Ko me je Jure, urednik revije Svet elektronike, vprašal o nekem Yamahinem čipu FM sintetizatorja, ki ga je našel na eBay-u, je pritegnil mojo pozornost. Najbrž prav zato, ker je bil moj prvi MIDI sintetizator, ki sem ga kupil za svoj domači glasbeni studio pred 25 leti, ravno različica slavnega Yamahinega DX7 MIDI FM sintetizatorja za rack-montažo. To je nedvomno najuspešnejši MIDI sintetizator oziroma klaviatura, ki so jo prodajali v‚ 80 letih prejšnjega stoletja.
e vedno imam v svojem studiu različico TX-802 modula za montažo v rack in še vedno dobro deluje. Čeprav se zdi nemogoče, pa pomnilniška kartica, ki sem jo kupil zanj in vsebuje baterijsko podprt RAM pomnilnik, po petindvajsetih letih še vedno deluje z originalno baterijo!
Poleg tega dobite brezplačni MP3 predvajalnik in sinusni generator!
V tem članku se ne bom spuščal v podrobnosti v zvezi z FM sintezo (izumili so jo na univerzi Stanford v ZDA, licenco pa ima Yamaha), bom pa omenil nekaj osnov. Metoda deluje tako, da združuje več sinusnih oscilatorjev, od katerih je mogoče vsakega od njih frekvenčno (FM) modulirati z drugimi oscilatorji sinusnega signala. Vsak oscilator ali modulator se imenuje operator (OP) in ti OP-ji so lahko med sabo povezani na različne načine. Medtem, ko bi se ti OP-ji lahko izdelali tudi z analognimi komponentami, bi bilo to težko izvesti, pri tem pa še vedno obdržati želeno frekvenčno stabilnost, ki je potrebna v glasbi. Yamaha je torej zasnovala svoje digitalno integrirano vezje, ki vse te FM funkcije izvaja digitalno.
Priljubljeni DX7 sintetizator je bil takrat med prvimi 6 OP sintetizatorji, ki je lahko proizvedel široko paleto „elektronskih zvokov“, obenem pa je lahko oponašal (seveda z razumno stopnjo natančnosti) konvencionalna glasbila, kot so klavir, kitara, trobila in orkestralna godala.
Upal sem, da bodo integrirana vezja Yamahinih FM sintetizatorjev, ki jih je Jure našel na eBay-u, spadali med tiste s 6-OP, ki so bila uporabljena v modelih Yamahinih sintetizatorjev, ki sem ju že prej omenil. Vendar pa se po dolgotrajnem iskanju izkazalo, da je večina Yamahinih integriranih vezij, ki jih lahko kupite na eBayu le 2-OP sintetizatorjev. Bilo je sicer na voljo tudi nekaj 4-OP sintetizatorjev, vendar niso bili vgrajeni v DIP ohi
šja, tako kot 2-OP, poleg tega pa so za delovanje zahtevali še dodatne posebne Yamahine podporne čipe.
Glede namena uporabe so bila 2-OP vezja zasnovana za izvajanje zvočnih učinkov pri video igrah, s 4-OP pa so bile opremljene PC zvočne kartice, kjer so izvajali funkcijo „GM MIDI sintetizator«. Kakovost zvoka na teh napravah ni bila na tako visokem nivoju, da bi me sploh zanimale. Ko sem deskal po spletu in iskal boljše rešitve, sem našel vezje Dream SAM2195, ki je bilo videti odlično, vendar je imelo QFN44 ohišje velikosti 7mm X 7mm. To vezje pa je bilo vsekakor premajhno, da bi lahko karkoli delal z njim! Ironično pri vsem tem pa je bilo, da je bil prvotno razvit v Atmelu, ki je moj najljubši proizvajalec mikrokontrolerjev.
Nato se mi je naenkrat posvetilo, da ima VLSI VS1053, vezje, ki sem ga v nekaterih projektih že uporabil, poleg standardnega načina delovanja kot MP3 dekoder /ojačevalnik tudi možnost delovanja kot MIDI sintetizator.
VS1053 – pravi švicarski nož za zvok
VS1053 je namenjen predvsem uporabi v MP3 predvajalnikih, kjer ima sicer glavno nalogo dekodiranja MP3, AAC, Ogg Vorbis in WAV datotek, poleg tega pa ima vgrajen tudi svoj lasten stereo ojačevalnik, ki lahko brez dodatnih elementov vzbuja standardne 32 Ώ slušalke. Vendar pa to integrirano vezje vsebuje tudi dvo-kanalno DSP jedro, ki se ob priključitvi napajanja lahko nastavi tako, da postane MIDI sintetizator . Medtem, ko sem bil v nekaterih prejšnjih projektih zelo zadovoljen z načinom, kako to vezje izvaja MP3 dekodiranje, pa nisem bil prepričan o kakovosti zvoka , ki bi ga lahko proizvedlo v načinu delovanja kot MIDI sintetizator. Vendar pa sem kasneje pri iskanju pomembnih informacij v dokumentaciji tega vezja odkril, da podpira General MIDI niz zvokov, ki je zelo pogosto uporabljen standard v glasbeni industriji. GM komplet vsebuje zelo široko paleto glasbenih instrumentov zvokov, zraven pa še celoten sklop zvokov bobnov in tolkal. Ob spoznavanju vezja sem v dokumentaciji dokopal tudi do podatka, da lahko VS1053 deluje tudi kot generator sinusnega signala. Moram priznati, da sem v prejšnjih projektih že preizkusil testno funkcijo „sinusni signal“ (preden sem dobil programsko opremo za pisanje stream vsebine MP3datoteke na VS1053 ). Z »globokim prelopatanjem« dokumentacije sem naletel tudi na podatek, da je funkcija generiranja sinusnega signala sposobna proizvajati celoten spekter zvočnih frekvenc v visoki ločljivosti in ne zgolj preprostega testa sinusne funkcije, ki sem ga že pred časom izvajal v prejšnjih projektih. Zato sem se odločil, da integriranemu vezju VS1053 ponudim možnost, da se izkaže tudi kot MIDI sintetizator.
Zgradite si MIDI sintetizator z VS1053
2014_SE215_52
