Cómo estirar las señales digitales de alta frecuencia (por ejemplo, MIDI) en el rango de audio

Dado que los datos MIDI parecen ser una serie de bytes de datos de 8 bits enviados por un UART estándar, puede usar un microcontrolador para recibir los datos a la velocidad MIDI estándar y volver a transmitirlos a una velocidad de transmisión inferior. Esto supone que hay suficientes huecos en los datos que no sobrepasará el búfer de recepción.

Esto probablemente requeriría un microcontrolador con dos UART, ya que los UART que he usado no permiten diferentes velocidades de transmisión y recepción.

Básicamente, usted desea hacer audible un flujo de bits aleatorio de alta frecuencia (solo algunos datos binarios). Si se reproduce literalmente como bits, sin procesamiento adicional, suena como un ruido "blanco" aleatorio.

Para reducir la velocidad, ya sea:

1. extienda su duración, por ejemplo, 1 segundo de bits a 31,250b / s último, digamos 3 segundos, o
2. tirar algunos de los datos de distancia. Decir 2 de cada 3 bits lo conseguirá en un rango audible

Para una manera simple, pero interesante, para deshacerte de los bits, puedes utilizar una técnica utilizada en algunos "dispositivos de escucha de murciélagos". Utilizan un registro de desplazamiento, inicializado con un solo '1' y el resto es '0'.

La salida de los registros de desplazamiento se realimenta a la entrada, y la salida controlará el audio. El reloj para el registro de desplazamiento es la señal. Por lo tanto, una secuencia de '1' en la señal se combinará en 1/2 reloj, y una secuencia de '0' se combinará en 1/2 reloj.

Por lo que tiende a preservar los cambios. Al elegir cuidadosamente la longitud del registro de desplazamiento, puede dividir por una cantidad adecuada.

Para extender la duración, de modo que todos los bits se reproduzcan finalmente, se requerirá memoria. Esto podría deberse a que los datos MIDI se pueden leer y volver a leer, por ejemplo. desde un dispositivo de almacenamiento.

De lo contrario, la 'línea de demora' necesita suficiente almacenamiento para almacenar los datos. Cinco minutos a 31250b / s (casi 4kB / s) = 1,144kB, es decir, más de 1MB.

Sería sencillo hacer algo así con cualquier dispositivo con suficiente RAM, como un R-Pi o un BeagleBone negro. Se podría hacer utilizando una MCU, como un Arduino, con la adición de algún almacenamiento externo. No use la memoria Flash para el almacenamiento a menos que solo planee usar esto rara vez, o el almacenamiento externo es mucho más grande que una "pista", porque la memoria Flash se desgastará con el tiempo.

¿Qué tal algo así como un flip-flop 4027 JK configurado para alternar su salida (J & K elevado)? Esto haría efectivo reducir la frecuencia máxima posible a la mitad. El resultado usando tu ejemplo sería: 00101110100001 > > flip-flop > > 00110000111110 No es el mismo flujo de bits por cualquier tramo de la imaginación, pero sospecho que realmente no está buscando precisión aquí ...