|
Sid Synthesizer Chip
|
|||||||||
|
|||||||||
Wat maakt het dat de Sid nog steeds veel interesse heeft om gebruikt te worden? Is het nostalgie? Is het het typische geluid? Is het de relatieve eenvoud ten opzichte van PC-muziek? Zelfs tegenwoordig worden in diverse projekten de Sid gebruikt.
Geschiedenis van de Sid.In 1982 werd aan Bob Yannes {een Amerikaanse electronica ingenieur, tevens electronische muziek hobbyïst}, degene die later medeoprichter werd van Ensoniq {in 1982}, de taak gegeven om een geluidschip voor de Commodore 64 te ontwikkelen, in de kortst mogelijke tijd. in die periode werkte hij bij MOS Technology, één van Commodore's hoofd fabrikanten. de "MOS 6581 Sound Interface Device", de SID-Chip, was een zeer solide gebouwde geluidschip voor zijn tijd. {In die tijd hadden home-computers alleen eenvoudige piepjes als geluid. Aan en uit, maar de frequentie was wel in te stellen. De Vic 20 (ook van Commodore) had toen de uitgebreidste met 3 verschillende geluidsoscilatoren.} Sequential Circuits {een synthesizer-producent in San Jose, Californie} werd toen ook geinteresseerd in het kopen ervan in grote hoeveelheden. Vanwege de toen hectische fase van de ontwikkeling, was de volledige documentatie van de mogelijkheden nooit afgerond: het eerste document was geschreven voor het prototype en het veranderde zo vaak dat, zoals Bob Yannes in een interview met Andreas Varga vertelde, het gewoonweg totaal geen zin meer had. Desalniettemin, de Sid's mogelijkheden werden spoedig herkend, hoofdzakelijk door de spel-producers, die het grote succes van de Commodore 64 zeker stelden. Tot dan was er geen geluidschip van dat kaliber in een home-computer geweest. De Sid bleef één van de belangrijkste chips in het gebruikt voor een good aantal jaren.
Deze chip was Bob Yannes eerste poging geweest in de ontwikkeling van een fase-optellende oscillator, de fundering van alle wave-tabel syhtese basis systemen. In het begin had hij gepland om de Sid hoofdzakelijk aan de synthesizer industrie te verkopen, maar de productie capaciteit kon het moeilijk bijhouden met de groeiende vraag voor de Commodore 64. En toen er uiteindelijk genoeg chips waren, werkte Yannes niet meer voor Commodore.
Eigenschappen van de Sid.
De Sid heeft de volgende eigenschappen:
Harmonische boventonen.Een eenvoudige basis muziektoon bestaat primair uit een sinus-vormig signaal. Dit is 1 frequentie (toonhoogte), zonder boventonen met een vaste luidheid. Wie wiskunde gehad heeft (en wel het vak goniometrie) heeft een idee hoe een sinusvorm eruit ziet. Nu is een enkele sinusvorm een saaie toon om te horen, maar het is de basistoon. De frequentie van deze sinusvorm wordt de grondtoon genoemd (de eerste harmonische, de laagste frequentie die een noot maakt).
Muziek instrumenten maken geluid met harmonischen (ook wel boventonen genoemd) er in. Een piano klinkt anders dan een trommel en anders dan een bekken. Sommigen hebben veel boventonen en anderen hebben er weinig. Deze boventonen zijn ook rechtstreeks afhankelijk van de grondtoon, het zijn veelvouden van de grondtoon. Een boventoon met een twee keer zo hoge frequentie als de grondtoon, wordt de eerste boventoon genoemd (de tweede harmonische). Een boventoon met een 3 x zo hoge frequentie is de tweede boventoon (de derde harmonische), 4 x zo hoog is de derde boventoon (de vierde harmonische) en zo voort. Dit moet niet worden verward met oktaven, omdat een oktaaf per definitie twee keer zo hoog, of de helft zo laag klinkt. Een tweede boventoon klinkt 3 keer zo hoog en ligt tussen 1 oktaaf en 2 oktaven in. De Sid heeft geen Hammond-orgel systeem (bekend van de diverse schuiven om boventonen mee te regelen) om boventonen te genereren. De Sid heeft zelfs geen sinus als golfvorm, maar wel een driehoek, zaagtand en een blokgolf. Deze drie simpele golfvormen hebben fantastische boventonen reeksen.
De Sid heeft een uitgebreid programmeerbaar filter in zich. Ook hiermee zijn harmonischen uit de toon te filteren, waardoor weer andere instrumenten na te bootsen zijn. Nabootsen, omdat een synthesizer ook gebruikt wordt voor het nabootsen van bestaande instrumenten.
De envelope generator, ADSR.Een tweede eigenschap van muziekinstrument tonen is de hardheid van de noten op zich, het volume, de amplitude. Een piano klinkt anders dan een orgel. Het verschil hierbij is hoe de noot zich opbouwd. Een orgel klinkt zodra de toets wordt ingedrukt en blijft net zo lang doorklinken. Een piano klinkt ook meteen, maar hoe lang de toets ook wordt ingedrukt, de toon zal langzaam wegsterven. Het verloop van dit klinken en uitsterven wordt envelope genoemd (of in het nederlands: "de omhullende").
De envelope kent vier fasen, waarvan de eerste begint zodra een "toets" wordt ingedrukt en de laatste fase begint zodra de toets weer wordt losgelaten. De fasen worden Attack, Decay, Sustain en Release genoemd, afgekort tot ADSR.
De ADSR is een belangrijke eigenschap die veel instrumenten eigenschappen kan nabootsen. Een orgel is meer van Aan en uit. Een piano begint hard en met een Sustain van NUL, zal de Decay de noot van Maximum tot NUL laten klinken. Een Viool doorloopt een Attack en Decay tot een bepaald Sustain-niveau, waarna een snelle Release de noot snel laat uitsterven. Met een ADSR is in zekere maten ook omgekeerd (reverse) in te stellen.
Elektrische 65xx eigenschappen.De Sid is ontworpen voor de Commodore 64. Deze home-computer heeft als processor (CPU) een 6510, familie van de 6502-processor (en verre familie-lid van de 6800 processor). Het is deze processor die een aantal aansluitingen van de Sid bepaalt. Degenen die meer bekend zijn met de andere tak van processoren, zoals de Z80 of de 8088 (en verder - want PC procesoor) zal een aantal aansluitingen niet bekend voorkomen.
Zo is er een Φ2. Deze phi2 klok-puls wordt door de processor gegenereerd en synchroniseert het schrijven en lezen van de chip (op de neergaande flank). De frequentie van de phi2 is tevens een maat voor de frequentie van alle toon generatoren van de SID. Voor de juiste toon-frequenties zal deze phi2 op 1MHz moeten staan. Er is een gecombineerde R/~W. Deze bepaalt of een chip gegevens van de processor moet inlezen (Laag = Write), of dat deze ze juist moet aangeven (Hoog = Read). Er is één ~CS. Deze ChipSelect bepaalt of het juist deze chip is, waar de processor gegevens mee uitwisselt (dit lijntje moet dan Laag zijn). De foto geeft de basis aan hoe de Sid aangesloten moet worden op de 65xx processor systeem. Signalen zullen door de Arduino moeten worden gesimuleerd. Uiteraard ben ik niet de enige die zo'n Sid Synthesizer projekt begonnen is. Dus zal ik dit hier ook met succes af kunnen ronden. |
|||||||||
|
|||||||||
[Tekst] [Afbeeldingen] [Aansluitingen] [Broncodes] |