電子楽器の工作室

回路には、100kΩの抵抗が使われていますが、「オーディオ的には値が高いかな」と思い、47kΩに下げました．
ゲイン１(1:1) で、入力抵抗も下げましたので、レベルボリュームの操作性に違和感が出るかも知れません．

R2, R8, R10, R3, R5, R4 ： 100k ⇒ 47k

それと、オペアンプの位相補償として、負帰還用の R3 と R4 に、それぞれ 27pF のコンデンサを並列に入れました．（ウラ付け）

オーディオ用ミキサなので、信号ラインもコンデンサでオペアンプのオフセット電圧などの DC 成分を切っておきたいところですが、「製作者が使用者」ということで、オリジナルのまま省略しています．
音質に影響しそうな D1 と D2 も付けていません．

オペアンプには、OPA2134PA を使ってみました．
飽和状態を知るのに、レベルメータ（インジケータ）が、ほしいところです．

以上が、「ノイズジェネレータ・ミキサ基板」の改造です．

実際に信号を入力してみて、また手直しするかも知れませんが、電源の消費電流は、±12mA 程度でした．

次段のオペアンプ IC2A のゲインを飽和状態から下げて、ホワイトノイズ出力をマニュアルどおりの ±5V (10Vp-p) に設定します．

R14 ： 1M ⇒ 100k

レベルを合わすために減衰比も変えます．

R19 ： 2.2k ⇒ 1k
R25 ： 2.2k ⇒ 3.3k

発生電圧の小さな 2SC1815-Y で、半固定抵抗 R24 をいっぱい回して、ほぼ 10Vp-p になりました．
文字どおり、ランダムノイズですので電圧もバラバラ．
ピーク電圧を調べるのは難しいです．

ホワイトノイズ出力（出力端子 無接続時）

次に、ホワイトノイズにフィルタを通して、ピンクノイズを作ります．
周波数が２倍になるごとに「エネルギー」が半分となるピンクノイズを作るには、通常 -3dB/oct のフィルタを通します．
Minimoog でもこだわっていたのでしょう．
近似フィルタが入っていますので、周波数とともに減衰するように部品の値を変更しました．

R17 ： 100k ⇒ 10k
R13 ： 33k ⇒ 10k
C4 ： 0.01u ⇒ 0.033u
C3 ： 0.001u ⇒ 0.01u

LTspice IV （回路シミュレータ）の結果です．
100Hz から 4kHz あたりまでは、それっぽく（？）してあります．

実際の波形は、次のとおりです．
ピンクノイズ出力（出力端子 無接続時）

出力をラインレベルまで下げて、PC の音声入力から WaveSpectra （リアルタイム・スペクトラムアナライザ）で調べました．

実際に聴いてみても、ピンクノイズは、高域が削られた分、出力が小さく感じますので、ホワイトノイズとの出力バランスをもう少し合わせたほうが良いのかも知れません．

Analog2.0 を基に、少しずつ実験しながら製作を進めていきたいと思います．

まず、ノイズジェネレータのノイズ発生部分から‥
Q1 のノイズ発生と Q2 のアンプの抵抗値を次のようにしました．

R20 ： 100k ⇒ 1M
R12 ： 220k ⇒ 100k

以下は、Q2 のコレクタ出力（ R22 間）の結果です．
表示は出力波形（黄色）と、FFT の結果（赤色）です．

2SC828 (R) です．

2SC828A (Q) です．
"A" が付くだけで、これだけ変わるのでしょうか？（苦笑）

2SC3311 (Q) です．
正負のバランスが悪く、帯域にもムラがあるように見えます．

元の回路で使った、2SC3311 (Q) です．
すでに空乏層の幅が変わってしまったのでしょうか．（涙；

ためしに 2SC1815-Y です．
レベルは低いものの、そこそこ綺麗に出ています．

なお、各トランジスタは、無作為に取り出した１つですし、この段階ではオーディオ信号としてモニタしていませんので、どれが良いかは一概に云えません．

思った以上に出力電圧が出ていますので、次段のオペアンプ IC2A のゲインを変更します．

前回の回路では、ポイントを測っている間に温度で変化するため、お約束（？）のスイープ回路を入れて、スコープで可視化してみました．

差し替えたトランジスタの動作が落ち着くまで、1分待ち‥

画面の右へ行くほど、コレクタ電流が小さくなるので、誤差が有る場合は変化が大きくなります．

マッチングが取れていると、誤差はほとんどゼロですし、どの電流値でも変化が有りません．

これで、実際の回路とほぼ同じ条件で、2個のトランジスタを揃えることが出来るようになりました．

１００円ショップの六角レンチが、先日購入したツマミ（ L-13S ）に合いました．

1.5mm で、ちょうどツマミの取り付けビスに嵌ります．

Ｄ型シャフトのVR を９０度回転させて取り付けるので、ツマミの取り付けビス１個で位置が心配でしたが、何とかギリギリ止まるようです．
（ VR のシャフトに付いた、ビスの凹み跡）

