Digitally Controlled Oscillator

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De afkorting DCO staat voor Digitally Controlled Oscillator.

Bij moderne digitale synthesizers vindt de geluidsopwekking plaats via DCO's. Bij de oudere, analoge synthesizers wordt de geluidsopwekking gerealiseerd met één of meerdere Voltage Controlled Oscillators (VCO's, analoge toongeneratoren) waarbij er een directe relatie is tussen een stuurspanning en de frequentie of toonhoogte.

Het werkingsprincipe van de DCO is in de basis hetzelfde als bij de VCO, ook al is de technische uitwerking zeer verschillend.

Voor- en nadelen[bewerken]

In de praktijk zijn een aantal voor- en nadelen aan te wijzen bij DCO's in relatie tot VCO's.

  • Een analoge synthesizer kan ontstemd raken bij wisselingen in temperatuur. Het verband tussen stuurspanning en toonhoogte is door toleranties in de gebruikte onderdelen niet exact bepaald en ook nog temperatuurafhankelijk. Bij de bouw moet een analoge synthesizer uitgebreid afgeregeld worden om "zuiver" te kunnen klinken. Met name op een "koud" podium moet een oudere analoge synthesizer vaak eerst opwarmen voordat de correcte stemming wordt bereikt. Een synthesizer met DCO's heeft hier geen last van.
  • Door bovengenoemde ontstemmingen, door ruis en vervormingen in de analoge elektronica genereren VCO's een geluid dat door velen "warmer" en aantrekkelijker gevonden wordt, een DCO genereert een exacte golfvorm met een exacte frequentie wat sommigen koud en klinisch vinden klinken. Het is echter ook mogelijk om kunstmatige vervormingen aan digitale signalen toe te voegen om een kille toon wat "op te warmen".
  • Aansturing van een VCO kan traploos gebeuren (via bijvoorbeeld analoge potmeters), terwijl aansturing van een DCO vanwege het digitale karakter altijd in discrete stapjes moet gebeuren. Bij te weinig stapjes zorgt dit voor wat beperktere mogelijkheden.
  • DCO's maken standaardisering van de communicatie tussen diverse elektronische muziekinstrumenten (zoals synthesizers, drumcomputers en soundmodules) makkelijker.

Techniek[bewerken]

Het basisprincipe van een DCO is dat hij op zijn klokfrequentie digitale signalen uitstuurt die zo goed mogelijk overeenkomen met de gevraagde functie. Als een blokgolf wordt gebruikt, dan zal de DCO vaak gewoon een teller zijn, waarbij net genoeg samples (in functie van de gevraagde frequentie) een hoog signaal geven, gevolgd door een set met een laag signaal. Ook een zaagtandsignaal kan op vergelijkbare manier berekend worden. Is echter een sinusoidaal signaal gewenst, dan zal de DCO normaliter een beroep doen op opgeslagen golfvormen die na elkaar worden uitgestuurd. Ook hier bepalen het aantal opgeslagen golfvormen de mogelijke frequenties die de DCO kan maken.

Vaak wordt deze DCO dan ook direct gekoppeld aan een digitaal naar analoog convertor, zodat met de nodige filtering (conversiefouten en aliasing van de klokfrequentie van de digitale filter) een voldoende zuiver analoog signaal gemaakt kan worden.

Verdere ontwikkelingen[bewerken]

Door de toegenomen rekenkracht van processoren en met name het gebruik van DSP's is het mogelijk virtueel analoge oscillatoren te bouwen die de voordelen van analoge en digitale uitvoeringen combineren. Ook kan hiermee frequentiemodulatie of fasemodulatie bekomen worden, of zelfs kwadratuurmodulatie. Daar waar hiervoor vroeger vele losse componenten nodig waren, wordt dit nu in een algoritme in de DSP gestoken wat de kostprijs (bij grote hoeveelheden) sterk kan drukken.

Zie verder[bewerken]