ＴＫ８０／ＢＳの
シンセシステムを復活／拡張したい〜
その２０
ＦＰＧＡでＤＣＯのＤＤＳ化
２０１８年
３月３１日
この週は土曜のみの作業でした。ＦＰＧＡのＸＡＤＣ（ＡＤＣ）の動作のノイズの確認をします。アナログディスカバリで電圧を出力して、ＸＡＤＣポートに接続します。
Ｖｉｖａｄｏのロジアナ機能を使って変換値を確認します。同じ電圧で最大、最小値からノイズ分を確認します。１２ビットの内、２ビットくらいがノイズ分のようです。
２ビットを落として１０ビットで、レベルを０〜３．３Ｖに振ってみます。０ｘ００１と０ｘ３ｆ９で、ほぼ１０ビット一杯に振っています。良いようです。
現行ＤＣＯのデバイダの分周比は”エフェクター自作＆操作術'８１”に載っている値と同じで、これにはセントエラーも載っています。このエラーを無くすのが今回のＤＣＯのＤＤＳ化の目的です。
６４分周モードでＭＣ８０＋バスに接続して、ＳＰ−８０８の仮想アナログシンセの音とミックスして音程の確認をしました。ｍｐ３はこれです。ＳＰ−８０８、ＦＰＧＡ−ＤＤＳ、２つのミックス、現行ＤＣＯ、現行ＤＣＯとＳＰ−８０８のミックスの順にドレミ〜が鳴ります。ＤＤＳで生成した音程は市販のシンセとズレが無いことを確認しました。
ＤＤＳ化に伴い、ＤＣＯ内蔵の波形データも拡張する予定です。現在のＲＯＭは２７３２ですが、これを手持ちの２７６４に交換します。ただし、ピン数が２４−＞２８ピンと多くなるため、工夫が必要です。
ＲＯＭは中古のため、ＲＯＭイレーザで４個づつ消去しました。
ＲＯＭライタで消去されたことを確認します。新しい波形データはホイール・オルガンの音をまねして作る予定です。
４月７日
ヤフオクで３．５ｍｍプラグを３０個購入しました。手持ちと合わせて３２個です。１６本のパッチケーブルが作れます。ＤＤＳ用です。
ＶＫ−８Ｍを置く台をＳＰ−８０８の横に設置しました。
ＤＣＯ用のＲＯＭテーブル作成の準備です。ＳＫ−８８で鳴らして、ドローバの位置と出力レベルを確認します。
順番にレベルを確認していきます。
８〜１までレベルを記録してグラフを作りました。ＲＯＭテーブルの生成プログラムにレベル設定を追加しました。
ＤＤＳの論理にＣＶ入力を追加します。アナログディスカバリでＬＦＯを作り、ＤＤＳを変調してテストします。
４月８日
ＣＶの入力にアンチログ演算を入れます。８１９２に２の１２乗根を半音毎に乗算してＣＶ値に乗算します。ＡＲＴＹ評価ボードのＡ０〜Ａ５は３．３Ｖ入力ですが、８１９２は変調幅を約５半音に調整します。演算後のＣＶはＤＤＳ設定値に加算できます。この演算しないと音程が崩れます。これはＤＤＳが昔で言うＶ／Ｈｚ系の発振器だからです。
上記の論理を組み込み、動作確認します。ＳＫ−８８といっしょに鳴らして、音程を確認します。良いようです。
アンチログ演算を追加した新しいブロック図を作成しました。現在、データのラッチ部と以下の８個分がＦＰＧＡに実装されています。
ＰＣからＭＳＰ４３０のＵＳＢ−ＭＩＤＩ−＞ＭＣ８０変換を介して、４ｃｈで音出ししてみました。ＤＣＯの代わりにデバッグモードの６４分周の方形波で、ＣＶ変調は無しです。後段は８ｃｈアナログシンセです。ＭＰ３はこれです。
ｘ６４クロック出力にＨＣＴ２４５を追加しました。信号をケーブルで長く伸ばして実験していると、ＦＰＧＡが壊れる可能性があります。ＨＣＴでは出力レベルもＤＣＯと同じ５Ｖにできます。
ＲＯＭテーブル作成プログラムにドローバレベルを設定ファイルから読み込む機能を追加しました。ただし、８’を基準に作ると５−１／３’は１．５倍で６４長テーブルに入らない、また、１６’は上側の半波になってしまうため、１６’を基準に波形を作成します。１６’に対する８個のドローバの周波数比は１、３、２、４、６、８、１０、１２、１６です。出力はＣＳＶで合成波を出力します。本来は１／２、１．５、１，２、３、４、５、６，８です。合成部は以下のようにしました。
