Pure Valve Tone Guitar Amp Amplificador de guitarra eléctrica de altas prestaciones Gonzalo Abad Carlos 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: 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: DAC Descripción del DAC

Hardware: Convertidor V-I 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: DAC Descripción del DAC

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 Características notables 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

Hardware: Conexiones Micro

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.