PETELIN.RU | Статьи | Дополнение к статье "Доработка интерфейса звуковой карты до "настоящего" MIDI"
MIDI,интерфейс,разъем,кабель,схема,распайка,оптрон,распиновка
PETELIN.RU > Статьи > Дополнение к статье "Доработка интерфейса звуковой карты до "настоящего" MIDI"

Дополнение к статье

"Доработка интерфейса звуковой карты

до "настоящего" MIDI"

(c) Юрий Петелин, 2000

 

После появления на статьи Доработка интерфейса звуковой карты до "настоящего" MIDI один из посетителей сайта, не указавший, к сожалению, свои координаты, высказал мнение по поводу предложенной нами схемы устройства сопряжения (рис. 1). Суть мнения: схема излишне сложна, существуют другие, боле простые схемы.

Рис. 1. Схема устройства сопряжения, предложенная нами

 

Одновременно он прислал свою схему. Она представлена на рис. 2. Есть смысл сравнить схемы.

Рис. 2. Схема, предложенная посетителем сайта

 

Мы не утверждаем, что наш вариант схемы является единственным. Передатчик последовательного интерфейса "токовая петля" может быть построен как на интегральных микросхемах нескольких разных типов, так и на транзисторах. Оптронная развязка также, в принципе, допускает использование различных оптопар: и на основе фотодиодов, и на основе фототранзисторов. Наконец, можно, задавшись целью упрощения схемы, получить то, что изображено на рис. 2.

Что же мы видим? Здесь вообще нет специального передатчика последовательного интерфейса, из приемника исключены два инвертора, отсутствует узел формирования ретранслированного сигнала (MIDI THRU).

Сэкономлен один корпус микросхемы и несколько резисторов, т. е. примерно 20 рублей.

Эта схема работать будет. Но только до тех пор, пока вы не совершите ошибки в распайке MIDI-кабеля или не воткнете разъем этого кабеля куда-нибудь не туда.

Дело в том, что в качестве передатчика последовательного интерфейса здесь используется непосредственно один из TTL-выходов звуковой карты (контакт 12 разъема Game Port, через который идет сигнал MIDI TXD). Микросхемы, формирующие на выходе TTL-уровни, редко обладают высокой нагрузочной способностью. Поэтому в соответствии с элементарными правилами применения микросхем, даже если сигнал нужно передать на соседнюю печатную плату, рекомендуется включать специальные буферные элементы (обычно это логические элементы с "открытым коллектором"). Если длина проводника составляет несколько метров (MIDI-кабель), то использование буферных элементов обязательно.

Не уверен, выдержит ли микросхема звуковой карты, обеспечивающая выходной сигнал MIDI TXD, короткое замыкание на конце MIDI-кабеля, случайную подачу постороннего (даже небольшого по абсолютной величине) напряжения да и просто продолжительную работу на реактивную нагрузку, коей является длинный кабель. Если не выдержит - покупайте новую звуковую карту.

В схеме рис. 1, представленной в статье Доработка интерфейса звуковой карты до "настоящего" MIDI, драгоценный выход звуковой карты защищен от тысяч случайностей с летальным исходом двумя последовательно включенными буферными элементами. Из строя их вывести существенно труднее.

Раз уж мы применили микросхему и задействовали в передатчике два логических элемента из шести входящих в нее, есть смысл найти приложение и оставшимся 4-м элементам.

Между коллектором транзистора и входом MIDI RXD звуковой карты последовательно включены два инвертора. Этот прием также относится к числу стандартных и элементарных. Именно путем последовательного включения нескольких инверторов добиваются улучшения фронтов импульсов, циркулирующих в цифровых схемах. В нашем случае фронты импульсов неизбежно оказываются растянутыми в процессе их распространения по длинному MIDI-кабелю, обладающему собственными индуктивностью и емкостью.

Иными словами, без этих двух инверторов вероятность ошибки при приеме MIDI-сообщения от клавиатуры больше, чем с инверторами.

Если включить последовательно не два, а большее число инверторов, то на фронтах импульсов это скажется положительно. В данном случае, главное требование к числу инверторов состоит в том, что оно должно быть четно. Если число инверторов будет составлять 1, 3, 5,…, 2n+1,…, где n - целое число от 0 до бесконечности (верхний предел, точнее, беспредел - шутка), то в принимаемых MIDI-сообщениях нули поменяются на единицы и наоборот. Смысл сообщений исказится.

В корпусе микросхемы 155ЛН5 спрятаны 6 инверторов, 4-м из них применение найдено, осталось подумать, что можно сотворить из оставшихся двух. Как я уже сказал, эту сладкую парочку можно было бы "послать на фронт". Имеются в виду фронты импульсов. Но, учитывая невысокую скорость передачи данных в аппаратной подсистеме MIDI-интерфейса, тратить ресурсы на дальнейшее улучшение формы фронтов импульсов нецелесообразно.

Лучше позаботиться о расширении функциональных возможностей устройства сопряжения и дополнить его выходом MIDI THRU. Это один из стандартных и полезных элементов MIDI-интерфейса. На него ретранслируются MIDI-сообщения, поступившие от внешнего (ведущего) MIDI-устройства (например, клавиатуры). Выход MIDI THRU позволяет передавать MIDI-сообщения от источника не только звуковой карте, но и еще одному ведомому MIDI-устройству, например, внешнему модулю синтеза.

Вот как раз на организацию выхода MIDI THRU мы и потратили еще один инвертор.

Итак.

Наша схема (см. рис. 1):

  • Работает надежно, обеспечивая стандартные параметры MIDI-интерфейса (например, малую вероятность ошибки, максимальную длину кабеля)
  • Защищает звуковую карту от последствий ошибочной коммутации MIDI-кабеля
  • Не может служить причиной выхода из строя звуковой карты
  • Позволяет подключать еще одно MIDI-устройство

Схема оппонента (см. рис. 2):

  • Работает только с коротким MIDI-кабелем и ненадежно
  • Не защищает звуковую карту от последствий ошибочной коммутации MIDI-кабеля
  • Может являться причиной выхода из строя звуковой карты
  • Не позволяет подключать другие MIDI-устройства и создавать цепочки из них

Думайте сами, решайте сами, экономить или нет на одной копеечной интегральной микросхеме.