はしご型 VCF に使うトランジスタの選別回路が、以前の『電子展望』に載っていましたので、手元の電源器の電圧に合うように抵抗の値を変えて、ブレッドボード上に組んでみました．

2SC1815-Y を２個挿して、電源を入れて測ってみると、値が動く、動く．．
（と、いっても uV オーダですけど）

Vce は 1V 程度ですが、少しでも熱平衡を得るために、放熱器代わりにクリップで挟んでみました．
それでも、なかなか落ち着きません．．
経過時間を決めるのに１００円ショップでキッチンタイマーを買って来ました（笑）

ざっと見たところ、２００個入りの袋（同一ロット）の中では、そんなに大きなバラつきはないようです．

トランジスタの代わりに、ベース・エミッタ間にダイオード入れて測ってみると、Ve を下げていく（電流を流す）につれて、バラつきが大きく出てきました．
ダイオードで特性を揃えるには、１０００個は要るかも知れません．．（苦笑）

OB-8 のプログラムの追っかけを少し中断して（苦笑）、
リハビリを兼ねて、Gan さんの Analog2.0 を製作するべく、準備を整えています．

このブログには、今まで「アナログ」ネタらしきものが無かったので、ようやくと云ったカンジですね．（笑）

少しずつ進めて行きますので、お付き合い願えればと思います．

パネルのデザインもこれからですが、ツマミは、リーダー電子の L-13S．
ジャックは CLIFF の CL1382 （ハンダ端子版）を使おうかと思っています．

使われている CPU は Z80 なんですが、 I/O 命令を使わずに、メモリの番地に割り振られています．
（Memory mapped I/O）

そこで、回路図から、鍵盤やスイッチ、LED などに関係する各入出力のアドレスを割り出す必要があります．

ROM は、リセットがかかると、０番地からスタートなので、順番に追えます．（ 0000h - 3FFFh ）
RAM は、電池によるバックアップを含めて、続けて 4000h 番地からになっています．（ 4000h - 5FFFh ）

I/O は、7800h からのようですが、複雑に入り組んでいますので、ソフトのアクセス状態と比べながら、引き続き調査しています．

御無沙汰でした．
ようやく、復帰出来そうです．

で、ここしばらく、Oberheim OB-8　の動作を EPROM
（"ob8a8" て MIDI の無いほう ）の内容から追ってます．

特に、AutoTunning に興味があります．

もちろん、実物は有りません．．（苦笑）

「アナログシンセ掲示板」でも話題になりました、VS1053b が無くならないうちにと、通販で入手しました．
こちらも pcm1723 さんのブログを参考にさせて頂きます．

3.3V や 1.8V のレギュレータが要るのね．12.288MHz のクリスタルも．
作るのは、いつになるかなぁ．．

回路をイジる前に、入力側が「レールtoレール」のオペアンプ OPA2350PA に換えると、綺麗に通りました．

でも、店頭価格で、１個 ￥525 では、気軽に使えないです（苦笑）

Quad の１４ピンですけど、秋月の LMC6484 はどーでしょうね？
１個 ￥200 ．

先述の "Voltage-Controlled Envelope Generator" を作ってみました．

PWM 出力の後は、±15V電源のアクティブフィルタになっていましたが、LMC662 を使った単電源（＋5V）で試したら不調だったので、CR １段で観測しています．

オシロの画面は、PWM の出力（Ch1）と、フィルタを通った後の電圧（Ch2）の合成です．

良いカーブが出ましたので、少しつついてみます．

今回、PIC16F684 を書き込んでくれた JimCom に感謝です．

左から
マイコン PIC16F684、ATtiny44 と、手許にあった 74LS393 です．（笑）

安価に入手出来る、AVR マイコンの ATtiny2313 には、A-D コンバータが内蔵されていません．

で、メーカ Atmel の Application Notes には、
　AVR400: Low Cost A/D Converter
　AVR401: 8-Bit Precision A/D Converter
と応用例が出てますが、１ビットといえば、流行の �刄ｰ（デルタシグマ）方式．
（海外では、逆に "Sigma-Delta" と呼ばれることが多い）

他のマイコンでは、如何かと調べてみると、
MICROCHIP
　AN700
　　　　　Make a Delta-Sigma Converter Using a Microcontroller's
　　　　　　Analog Comparator Module
Texas Instruments
　slaa104
　　　　　An MSP430F11x1 Sigma-Delta Type Millivolt Meter
freescale
　AN2688
　　　　　Implementing a 10-bit Sigma-Delta Converter
　　　　　　Using the HC9SO8Rx MCU Family Analog Comparator
が出てました．（他にも有るでしょうね）

