Download Print this page
second sound ACO160EVK Quick Start Manual

second sound ACO160EVK Quick Start Manual

Audio-to-synth evaluation system

Advertisement

Quick Links

ACO160EVK Audio‐to‐Synth System
Direct audio pitch to DCO
square/sawtooth/sine oscillator output
Low‐latency MIDI out with included
STM32F100C4 uC
1V/octave pitch CV output
Zero‐ripple envelope follower with
eight rate settings
Modulation CV input with +/‐2 octave
range in semitone resolution
Gate output with user‐configurable
threshold
25Hz‐5.2kHz frequency tracking range
Hard sync square wave oscillator from
10Hz‐10kHz generated by uC
Applications 
Real‐time pitch‐to‐MIDI using virtually
any monophonic audio source
Audio‐controlled synthesizers
Pitch‐to‐CV converters
Pitch‐dependent audio processing
Harmonizers
Guitar and other instrument
effects/stompboxes
Description 
The ACO160EVK Audio‐to‐Synth system is an 
evaluation system for the ACO160 audio‐
controlled oscillator, an ultra‐low latency, low‐
power frequency‐tracking oscillator suitable for 
audio‐controlled music synthesizer applications.  
The ACO160 contains a fundamental frequency 
detector based on dual switched‐capacitor peak 
detectors with frequency‐dependent decay 
time for ultra‐wide detection range, ultrasonic 
analog oscillator and frequency tracking engine 
that forces the analog oscillator to run at 8192 
times the frequency of the incoming audio 
signal detected at the input.  This ultrasonic 
analog oscillator is then divided back down to 
Audio‐to‐Synth Evaluation System 
audio range using programmable dividers that 
are controlled by the harmony CV input and 
which cover a +/‐2 octave range with semitone 
precision over the entire range. 
Additionally, the ACO160 features an integrated 
switched‐capacitor envelope follower which 
exhibits zero ripple, even for the lowest 
frequency signals the chip can detect (down to 
25Hz). An integrated gate generation 
comparator has the envelope signal wired to its 
positive input and allows the user to set the 
voltage on the negative input.  This voltage 
functions as the gate threshold and generates a 
rail‐to‐rail gate CV output. 
The ACO160EVK additionally includes a 
balanced preamp with combo XLR + ¼" jack 
input with 0‐50dB gain, adjustable high‐pass 
and low‐pass filters for improved frequency 
detection (if needed) in front of the ACO160 
chip, a VCA controlled either by the built‐in 
envelope follower or by an external source, an 
auxiliary mixer to mix another synth voice after 
the VCA, and a STM32F100C4 micro‐controller 
to convert the frequency, envelope and gate 
information provided by the ACO160 chip into 
MIDI commands to control digital synthesizers. 
The ACO160EVK is meant to assist analog or 
digital synth manufacturers with designing 
products using its unique ACO technology and is 
not intended to serve as a finished consumer 
product. 
Ordering Information 
Part Number 
Package 
ACO160EVK 
PCB 
st
999 SW 1
 Ave. #1617, Miami, FL 33130 
ACO160EVK 
Size 
140mm x 120mm 

Advertisement

loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the ACO160EVK and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Summary of Contents for second sound ACO160EVK

