Внутренний мир Форманты П432

[Daddy_Cool]

Ого! Большая работа! Впечатляет!
Можно сделать библиотеку для Kontakt и осчастливить композиторов еще и Формантой.
Пытаюсь послушать wav, но почему-то не хочет грузиться.
Впрочем на ютьюбе навскидку нашел три видео с Формантой, смог послушать

[sintech]

Спасибо. Залил файлы со звуками на soundcloud.

[grafalex]

Крутотень!

[Javian]

Заголовок неговорящий. Не прочитал бы, если бы не было "П432", привлекшего внимание.

[sim2q]

П432 бросается в тексте каждый раз:)

[prishelec]

Поддерживаю. Нужен шикарный заголовок.
Вы столько проделали работы, а по заголовку похоже на то, что вы просто желаете рассказать о Формате.

[sintech]

Спасибо за добрые слова. В подготовке к написанию статьи я узнал много нового и интересного. Буду рад, если кому-то все это пригодится.

[sim2q]

Большая работа!)

Старший бит цифрового входа имел недостаточный уровень для признания его логической 1, поэтому выходной аналоговый сигнал искажался. Виновник этой истории был найден и устранен, после чего проблема решилась

Ну вот, а для железячников не рассказали. ИР9?

[sintech]

Тут не все так однозначно. В той версии П432, что отображена на схемах, установлен транзистор VT5, отвечавший за заглушение выхода синтезатора при стабильной «1» на старшем бите ЦАП (2048). Но в моей версии в гнездо этого транзистора был уставлен другой, с обратной проводимостью, а его коллектор подключен к 0 биту входа «Усилитель» (Зачем?). После выпаивания этого транзистора звук пришел в норму. Дальше я разбираться не стал, увлекшись цифровой частью и эмуляцией.
В еще более поздних ревизиях платы генераторов, для заглушения выхода, стали устанавливать полевой транзистор перед выходным ОУ.

[sim2q]

Да уж — mute c полевиком как-то привычней…
ps Напомнило, как давеча в жж встретилось сожаление за молчание разрабов тех времён, но возможно всё проще.

[troosh]

Весьма интересный девайс, спасибо! Интересно куда пошло развитие в загадочном инструменте Форманта П465?..

Есть в П432 некоторые особенности, которые удивили:
— Размер ОЗУ 1 Кбайт, но аппаратно ограничено 256 байтами. Причём в прошивке стек так и оставили указывающим на верхушку этого килобайта (работает благодаря повторам этих 256 байт во всём окне выделяемом под ОЗУ.
— Там нет отдельного ПЗУ именно для MIDI, но то второе ПЗУ на отдельной плате аппаратно используется только на 7/8 объёма, — 256 байт вырезается под регистры контроллера прерываний, последовательного порта и прочих регистров на той плате. Это при том, что 32 Кбайта адресного пространства процессора вообще не используется…
— Непонятно зачем ПЗУ «преобразования частота-приращение» разместили в блоке генераторов, а не в пространстве процессора. Потеряли гибкость и точность задания частоты, ради экономии одного корпуса 561ИР11?.. И да, какие-то странные числа там в области самых низких частот скорее всего для тестирования при производстве: четырьмя тумблерами проще перебрать весь диапазон частот, плюс похоже коэффициенты там будто специально подобраны так, чтобы проверить КЗ соседних бит аккумулятора фазы.

[sintech]

И да, какие-то странные числа там в области самых низких частот скорее всего для тестирования при производстве

Похоже так и есть. Проверил несколько значений, для волноформы синусоиды они приблизительно соответствуют 1000Гц, 500Гц и т.д.

[troosh]

Ох как же там много ламповости:
— Системный таймер (по которому процессором огибающие обновляются), зависит не от кварцевого генератора, а реализованы на микросхеме К555АГ3 (DD5 в «узле процессора»). А значит параметры звука будут определятся точностью RC цепочек и температурой. В первом приближении там около 220 Гц, и скважность 1:20. Интересно какая же там на самом деле частота и форма сигнала…
— Та же история с частотой дискретизации, — она ко всему там ещё и оператором может подстраиваиться в каких-то пределах. Та же К555АГ3, но ещё больше аналоговой обвязки.
— В узле «хора», ещё больше наворотов: две линии задержки с отдельными генераторами на КР1006ВИ1 (непонятно какая частота и в каких пределах можно её «расстраивать»). После линий задержки фильтры высокого порядках, АЧХ также будет зависеть он номиналов резисторов и конденсаторов.

Всё это будет делать каждый экземпляр инструмента уникальным, с неповторимым звуком. Может так и нужно, так и задумывалось?..

[troosh]

Это при том, что 32 Кбайта адресного пространства процессора вообще не используется…

Ан нет, используются полностью. По дизассемблеру прошивки сразу не видно было, только когда схемы стал изучать. Xотя используется совершено бездарно: под каждый голос выделяется 4 Кбайта, позиция записи в таком окошке и сохраняется как код частоты в регистрах DD1-DD3 (К561ИР4) узла процессора. То есть выполняя запись байта по некоторому смещению, сохраняется не этот байт а это смещение (12 бит, реально используется только 11-ть). Разработчики наверняка гордились таким оригинальным инженерным решением, как же одной записью прописываем сразу полтора байта. И в итоге для хранения 16 байт отъели половину адресного пространства… Возможно так добились атомарности записи слова в 8-ми битном процессоре, но можно же было оставить одно окошко в 4 Кбайт, а в записываемом значении указывать для какого это голоса (слота).

[dzavalishin]

Спасибо за потрясающе подробный анализ. Нечасто встретишь.