Plataforma de Hardware MIDIbox, Módulo OPL3

Esta página describe los detalles técnicos del módulo MBHP_OPL3, que se usa en el proyecto MIDIbox FM .

La síntesis FM se hizo muy popular en los 80 después de que Yamaha sacase el GS1, y dos años más tarde el DX7, que fue como una revolución en aquellos días porque la mayoría de los sintetizadores estaban basados en partes analógicas y limitados a las posibilidades de la síntesis aditiva /sustractiva. Es muy difícil hacer síntesis FM con componentes analógicos, porque hace falta una relación estable entre los moduladores y los osciladores del portador para conseguir resultados audibles(o musicales). Yamaha desarrolló (y patentó) una solución digital que fue la base de varios chipsets. Afortunadamente Yamaha no sólo construyó estos chips exclusivamente en sus propios sintetizadores, también comenzaron con una línea de producto de chips OEM para videojuegos y ordenadores personales.- por ejemplo YM2149 (usado en la Atari ST, MSX, Intellivision y ZX Spectrum), YM3812 (usado en AdLib y antiguas tarjetas de sonido Sound Blaster) y finalmente el YMF262 (usado en Sound Blaster Pro 2.0 y tarjetas posteriores hasta que el OPL3 fue reemplazado por los chips wavetable synth a finales de los 90s) - Los vendedores de ordenador prefirieron estos chips FM porque eran baratos y cubrían un amplio rango de instrumentos .

Puedes encontrar información más exhaustiva sobre FM y el OPL3 aquí:

Detalles técnicos

El chip de sonido YMF262 se vendió en su mayoría en un paquete SOP de 24-pin que es (desafortunadamente) difícil de manejar para los principiantes en soldadura. Provee una interfaz paralela de 8bit para los registros, requiere una fuente de reloj estable de 14.318 MHz y uno o dos DACs separados (YAC512). La interfaz paralela se conecta directamente al puerto LCD del módulo MBHP_CORE , la mayoría de los pines se comparten con la LCS para reducir el conteo de pin IO. Las salidas del DAC están conectadas directamente al YAC512. La mayoría de las tarjetas de sonido vienen con un sólo par de YMF/YAC (Nunca he visto una tarjeta con dos YAC512) lo que resulta en 2 canales de audio. Con un YAC512 adicional, habrá 4 canales disponibles, lo que es especialmente útil si hay que enrutar las salidas por diferentes efectos externos.

Cada YAC512 requiere un amp quad-OP para voltajes de referencia y el fase sample&hold . Las salidas de las fases S&H se cargan de nuevo por un tercer amp OP, que actúa como un filtro de bajo paso, antes de que la señal vaya a los jacks de audio.

Recuerda que los amps OP se alimentan desde una fuente de voltaje balanceada (+/- 12V). Especifiqué este amplio rango de voltaje dado que permite coger el mismo PSU que el módulo MBHP_AOUT . Los TL074s pueden ser alimentados alternativamente desde +/-5V hasta +/-18V.

Disponibilidad

No es tan fácil encontrar un distribuidor que aún tenga los YMF262/YAC512 en stock y los venda en pequeñas cantidades(->prueba en este sitio). En cualquier caso, la comunidad MIDIbox ya ha organizado un pedido al mayor (ver este post del Foro), y son factibles futuros pedidos si hay suficiente gente interesada.

Otra manera de conseguir los valiosos chips es sacarlos de viejas tarjetas de sonido. Así es como conseguí los chips del prototipo- compré algunas tarjetas viejas en Ebay por más o menos 1 EUR cada una (la gente no sabe lo que se pierde ;-)) y chips SMD desoldados como se describe abajo. Desafortunadamente, los vendedores no especifican si tiene un chipset OPL3, pero a veces esta información está disponible en algún sitio en la Web. Aquí teneis una lista algunas tarjetas que sí tienen OPL3:

