$23 Blackfin DSP Chorus - DIY Eurorack Modular Synthesizer

背景

自作モジュラーシンセの72作品目。

DSPを使いたい

今年度の目標に、DSPを使ったDIYがあるため、それを実行に移す。
私はDSPを扱うのは今回が初なので、簡単に挑戦できる手段はないかと探していたところ、ちょうどよい入門用書籍に出会った。

「音遊び! Blackfin DSP基板でディジタル信号処理初体験」という書籍は、DSPの基礎を学びつつ、付属の基板で簡単にDSPエフェクターを作成できるというものだ。
オンラインショップでは取り扱いが無く、本屋を探したが見つからなかったので、中古で2000円で購入した。
今回は、この本に付属した基板「IFX-49」を使用したモジュールを作成し、DSPの基礎を学ぼうと思う。

コーラスエフェクト

シンセサイザーやギター、エレクトリックピアノでは、比較的高い頻度で使用されるエフェクトの一種。音を重ねて爽やかな音を出すことができる。

モジュラーシンセにおいては、コーラスエフェクトモジュールの数は非常に少ない。DSPエフェクトモジュールにおいても、コーラスは搭載してないことが多く、希少だ。

コーラスはアナログICで作る事もできる。BOSS CE-2の回路図を見てみたが、ノイズ対策のフィルター設計に苦労した痕跡がみられた。
モジュラーシンセ用にアナログコーラスを作るのは難しそうだ。
よって、今回はDSPではコーラスを作成することにした。

制作物のスペック

ユーロラック規格 3U 12HPサイズ
電源：90mA( 5V )

DSPをつかったデジタルコーラスモジュール。
USBによる5V単電源で動作するため、ユーロラックケースに組み込まず単体のエフェクターとしても使用可能。
コーラスのDRY（原音）の音量をゼロにすることで、ビブラートエフェクターとしても使える。
コーラスのほかに、簡単なリバーブエフェクトも搭載している。

DRY pot：原音の音量。音量を0にすると、コーラスではなく、ビブラートエフェクターとして機能する。
WET pot：コーラスエフェクトの音量。
FREQ pot：エフェクトの揺らぎの速さ。
DEPTH pot：揺らぎの振幅の大きさ。
FREQ CV：エフェクトの揺らぎの速さ、5Vp-p
DEPTH CV：揺らぎの振幅の大きさ、5Vp-p

IN volume pot：入力音声の増幅、減衰。
OUT volume pot：出力音声の増幅、減衰。5Vp-p
REVERB pot：リバーブエフェクトのフィードバック量
PUSH SW：エフェクトのON/OFF切り替え
LED：エフェクトON時に点灯
IN：音声入力
OUT：音声出力

製作費

総額約$23
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書籍(IFX-49付属） $15
MCP3008 $2.5
可変抵抗 $0.3*7pcs
他（汎用部品は下記リンク先参照）

ハードウェア

IFX-49が入手困難な現在、回路図の需要は小さいと思う。
ADコンバータICのMCP3008と、オペアンプのTL072の構成。

MPC3008の3.3V電源はIFX-49から供給されている。
IFX-49は5V to 3.3Vレギュレータを搭載しているからだ。

音声入出力のオペアンプは、5V単電源に対応するために、2.5Vのバイアスを掛けている。
出力レンジは5Vp-pとなる。

ソフトウェア

書籍「音遊び! Blackfin DSP基板でディジタル信号処理初体験」にはCD-Rが付属しており、その中にサンプルプログラムが入っている。
そのサンプルプログラムを微修正して今回のモジュールを作成した。

サンプルプログラムを鳴らした動画は上記の通り。
ソースコードの8割は、このサンプルプログラムを流用している。
よって、今回はソースコードは公開しない。

IFX-49のRAMは32KBしかないため、深いディレイやリバーブを掛けることは難しい。IFX-49はステレオ対応だが、バッファはモノラル信号のみを扱うなどして、RAM容量不足の対策をした。

今回、書籍を読み進める中で、デジタルフィルタの原理や、エフェクトの信号処理の考え方を学ぶことができた。
今後のDIYモジュールを作る際の参考にしたい。
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