音源とオーディオの電子工作（予定）

2019年5月21日火曜日

Analog VCOの構想

DASS01に組み込むAnalog VCOを作りたいと思います。例によって一番簡単そうな回路を使います。OPAMPを使ったヒステリシス付きコンパレーターと積分器の組み合わせで、入力電圧（CV）に比例した周波数の矩形波と三角波を出力するものです。

参考
新日本無線の「オペアンプの応用回路例集」の「電圧制御発振器(VCO)」
トランジスタ技術2015年8月号特集・第4章「ラックマウント型モジュラ・アナログ・シンセサイザ」のVCO
「Melodic Testbench」さんの「VCO Theory」

シミューレーション回路図

U1周りが積分器、U2周りがヒステリシス付きコンパレーターです。U2まわりはコンパレーターなので、出力はHまたはLになり、Q1をスイッチングします。Q1のOn/OffでU1周りの積分器の充放電をコントロールします。

過渡解析

CVを1V～5Vで1V刻みでパラメータ解析しました。出力周波数は100Hz～245Hz程度になっています。

三角波出力(TRI_OUT)は5.1V～6.3V程度の振幅ですが、矩形波出力は電源レールいっぱいの振幅なので、音源として使う場合はDC成分の除去やレベル合わせが必要になりそうです。

このVCOの動作の詳細や数学的な検証は「Melodic Testbench」さんの「VCO Theory」で詳しく述べられています。数式が出てきますが、キルヒホッフの法則と「Q=It」「Q=CV」あたりがわかれば大丈夫です。

ヒステリシス付きコンパレーターと積分器をそれぞれ単体でシミューレーションしました。

ヒステリシス付きコンパレーター

シミューレーション回路図

過渡解析

入力は積分器から出力される三角波です。

ヒステリシス付きコンパレーター（反転回路）なので、入力の三角波(V(in))がH→LのときとL→Hのときで閾値が異なっていて、矩形波が出力されます(V(sqr))。入力と出力では位相が反転しています。

積分器（Q1 off時）

シミューレーション回路図

Q1がOffのときVCOの回路図のR4より下は無視できます。Q1がOffのときC1は放電され出力電圧は低下します。

過渡解析

放電は直線的に行われます。

積分器（Q1 on時）

シミューレーション回路図

Q1がOnのときVCOの回路図のR4はGNDに接地しているのと同等です。Q1がOnのときC1は充電され出力電圧は上昇します。

過渡解析

充電も直線的に行われます。

Q1のベースに矩形波が入力されるのでOn/Offが繰り返され、出力は三角波となります。

メモ：

理屈ではそうだろうと思いますが、連結すると発振器としてちゃんと動作するところがすごいですね。

過渡解析の「.tran」コマンドに「startup」オプションをつけていますが、つけなくても発振をシミューレートできるようです。

2019年5月17日金曜日

MIDI CV Converter MIDI_CV_CONV プラケースに収めた。

むき出しのまま使っていたMIDI_CV_CONVをプラケース（秋月の大型ポリカーボネート・ケース　１４０）に収めました。

DASS01と合わせてラックマウントで使うかどうか迷っていたのですが、DASS01でやらかしてしまったので一旦整理することにしました。

中の配線

GATE信号表示用のLEDは、すべてプラス・マイナスの2線で配線したので、線材の本数が増えて大変でした。

上面

LEDは対応するGATE出力のミニジャックの直上に来るように配置しました。LEDの固定方法はグルーガンです。ケースが透明なのでグルーが透けて見えてカッコ悪いです。

背面

MIDI-THRUはDIN-5のコネクタの手持ちがないので、穴だけ開けておきました。

ケースに高さがもう少しあれば収納するのも楽なんですが。

2019年5月8日水曜日

TDA1543とTDA1543Aの違い（I2SとJapanese Format）

I2SのDACとして実験するのにTDA1543は便利です。ブレッドボードで使いやすいDIPパッケージで、電源も5Vで使えます。

I2Sの実験用にAliExpressで安く出ていたので買ってみたのですが、「TDA1543」ではなく、A付きの「TDA1543A」でした。

最初パチもんをつかまされたかと思いました。「A」がつくかつかないかでデータ転送のフォーマットが違うそうです。

TDA1543