Creative Soundblaster Pro II (o Soundblaster Pro 2)
Creative Soundblaster 16 (¡No la versión VALUE !)
Creative Soundblaster Pro SCSI
Creative Soundblaster 16 SCSI (CT1770)
Creative Vibra 16 (CT2260)
Creative Vibra 16 (CT2800)
Creative Vibra 16 (CT2810)
Creative Vibra 16 PnP (CT2890)
Creative SB16 MCD (CT1750)
Media Vision Pro AudioSpectrum 16
Media Vision Jazz 16
Media Vision PAS16 LMSI 1992 (IXW-PAS16P)
Media Vision PROAUDIO 3D
Turtle Beach Tropez Rev 2.0
Turtle Beach Monte Carlo (P/N 500.2)
ESS AudioDrive
Aztech Sound Galaxy
Aztech Sound Galaxy Washington 16
Aztech Sound Galaxy Nova 16
Aztech AZT2316-S
Mozart ISA
Mediamagic ISP-16
TeleVideo teleWave Q32=/SRS (Rev.C)
Televideo Telesound Pro16
Adlib Gold 1000
Windows SOUNDSYSTEM (rev B.)
OPTi 930 Soundsystem (S0930S0010)

Tarjetas de sonido que NO tienen chipset OPL3:

Creative Soundblaster 1.0, 1.5, 2.0, Pro
Creative Soundblaster 16 VALUE (PNP)
todas las tarjetas nuevas que se producen actualmente
todas las tarjetas de sonido PCI (busca tarjetas ISA)

¡Por favor, déjame saber si has encontrado una tarjeta de sonido que sirva que no esté en la lista!

Descarga

Los datos PCB se pueden visionar, modificar y convertir con Eagle Light
Módulo	Esquema	Datos de Base	Vista rápida
MBHP_OPL3_V1	mbhp_opl3.pdf	mbhp_opl3_v1.brd	mbhp_opl3_v1.gif

Información adicional
Archivo	Tamaño	Descripción
mbhp_opl3_orderlist.txt	1k	lista de pedido para Reichelt
mbhp_opl3_interconnections.pdf	7k	Diagrama de interconexión para el módulo CORE/OPL3
bipolar_12v_psu	Wiki	Artículo del Wiki sobre PSUs bipolares (tienen que obtener un voltaje de +/- 12V )

Guía de Desoldadura

	Desoldar los YMF262 y YAC512 de una tarjeta de sonido vieja (o compatible) es una de las cosas más críticas de este proyecto ya que requiere bastante práctica. La forma más fácil que he encontrado es usar un cable de cobre aislado ( que puedes coger de un viejo transformador), que debe enroscarse debajo de los pines SMD pequeños.
	Añade un poco de estaño a los pines y quítalo con un aspirador de soldadura. Esto no sólo quitará la nueva soldadura, sino que también se llevará un poco de la soldadura anterior. Ahora puedes tirar del cable de cobre mientras la punta de tu plancha de soldadura está aún calentando un poco los pines, para levantar los pines de la PCB sin hacerles ningún daño.!
	Tienes que hacer lo mismo en el YAC512. Es mejor probar antes con otros chips SMD. Muy importante: ¡no calientes demasiado los chips!!!

Guía de soldadura

	Al principio hay que montar los chips SMD en la parte de abajo de la PCB. Solo suelda un poco de estaño a los pads, asegúrate de que no haya estaño entre las pistas (!), pon el chip y dirige cada pin un poquito. Nota: ¡es absolutamente necesario un soldador con punta pequeña !
	El segundo YAC512 es un chip opcional para dos canales de audio. En una sound blaster común solo habrá un YAC512, esto significa que tendrás que comprar dos tarjetas. Si solo tienes una, solo tienes que dejar abiertos los pads del segundo YAC512.
	Ahora añade los 8 puentes en la parte de arriba de la PCB.
	Monta cada parte, pero deja fuera de los sockets en TL074 para revisar los voltajes. Pon la coneción de +5V de J2 del módulo core y comprueba que el LED verde esté encendido. Si no lo está, es probable que tengas un corto en la PCB! Quita la fuente de alimentación inmediatamente y revisa visualmente en busca del error. Después conecta la fuente de alimentación de +12V/-12V . Si el LED brilla más, quítala inmediatamente y busca errores de soldadura. Mide los voltajes en los pines 4 y 11 del TL074 (ver esquema).
	Finalmente desenchufa las fuentes de alimentación, pon los TL074s en sus sockets, y añade las conexiones adicionales como se describe en mbhp_opl3_interconnections.pdf En la sección de Descargas MIOS puedes encontrar un programa de pruebas, que te permite comprobar las interconexiones (sigue las instrucciones del archivo main.asm). También hay una aplicación de prueba de tono, que envía un tono de 1kHz por los 4 canales.

Last update: 2015-09-24