datasheet Yamaha sur les 2 circuits intégrés au coeur du DX7

mon idée de départ est bien de décrypter les secrets du DX7 : ça vient de ma passion pour l'électronique et pour la musique et les sons uniques de cette machine.
ensuite à partir de là étudier la faisabilité de reproduire en hard les partie OPERATEURS et ENVELOPPES. C'est la tâche accompli par les 2 circuits dont je recherche les datasheets.
Ce sont ces 2 puces + le convertisseur D/A final qui contiennent le secret du son DX7.
Si ces 2 composants sont reproductibles il est inutile de recrée le reste du DX7 : tout peut être piloté par un soft sur PC (ou Mac !) + clavier maitre sans limitation de possibilité et d'amélioration.
De plus une fois qu'on sais faire 1 operateur on peu en faire 6 ou 8 ou ...n
Comment faire cela : je reprend l'idée de la communauté Linux, un noyau (ici c'est le coeur hard opérateurs + générateur d'enveloppe) et autour des passionnées qui créent du soft libre de préférence.

Je crains que lorsque les derniers DX7 auront trépassés cette technologie tombent dans l'oubli : NI continuera le FM8 que si le marché est rentable sinon exit FM8

Le coeur hard du DX7 une fois decrypter peut aussi être émulé en soft mais c'est une autre approche. Moi j'aime bien le hard car 25 ans aprés les DX7 chantent encore tandis que les logiciels de zic qui tournaient sur les PC MAC et autre micro des années 80 90 sont tous mort et enterrés.

Je suis d'accord que l'on peut reproduire de la FM par soft mais le process est t il vraiment identique au bit prêt à celui en oeuvre dans DX7 ? On ne connais pas vraiment le fonctionnement interne de FM7/8 c'est une émulation.

matériel

j'ai bcp travailler sur electronique analogique  + microcontrolleur en assembleur + je connais toute la logique cablées + un peu sur FPGA qui est de la logique cablée programmable + en ce moment sur radio communication analogique et numérique (tient on retrouve là des oscillo des sinus des harmoniques et des modulations ).

Je suis Ok qu'on peut faire un ocsillateur à F et phase modulables et plusieurs l'on déja fait mais le son est il celui du DX7 ? NI en est pas loin mais jusqu'à quand FM8 chez NI ?

Il est peu probable que je trouve ces datasheets mais j'ai le brevet + le book de Chowing qui a servi à Yamaha
à créer le DX7 il faut que je lise cela en entier aprés je verrai..

100 % ok avec toi Alain : c'est la pérennité qui compte
l'idée de la roue date de 2000 4000 ans ??? voir pub DX7 de 1983

s'il l'alphabet changer tout les 10 ans il n'y aurai pas bcp de choses à lire

le pbl des synthés : ils sont construits d'un grand nombre de composants à courte durée de vie alors q'un violon est de matériaux basic et tjs dispos

C'est évident qu'aujourd'hui la solution la plus simple la plus puissante la plus souple est un soft comme FM8 mais en open source comme ça il y aura tjs sur terre un type pour continuer  quand NI (ou un autre) laisse tomber

Pour faire une sinus avec des circuits logique il y plusieurs techniques utilisé dans les softs d'ailleurs (les maths c'est universel et peux importe la manière d'exprimer un fonction)
- soit par calcul avec des algo qui génére la fonction
- soit par table en mémoire qu'il suffit de relire

Je m"incruste sur le sujet car j'ai étudié en profondeur le brevet de chowning il y a déjà bien longtemps ...

l'intérieur des puces YM212x n'a rien de secret puisque c'est l'implantation des algorithmes de Chowning !, pas besoin de datasheet ! Ce qui est plutôt secret, c'est l'optimisation des algos et des architectures des ces 2 chips , son industrialisation à grande échelle à faible coût et leur process de fabrication VLSI !

Entre le proto unique de Chowning qui tient dans une armoire de la taille d'un frigo et la carte CPU du DX7 produite à des milliers d'exemplaires, il y a un monde !

