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.