  • Page 1 ACO160EVK  Audio‐to‐Synth Evaluation System  ACO160EVK Audio‐to‐Synth System  audio range using programmable dividers that  Direct audio pitch to DCO are controlled by the harmony CV input and  square/sawtooth/sine oscillator output  which cover a +/‐2 octave range with semitone  Low‐latency MIDI out with included precision over the entire range.  STM32F100C4 uC  1V/octave pitch CV output Additionally, the ACO160 features an integrated   Zero‐ripple envelope follower with switched‐capacitor envelope follower which  eight rate settings exhibits zero ripple, even for the lowest   Modulation CV input with +/‐2 octave frequency signals the chip can detect (down to  range in semitone resolution 25Hz). An integrated gate generation   Gate output with user‐configurable comparator has the envelope signal wired to its  threshold positive input and allows the user to set the   25Hz‐5.2kHz frequency tracking range voltage on the negative input.  This voltage   Hard sync square wave oscillator from functions as the gate threshold and generates a  10Hz‐10kHz generated by uC rail‐to‐rail gate CV output.  Applications ...
  • Page 2     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System  Block Diagram of ACO160EVK Audio‐to‐Synth Evaluation System    ACO160EVK Inputs and Outputs  Name  Direction  Description  PSU Input  Power  9v PSU input with positive sleeve (compatible with included PSU)  Audio In  Input  Audio input from Neutrik XLR‐¼” combo jack  Audio Thru  Input/Output  Unbalanced minijack audio input (LINE IN) and output (LINE OUT) after  0‐50dB gain preamp  Harmony  Input  1v/oct minijack harmony input modulates square/saw/sine frequencies  over +/‐2 octave range on 12‐note equal‐tempered scale  VCA In  Input  External minijack VCA input, if unpatched VCA is controlled by the  envelope follower from the ACO160 chip  Aux In  Input  Minijack auxiliary audio input can be mixed in after the VCA  Mix Out  Output  Minijack output of the auxiliary audio mixer  Main Out  Output  ¼” mono main output (equivalent to the aux mixer out followed by  master volume control ...
  • Page 3     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System    ACO160EVK Controls  Name  Type  Description  Preamp Gain  Knob  Adjusts preamp gain from 0‐50dB.  HPF  Switch  High‐pass filter corner frequency set to 16/80/160Hz.  LPF  Switch  Low‐pass filter corner frequency set to 300/1.2k/5kHz.  Gate  Knob  Tunes gate threshold from 0v to 3.3v.  Threshold  Env Rate  8‐Pos  Adjusts the envelope decay rate to accommodate various instruments.   Select  Rotary  Use fast rate (CCW) with fast‐decaying sources like bass guitar and  Switch  slower rate (CW) for sources with complex harmonic profile like violin.  Wave  Switch  Selects square/saw/sine wave for processing by VCA.  Pitch Freeze  Switch  By default, connects gate out to FTRACK input to enable frequency  tracking.  Can be momentarily held in opposing position to disable  frequency tracking and freeze the current pitch. ...
  • Page 4     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System  Quick Start Guide to your ACO160EVK system  Thank you for choosing to evaluate this ACO160EVK system!  Here are some basic instructions to make  the most out of your ACO160EVK board:  Basic Setup  1) Apply power via the included 9v power supply unit (PSU).  This unit can handle 100‐240VAC at its  input so will work worldwide, possibly with only a adapter for your local electric socket required.  2) Connect any audio input via the Neutrik combo jack (XLR or ¼” balanced or unbalanced).  3) Play your audio source at a comfortable volume and adjust the preamp gain until the highest green  LED lights up on the peaks.  If the gain is too high, the preamp will clip and the fundamental frequency  detection might not work.  Note that the red overload LED does not light up no matter how large the  signal at the preamp out!  4) Adjust the gate threshold so that the gate LED turns on when no audio is being played.  With plucked  string instruments like guitar it may take some tuning to get the gate to differentiate exactly when a  note is being played from the low‐level transients that occur when you mute the strings.  Try to set the  gate high enough so that the LED remains on when those quiet transient events occur.  5) For almost all cases the HPF and LPF can be left in their default, “open” settings (HPF OFF and LPF at  5kHz).  In some extreme cases changing these filtering settings can help, for example if you use a contact  mic with a handheld instrument and want to filter out potential low‐frequency knocks or percussive  effects.  