日本語の解説は、
「ΔΣ変調の部屋」や「シグマ・デルタ型A/Dコンバータの使い方」で述べられています．

AVR マイコンにうまく組み込むことが出来るでしょうか？
アナログコンパレータのオフセットも有るしなぁ．．？？

"Voltage-Controlled Envelope Generator" の続きです．

概略は、該当ページ
「Voltage Controlled ADSR Envelope Generator (VC ADSR 7B)」の
"Detailed notes on the code" や
"VCADSR datasheet (includes circuit diagram and chip pinout)" で述べられていますので、あえて説明は不要かと思いますが、20ビットの位相アキュムレータを使って、８ビットの充放電カーブのデータテーブルをアクセス、
（Attack 用と、Decay/Release 用の２つのテーブルを持っています）
データが間延びするのか（？）、さらに線形補間処理をして、10ビットの PWM で出力．と、凝っています．

それにしても、ギリギリまでよく詰め込んで、マイコンをこき使っているな．と思います．
（「AVR シンセ」の時もそうでしたが．．）

同じく 14pin で、クロックも 20MHz と同じの（笑） ATtiny44 が安価な所を見つけましたので、入手出来るようでしたら、移植してみたいと思います．

昨日のコメントで述べたとおり、PIC16F684 を使った "Voltage-Controlled Envelope Generator" のアセンブラソースを追っかけています．

Atmel の AVR マイコンになれてしまったので、PIC の記述をすっかり忘れておりました．
いちいち Wレジスタを通さないと処理が出来ないし、テーブル参照や間接アドレッシングもトリッキー（！）．
アセンブラレベルだと、こんなに大変だったのか．と、改めて痛感した次第（苦笑）
みなさんＣ言語で始められるはずですね．

粗方の流れが判ったので、もう少し詳しく調べてみます．

AVRシンセをいじっています．

乗算命令やその後のオーバーフローの処理が、おかしな箇所があったので治しました．

デジタルオシロで出力を見ると、うまくエンベロープが出るようになりましたが、Attack の曲線が逆（？）になっている．．

テーブルデータを Excel に入れて演算しても同じ結果．

ENV からの出力データは、綺麗な（？）充放電カーブなのですが、DCA で変調をかける際の dB カーブのテーブル値がヘン？（音量の変化なので、あまり気付かない？？）
DCA の変調テーブルを通さずに、直接リニアな変調で試してみたいところ．

あいかわらず、ビブラートはキーを放すと止まるし、Moog フィルタでのレゾナンスも効かない．．
なかなか Bug 対策までは遠いです．

あちこちの処理で、ビットをケチって（？）いるし、手慣らしに、１６ビットの dsPIC で作り直すのも一興かな．．

引き続き、AVRシンセのソースです．（連休中は、ソース責め．．　笑）
『dcoの変調編』、最後の山場（！）、音程を決める部分です．

ここも LFO の手法と同じく、テーブル処理．
ここは、クロック周波数が 62.5KHz で、ビブラートやピッチベンドなど細かな値が要るので、テーブル値は４バイト使っていますが、最後に３バイトに、変調をかける際には１バイトにまで（！）、丸めています（苦笑）

グラフのとおり、対数で見ると、ほぼ直線です．
入力値対周波数の関係は、MIDI のノート番号と同じく、「60」（１０進）で、中央「Ｃ」の周波数 261.6256Hz となっています．
もちろん（笑）、次の「Ａ」の周波数は、440Hz が出ます．

引き続き、AVRシンセのソースを読んでいます．
キーを放したときにビブラートが効かなくなる．．　問題の（！） dcoの変調系まで来ました（笑）

先日の LFO の周波数変化や、エンベロープのカーブ、ポルタメントの変化と、すべて同じ、 rate テーブルからの３バイトのデータを使っています．
これに、直前（１コ前)のデータを加算か減算すると、充放電カーブが出来ます．

オリジナルからの手法で、うまく考えられています．
ＶＲ (MIDI) からの入力データは、１バイトなのに、スムーズに操作出来ます．

AVR シンセの LFO の周波数範囲を調べてみました．

周波数の設定は、DDS （Direct Digital Synthesizer） の手法で、位相アキュムレータへ入力します．

出力周波数 Fout は、
　Fout = ( X / Y ) * Fclk　より
　　X = �刄ｦ　　　　　　　　周波数設定値 （３バイト）
　　Y = 2^24　　　　　　　　位相アキュムレータの分解能 （３バイト分）
　　Fclk = 62500 / 64　　クロック周波数 （タイマ割込みから、さらに６４分周）
で、求めらます．

設定用の８ビットのデータを４倍し（シフト演算で済むため）、位相アキュムレータのルックアップテーブルを参照して、上の X の値（３バイト分）を引き出します．

位相アキュムレータのテーブルの値から、周波数は、グラフの 約 0.025Hz 〜 76.3Hz となりました．
対数で見ると、ほぼ直線です．