設定ファイルは以下のようなテキストファイルです。
オープン・オフィスのＣａｌｃに読み込んで、波形を確認します。ドローバレベル００８８２００１０の波形です。
続いて３８８５１１０００の波形です。
６０４８０８８０７の波形です。波形を集めて、インテルＨＥＸに変換すればＲＯＭライタで書き込めます。
４月１４日
久しぶりにＭＳＰ４３０のＵＳＢ−ＵＡＲＴ−＞ＭＣ８０＋のプログラムを修正しました。手持のＢＡＣＨのＳＭＦファイルの中にピッチベンドを使っているものがあり、これに対応させました。ただ、ＤＣＯ側は半音単位でしか音程を調整できないため、ギターのチョーキングのような細かい制御はできません。
以下、ピッチベンドが使われている管弦楽組曲１番、オーボエのパートです。トリルの部分にピッチベンド使われています。ピッチベンドの仕組みは予めピッチベンドセンシティビティによってピッチベンドの幅が指定され、その後に送られるピッチベンド値によって音程を上下させます。ここではピッチベンドセンシティビティは１２、ピッチベンドが６８３／１３６５で半音と全音の幅になっています。ここにピッチベンドの早見表があります。
フリーの楽譜で確認しました。トリルであれは、半音単位の制御なので、問題なく処理できます。１声と４声で録音しました。ＭＰ３はこれとこれです。
ＤＣＯのＤＤＳ化用の部品をマルツと秋月から購入しました。オペアンプを使ったＣＶオフセット回路を組み込むため、電源トランスも購入しました。電源電圧は＋−５Ｖです。右はオペアンプ、ＩＣソケットなどの小物部品です。
ＣＶのオフセット回路用のユニバーサル基板は手持ちのものを使います。
４月１５日
ＣＶのオフセット回路を１ｃｈ分だけ作製してテストしました。＋−５Ｖの電源なので、アナログディスカバリから電源供給できます。電源、ファンクションジェネレータ、オシロスコープがアナログディスカバリ１台で使えます。
１ｃｈ分、作製完了しました。あと、７ｃｈ分作製します。
４月２１日
先週の続きです。ＣＶのオフセット回路を４ｃｈ分作製しました。回路は右です。赤枠はボリュームです。＋−５Ｖの入力を０．５Ｖのオフセット付きで最大１Ｖまで調整します。
ＡＲＴＹボードのアナログ入力のＡ０〜Ａ５のアッテネータを取り外し、Ａ６〜Ａ１１と同じく無しにします。右回路図の上側の２．３２Ｋオームは取り外してショートし、下側の１Ｋオームは取り外します。代わりにＣＶオフセット回路基板に２．２Ｋ−１Ｋオームを実装します。
ＡＲＴＹボードには取り付け穴が無いので、上に重ねているのレベル変換−クロックドライバボードで支えます。アルミ板でステーを作製しました。
下側ケースには部品の取り付け穴開け加工をします。
レベル変換−クロックドライバボードのＭＣ８０＋バスはリアパネルから、ＡＲＴＹボードのＵＳＢコネクタは側面になるので、下ケースの側面に穴開けしました。
４月２２日
ＣＶのオフセット回路を８ｃｈ分作製し、電源回路も追加しました。
フロントパネルの穴開けを行います。Ｑｃａｄで図面を書いて、ＨｅｅｋｓＣＮＣでＧコードを生成します。
レーザ加工機でセンタ穴を塗装面にマーキングをします。ポンチを打って、ボール盤で穴開けします。左側のスペースはＭｉｃｒｏＢｌａｚｅのＳＰＩで制御予定の１２８ｘ６４ドットのＬＣＤパネルを取り付ける予定です。まだ、ＤＤＳ部とＭｉｃｒｏＢｌａｚｅを組み合わせて合成できていません。元々ＤｉｇｉｌｅｎｔのＷＥＢページから持ってきたＸＡＤＣのＩＰが、見つからないというエラーです。
ＣＶのオフセット回路をテストします。トランスを取り付け、とりあえず４ｃｈ分のみパネルのボリュームとジャックに接続しました。オフセットとＣＶのモジュレーションの調整が正しく動作することを確認しました。