Sinon, le brevet est parfaitement clair, il décrit une solution technique pour calculer en temps réel un algorithme de modulation de phase (et oui, c'est bien de la pm et non de la fm qui est implanté en matériel car pour faire de la fm, il faudrait intégrer le signal modulant dans le temps : pour calculer une fréquence, il faut compter un certain nombre d'événements pendant un temps, comme un angle qui tourne et ça prend du temps). Et au début des années 80, avec les moyens du bord, c'est chaud de faire ça matériellement en temps réel : sortir un résultat de calcul de l'algo (en 16 bits) toutes les 50µs !.

Le brevet décrit en fait un ASIC avec son CPU discret : un séquenceur pour le PC, un additionneur 16 bits, un multiplieur 16 bits, de la mémoire RAM scratchpad,  de la mémore ROM ou sont stockés les opcodes des étapes du calcul, les tables LUT des index de modulation et amplitudes, une table LUT des valeurs de sinus en 8 bits qui est interpolé en 16 bits par une "astuce" mathématique sur les propriétés trigos. Tout ça pour calculer les formules de modulation de phase avec des +, des X et des sinus !

Et surtout ce qui est merveilleux, c'est l'optimisation des temps de cycles de chaque étape du calcul de la célebre formule de la modulation de phase améliorée par Chowning . C'est là aussi que réside le secret de la synthèse façon Chowning (note : d'après les observations d'un français de l'IRCAM (JC Risset) dont les travaux sont cités dans le brevet) des sons par 2 signaux modulateurs avec leurs amplitudes qui correspondent aux index de modul et qui évoluent dans le temps en fonctions des enveloppes. Un index de modulation (ratio = entier) produit les élements harmoniques et l'autre im (ratio nombres irrationnels) sert à produire les éléments inharmoniques du spectre (le son de la cloche !) . Toute la subtilité est dans le dosage de ces im et de leur évolution dans le temps car ils contribuent à la répartition des bandes spectrales , leur desnité et étalement et également le fait que les bandes spectrales qui ont "traversé" le zéro hertz rebondissent vers les frequ positives avec des amplitudes qui j'ajoutent et se soustraient aux harmonques déjà présentes ... Voila pour les "secrets". Chowing avait prédit et étudié les résultats sonores obtenus en applicant les formules de modulation de fréquence; comme les modulants sont des sinus et donc leurs primitives et dérivées pour passer de fm à pm donnent des résultats semblables (sinus / cosinus)

Les gars de Yamaha ont quand même réussi à implanter 6 opérateurs et 32 algos dans un chip avec toutes les formules qui correspondent à chaque algo (toutes les imbrications des termes modulateurs et porteurs dans les termes arguments des formules de modulation de phase. Je rappelle que c'est bien un angle et les deltas qui sont en paramètre d'entrée dans les formules et qui sont itérés dans les algos !

Sinon, rien de difficile aujourd'hui d'implémenter ça en hard avec toute l'offre DSP sur le marché. Avec quelques notions  sur le traitement du signal et l'algorithmie, plus de "secrets" aujourdh'ui !

j'espère avoir apporté un peu d'éléments à cette discussion passionnante et j'espère que mes souvenirs sont encore "frais"

bonjour Music with-e,

c'est sympa de revenir sur mon post à propos des ICs du DX7. Depuis j'ai aussi décortiqué le brevet de Chowning et j'en ai compris l'essentiel. Electronicien avant tout j'aurai aimé voir en détail le travail de Yamaha...Je suis bien d'accord qu'aujourd'hui on peut le refaire avec un bon µcontrolleur, un DSP ou simplement un PC.

Et pour l'instant il y a le FM8 de Native (ou le FM7) qui est la meilleure renaissance disponible du DX7, bien que le son ne semble pas toujours identique.

Et puis après tant d'années passée sur des softs j'ai la nostalgie du hardware qui présente à mon goût encore quelque avantage par rapport à un logiciel sur PC. Les µcontrolleurs disponible aujourd'hui laissent imaginer ce que l'on pourrais faire si j'avais le temps...