора, необходимо использовать некоторую схему компенсации. Часто это делается путем управления зарядным током от того же микропроцессора, который контролирует значение сброса счетчика.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чемберлин, Хэл (1985). «Базовые аналоговые модули, генератор, управляемый напряжением». Музыкальные приложения микропроцессоров. раздел 6, с.181.
  2. ^ Расс, Мартин (2004). «Ранние и современные реализации». Звуковой синтез и семплирование. раздел 2.6.1, п.137.
  3. ^ Ямаха CS-80, Винтажный Synth Explorer
  4. ^ Роланд Юпитер 8, Винтажный Synth Explorer
  5. ^ Волновая папка STG, Сайт STG Soundlabs