Listening to ACO Analog Outputs  6) Listen to the ACO output via the ¼” main output.  To hear the dry + wet sound, connect a 1/8” patch  cable between the “LINE OUT” and the “AUX IN” minijacks and adjust the AUX MIX knob to get the  desired mix (fully CCW for dry, fully CW for wet).  Adjust the master volume (“OUT LVL”) knob to get the  desired level coming out of the EVK.  7) Select SIN/SAW/SQR waves via the 3‐way switch to hear the different ACO waveforms.  8) Adjust the ENV RATE SELECT rotary switch to optimize the frequency tracking for the audio source  chosen.  NOTE: This should be an 8‐position switch, but in this version of the EVK the assembly house  installed a 4‐position switch by mistake.  I modified the PCB so that every other rate setting is accessible  from the fastest to the second slowest.  Instruments with very fast attack/decay and low power in the  harmonics (like guitar and bass guitar) should work well with fast envelope rate settings (CCW) whereas  instruments with slower attack/decay and strong harmonics (like bowed strings) should work well with  slow envelope rate settings (CW).  Human voice should work well somewhere in the middle.  9) Adjust the “HARM” knob to hear the various pitch shift settings.  Here it is especially useful to mix the  dry and wet signals together so it’s easier to hear what harmony interval is tuned.  Note that the ...
  • Page 5     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System  10) Place the ACO Mode (S1) switch with the upper switch in the right position.  You may have to reset  the microcontroller via the reset pushbutton switch.  Adjust the SYNC FREQ knob to hear the effects of  hard sync with various sync frequencies.  Hard sync on the sine wave is especially juicy!  Place the upper  ACO Mode switch back in the left position to enable MIDI output.  Controlling External Synths Via CV/MIDI  11) Patch the PITCH, GATE and ENV signals out to an analog synth of your choice and enjoy “playing”  that synth with the audio source of your choice!  12) Connect the MIDI output to the digital synth of your choice via a standard MIDI DIN5 cable and enjoy  “playing” that synth with the audio source of your choice.    ACO160EVK Calibration  All functions in your ACO160EVK should be fully calibrated before shipment but here is a description of  the calibration options:  1) DC offset at the ACO balanced input is controlled via the “OFFSET” trimpot.  2) Pitch CV 1v/oct calibration is controlled by the “PITCH CAL” and “PITCH OFFSET” trimpots.  PITCH CAL  is adjusted to tune the SLOPE of PITCH CV out to 1v/oct.  PITCH OFFSET is tuned to set the absolute  PITCH CV output as close to 50Hz = 1v as possible.  Note that the PITCH OFFSET trimpot adjusts the level  into a 3‐bit flash ADC which sets the pitch offset to one of eight discrete steps and can be tuned as  follows if 50Hz = 1v is not desired:  Fully CCW: PITCH CV – 210mV (50Hz = 0.79v, 100Hz = 1.79v)  Next step CW: PITCH CV – 140mV (50Hz = 0.86v, 100Hz = 1.86v)  Next step CW: PITCH CV – 70mV (50Hz = 0.93v, 100Hz = 1.93v)  Next step CW: PITCH CV nominal (50Hz = 1v, 100Hz = 2v)  Next step CW: PITCH CV + 70mV (50Hz = 1.07v, 100Hz = 2.07v)  Next step CW: PITCH CV + 140mV (50Hz = 1.14v, 100Hz = 2.14v)  Next step CW: PITCH CV + 210mV (50Hz = 1.21v, 100Hz = 2.21v)  Fully CW: PITCH CV + 280mV (50Hz = 1.28v, 100Hz = 2.28v)  3) The HARM TUNE trimpot tunes the HARM IN CV input to 1v/oct.  NOTE:  This 1v/oct scale is accurate  only when the HARM knob is tuned to the unison position.  If the HARM knob is tuned differently the  HARM IN CV scaling might differ from 1v/oct slightly.  4) CAL button.  Pressing this button initiates a fast three‐point auto‐calibration procedure to tune the  ACO160 to the appropriate MIDI notes.  Turn off your audio source and turn the preamp and gate  threshold knobs fully CCW to ensure calibration can be executed successfully.  5) Reset button.  If you try to convert an especially challenging audio source to MIDI, it can result in ...
  • Page 6     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System    ACO160EVK Schematic – Page 1    6    999 SW 1  Ave. #1617, Miami, FL 33130 ...
  • Page 7     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System    ACO160EVK Schematic – Page 2    7    999 SW 1  Ave. #1617, Miami, FL 33130 ...
  • Page 8     ACO160EVK      Audio‐to‐Synth Evaluation System    ACO160EVK Schematic – Page 3    8    999 SW 1  Ave. #1617, Miami, FL 33130 ...