Post on 23-Jan-2016
Pure Valve Tone Guitar Amp
Amplificador de guitarra eléctrica de altas prestaciones
Gonzalo AbadCarlos Gómez
Descripción de necesidades Alta calidad de sonido
El sonido característico de la guitarra eléctrica procede de la válvula
Control de timbre en tiempo real para la ejecución de conciertos Las diferentes secciones de un tema
requieren un sonido apropiado
Control del Ecualizador (I) Interfaz de Usuario
Las configuraciones del ecualizador se almacenan mediante un sistema de menús
Se graban en patches entre los que se puede elegir
Vistas al futuro Modos Song y Concert en los que se
almacenen secuencias de patches para canciones y conciertos
Control del Ecualizador (II) Interfaz MIDI
Otros dispositivos electrónicos pueden enviar o recibir mensajes de cambio de patch
Hardware: Ecualizador (I) Potenciómetros digitales
Ventajas Fácil implementación
Inconvenientes Crean más ruido que otras soluciones En los transitorios de encendido de la
válvula pueden sufrir desperfectos Han sido utilizados en amplificadores
de gama media-baja
Hardware: Ecualizador (II) Servos
Ventajas El ruido proveniente de la electrónica
digital queda completamente aislado Inconvenientes
Lenta respuesta Alto costo
Ha sido poco implementado en la industria
Hardware: Ecualizador(III) Optoacopladores
Ventajas Buen aislamiento frente a ruido digital Buena respuesta (13ms aprox.) Baja distorsión armónica
Inconvenientes Controlados por corriente Alta tolerancia que exige calibrado
Opción altamente utilizada en la industria
Hardware: Optoacopladores
Fue la solución adoptada en el diseño Control de la resistencia de salida
La resistencia de salida es función de la corriente PWM
Válida por el tiempo de respuesta del optoacoplador
No existen periféricos de PWM => No es escalable DAC + Conversor V-I
Solución económicamente viable (DAC + AO + resistencia)
Existen periféricos DAC => escalable Fue la solución adoptada
Hardware:Optoacopladores(II)
Hardware: DAC Descripción del DAC
DAC Óctuple de 8 bits Interfaz Serie SPI DAC Lento (más barato) Necesidad convertidor V-I Variación lineal -> Logaritmos por
Software
Hardware: Convertidor V-I
2
31
411
U2000A
LM324
V12
VE12
R1
RES
Hardware: EEPROM (24LC64) Descripción
8 kBytes (256 páginas de 32 Bytes), para almacenar 128 patches, 100 canciones, 27 conciertos
Interfaz serie I2C Rápida y econcómica (5ms write cycle
(1 página).
Hardware: PIC 16F877 Función
Control central del ecualizador Características notables
Procesador RISC (35 instrucciones) Alta velocidad de proceso (20Mhz, 200ns por
instrucción) Bajo costo Alto número de periféricos
ADC, 5 puertos, PWM, USART, I2C, SCI, interrupción por cambio en un puerto, 8k FLASH interna, EEPROM interna, 3 temporizadores,...
Hardware: interfaz de usuario LCD
Display de 4 líneas y 20 columnas Teclado
Siete pulsadores Edit, Menu, Cancel, Up, Down, Left, Right
Hardware: MIDI Se implementará con el puerto USART
disponible en el PIC Transmisión asíncrona a 31,25kbps Utiliza palabras de 8bit con bit de arranque y
bit de espera Transmisión de corriente: 0-5mA El hardware externo utilizado se ha obtenido
del estándar MIDI del IEEE Sólo se implementan mensajes de
cambio de programa El resto de los mensajes no son procedentes
Hardware: otros dispositivos Detector de alimentación
Se utiliza para guardar la configuración en el momento del apagado
DAC (en usos futuros) Afinador de guitarra Reductor de ruido de fondo (NR) Visualización de la posición del volumen
general (potenciómetro analógico) Estas nuevas características no necesitan
de hardware externo
Detector de Alimentación
3
26
15
74
U3000
LF356
VDD
D3000ZENER3
R3000
1k
VDD
R30011k
R300210k
VDD
PowerDown
Hardware: Conexiones Micro
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940
J6001
PIC
VDD
1
2ADConverters6000
JUMPER
SDA
SCL
LOAD
12345678910111213141516
DISPLAY6000
CON16
VDD
R600015
VDD
VDDMcu
C6001
CAP
C6000
CAPY6000CRYSTAL
SDOTXRX
VDDMcuPowerDown
MenuSW-PB
EditSW-PB
DownSW-PB
UpSW-PB
CancelSW-PB
LeftSW-PB
RightSW-PB
R6005100 R6007
100 R6008100 R6009
100
R6003100
R6002100
R6001100
123
J6000
JAlProg
VPP
PGD
PGC
VDDVDDMcu
1234
Foot_Switch6000CON4
R6006100
R6004100
ControlCanal0
ControlCanal1
C5001AC
CAP
Software: descripción general SW completamente parametrizable,
escalable y fácilmente actualizable El programa de menús (menu.asm)
interpreta un fichero en el que se describen las diferentes pantallas que se presentan, su orden, sus parámetros, etc. (pantalla.asm)
Se pueden incorporar rápidamente la interfaz de las nuevas características del amplificador actualizando dicho fichero
Software: interrupciones (I) El PIC posee una baja potencia de
manejo de interrupciones Posee una pila hardware en la que se
almacenan las direcciones de retorno (8 palabras) y en la que no se puede guardar el contexto de los 300 registros presentes.
Optamos por no anidar interrupciones para no incurrir en problemas (no hay facilidades para pila Software)
Software: interrupciones (II) Interrumpen
Teclado: en la entrada al menú y en el cambio de patch
SPI: el algoritmo implementado se basa en secuencias de interrupciones para dejar tiempo entre tareas
MIDI: tanto en emisión como en recepción Detector de alimentación: por el puerto con
interrupción externa ADC: interrupción en el muestreo (futuro)
Dificultades Encontradas Falta de ICD Escasos modos de
direccionamiento. Indirecciones calculadas.
Registros y memoria en bancos.