MIDI-CV Converter MIDI_CV_CONVとNucleo_DCOで音階の周波数を測定

MIDI_CV_CONVにパソコン上のDominoから特定の音階をMIDIで送出し、MIDI_CV_CONVでCV値に変換後、Nucleo_DCOに入力してWaveSpectraで出力周波数を測定しました。

Nucleo_DCOは3OSCですが、OSC1のみSine波に設定して測定しました。OSC2、OSC3はLevel POTを最小にしてMIXされないようにしました。

Nucleo_DCOはADCを無効化できるようにしていますが、これは有効化して測定しました。（参考「DASS01のCV入力」）

ブロック図

Nucleo_DCOのRange

DominoからA2(NoteNuber:45)を出力し、Nucleo_DCOのRangeを切り替えてオクターブごとのA音をWaveSpectraで測定しました。

Nucleo_DCOでRangeの設定は以下の通りプログラミングしています。frequencyBaseは出力できる最低周波数です。

const double frequencyBase[FREQUENCY_RANGE_MAX] = {
//  A-1    A0    A1    A2     A3     A4     A5     A6      A7      A8
13.75, 27.5, 55.0, 110.0, 220.0, 440.0, 880.0, 1760.0, 3520.0, 7040.0
}

DominoでA2を出力

Nucleo_DCO Range:A-1

Nucleo_DCO Range:A0

Nucleo_DCO Range:A1

Nucleo_DCO Range:A2

Nucleo_DCO Range:A3

Nucleo_DCO Range:A4

Nucleo_DCO Range:A5

Nucleo_DCO Range:A6

Nucleo_DCO Range:A7

Nucleo_DCO Range:A8

Range	周波数(Hz)	測定値(Hz)	差(Hz)	誤差(%)
A-1	27.5	26.4	-1.1	-4.00%
A0	55	55.7	0.7	1.27%
A1	110	111.3	1.3	1.18%
A2	220	219.7	-0.3	-0.14%
A3	440	442.4	2.4	0.55%
A4	880	881.8	1.8	0.20%
A5	1760	1769.5	9.5	0.54%
A6	3520	3536.1	16.1	0.46%
A7	7040	7072.3	32.3	0.46%
A8	14080	14150.4	70.4	0.50%

測定値

誤差

MIDIノートナンバー

Nucleo_DCOのRangeをA3(220Hz～）に固定して、Dominoから送出するMIDIノートナンバーを1オクターブ分測定しました。

note	#	周波数(Hz)	測定値(Hz)	差(Hz)	誤差(%)
A2	45	440	442.4	2.4	0.55%
A#2	46	466.1637615	468.8	2.636238482	0.57%
B2	47	493.8833013	495.1	1.216698744	0.25%
C3	48	523.2511306	524.4	1.148869399	0.22%
C#3	49	554.365262	556.6	2.234738046	0.40%
D3	50	587.3295358	591.8	4.470464165	0.76%
D#3	51	622.2539674	624	1.746032556	0.28%
E3	52	659.2551138	662.1	2.844886174	0.43%
F3	53	698.4564629	700.2	1.743537134	0.25%
F#3	54	739.9888454	744.1	4.111154577	0.56%
G3	55	783.990872	788.1	4.109128037	0.52%
G#3	56	830.6093952	832	1.39060484	0.17%
A3	57	880	884.8	4.8	0.55%

測定値

誤差

メモ：

純粋に楽器として見るとチューニングが怪しい感じです。詳しくはわかりませんが、A音が440Hzか442Hzかで問題になる業界もあるようです。

MIDI_CV_CONVで出力電圧の調整に使っているトリムのR5を多回転タイプのものにすればMIDI_CV_CONVの出力電圧の精度は上げられそうですが。

今回のテストでは、MIDIノートナンバーをMIDI_CV_CONVの12bitDACでCV（アナログ信号）に変換して、Nucleo_DCOでは12bitADCでCVをプログラムで扱えるように再びデジタル化しています。

DAC/ADCの精度や信号路のノイズなどを考えると、全体として調律の精度を上げるのは難しそうです。

きっちり精度を出すなら、MIDI信号をデジタル信号のままNucleo_DCOに渡せば良くなると思います。

Nucleo_DCOで直接MIDIのRXを処理するとか、MIDI→SPIのDigital to Digital Converterとか。