Цифрово -управляемый генератор или DCO используется в синтезаторах , микроконтроллерах и программно-определяемых радиоустройствах . Название аналогично термину « генератор, управляемый напряжением ». DCO были разработаны для преодоления ограничений стабильности настройки ранних конструкций VCO.
Термин «генератор с цифровым управлением» использовался [ требуется ссылка ] для описания комбинации генератора, управляемого напряжением, приводимого в действие управляющим сигналом от цифро-аналогового преобразователя , а также иногда используется для описания генераторов с числовым управлением .
В этой статье речь идет конкретно о DCO, используемых во многих синтезаторах 1980-х годов [ почему? ] . К ним относятся Roland Juno-6, Juno-60 , Juno-106 , JX-3P , JX-8P и JX-10 , Elka Synthex , Korg Poly-61 , Oberheim Matrix-6 , некоторые инструменты Akai и Kawai , а также недавний Prophet '08 и его преемник Rev2 от Dave Smith Instruments .
Многие генераторы с управлением напряжением для электронной музыки основаны на линейной зарядке конденсатора в конфигурации интегратора операционного усилителя . [1] Когда заряд конденсатора достигает определенного уровня, компаратор генерирует импульс сброса, который разряжает конденсатор, и цикл начинается снова. Это создает восходящую пилообразную (или пилообразную) форму волны , и этот тип ядра генератора известен как ядро рампы .
В обычной конструкции DCO вместо компаратора используется программируемая микросхема счетчика, например 8253 .
Это обеспечивает стабильную цифровую генерацию основного тона путем использования переднего фронта прямоугольного сигнала для получения импульса сброса, который разрядит конденсатор в сердечнике линейного генератора.
В начале 1980-х годов многие производители начали выпускать полифонические синтезаторы. Конструкции VCO того времени все еще оставляли желать лучшего с точки зрения стабильности настройки. [2] Хотя это было проблемой для монофонических синтезаторов, ограниченное количество осцилляторов (обычно 3 или меньше) означало, что поддержание настройки инструментов было управляемой задачей, часто выполняемой с помощью специальных элементов управления на передней панели. С появлением полифонии проблемы настройки усугубились, а расходы возросли из-за гораздо большего количества задействованных осцилляторов (часто 16 в 8-голосном инструменте, таком как Yamaha CS-80 [3] 1977 года или Roland Jupiter-8 [4] 1981 года). Это создало потребность в дешевой, надежной и стабильной конструкции осциллятора. Инженеры, работавшие над этой проблемой, обратились к технологии разделения частот , используемой в электронных органах того времени, а также к микропроцессорам и связанным с ними чипам, которые начали появляться, и разработали DCO.
В то время DCO рассматривался как улучшение по сравнению с нестабильной настройкой VCO. Однако он использовал то же ядро рампы и тот же ограниченный диапазон форм волн. Хотя возможно сложное аналоговое формирование волн, [5] большая простота и произвольные формы волн цифровых систем, таких как прямой цифровой синтез, привели к тому, что большинство более поздних приборов стали использовать полностью цифровые конструкции осцилляторов.
DCO можно рассматривать как VCO, синхронизированный с внешним опорным сигналом частоты. Опорным сигналом в этом случае являются импульсы сброса. Они вырабатываются цифровым счетчиком, таким как микросхема 8253. Счетчик действует как делитель частоты , подсчитывая импульсы от высокочастотного главного тактового генератора (обычно несколько МГц) и переключая состояние своего выхода, когда счет достигает некоторого предопределенного значения. Таким образом, частота выхода счетчика может быть определена числом подсчитанных импульсов, и это генерирует прямоугольную волну с требуемой частотой. Передний фронт этой прямоугольной волны используется для получения импульса сброса, чтобы разрядить конденсатор в ядре пилообразного сигнала генератора. Это гарантирует, что вырабатываемая пилообразная волна будет иметь ту же частоту, что и выход счетчика.
Для заданного тока зарядки конденсатора амплитуда выходной волны будет линейно уменьшаться с частотой. В музыкальных терминах это означает, что волна на октаву выше по высоте имеет половину амплитуды. Чтобы создать постоянную амплитуду во всем диапазоне генератора, необходимо использовать некоторую схему компенсации. Это часто делается путем управления током зарядки с того же микропроцессора, который управляет значением сброса счетчика.