Тональный генератор для эми

Многоголосый электромузыкальный инструмент (ЭМИ).

К-12. МНОГОГОЛОСЫЙ ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ (ЭМИ)

Музыкальная шкала На этом рисунке показана клавиатура рояля и частоты, соответствующие той или иной клавише Чтобы исполнитель мог брать на ЭМИ любые звукосочетания, любые аккорды, н^жно, чтобы каждая клавиша включала отдельный независимый источник электрического сигнала, имеющий частоту согласно К-12, 1

Б л о к-с х е м а ЭМИ Делать отдельные генераторы для каждой ноты, для всех частот музыкальной шкалы нецелесообразно, хотя бы потому, что каждый такой генератор придется отдельно подстраивать Блок-схема многоголосого ЭМИ, как правило, строится так в нем есть 12 генераторов самой высокой октавы (в нашем примере от«дол3» — 1047 Гц до «сиА3»-1975 Гц), аза генератором следует цепочка делителей частоты «на два» Каждый из делителей уменьшает подведенную к нему частоту в два раза и таким образом сдвигает частоту ровно на октаву вниз Если правильно настроены сами генераторы, то, значит, настроен весь инструмент делитель дела не испортит, он всегда делит частоту на два Двенадцать генераторов одной октавы с цепочками делителей могут перекрыть всю музыкальную шкалу (Т-248)

Схема цепочки «генератор — делитель — делитель » Здесь сам генератор основного тона собран по трехточечной схеме, его частота
определяется параметрами контура L1, С1 Катушку удобнее всего намотать в ферритовом «горшке» (К-4,3) с сердечником, чтобы при настройке легче было подогнать частоту генератора В крайнем случае (это не очень удобно) в качестве L1 можно использовать выходной или согласующий трансформатор от транзисторного приемника и для получения нужной частоты подбирать емкость контура С1 Так, например, с трансформатором от»Селги» (500 + 500 витков провода 0,08, вторая обмотка не используется) для получения частоты 1975 Гц «сиА3» нщна емкость С1 около 0,001 мкФ, а для частоты 1047 Гц «доА3» — около 0,004 мкФ Ну и наконец, генератором может быть мультивибратор, например по схеме К-14,1 Второй каскад Т2-усилитель-формирователь, он приближает форму сигнала к прямоугольным импульсам, которые н^жны для нормальной работы делителей частоты — триггеров Число триггеров, конечно, можно увеличить, расширив тем самым диапазон инструмента при этом передача тепла от прибора к радиатору происходит легко, при малом стендовом сопротивлении» Площадь радиаторов обычно указывают при описании конкретных конструкций (это общая площадь охлаждения, общая тепло излучающая поверхность «с обеих сторон») Крепится прибор к радиатору с помощью отдельного фланца, который придается к прибору Если корпус прибора нужно электрически изолировать от радиатора, то между ними прокладывают очень тонкий лепесток слюды Любители иногда надевают простейшие радиаторы и на маломощные транзисторы или диоды и отбирают от них при этом несколько большую мощность, чем Допускается официально

Источник

Быт — ЭМИ

Краткое описание

Год

Автор

Клавишный многоголосный ЭМИ на транзисторах

Терменвокс на транзисторах

Электронный прибор для настройки клавишных музыкальных инструментов

Принцип действия прибора основан на методе сравнения частот одновременно по фигурам Лиссажу и комбинированному методу круглой развертки Выполнен на транзисторах и ЭЛО 8ЛО-29

Детский электромузыкальный инструмент

Простейший одноголосый ЭМИ на 8-ми транзисторах

Прибор для визуальной настройки пианино

Описан ламповый прибор на трубке 5ЛО38И.

Многоголосный электромузыкальный инструмент

Клавишно-грифовый, собран на транзисторах

Экспонат XXIII радиовыставки. Многоголосый клавишный ЭМИ, выполненный на транзисторах.

(Усовершенствование в №9 1974г стр.48). На 6-ти транзисторах

Расширение исполнительских возможностей электрогитары

Рассматриваются устройства, позволяющие получить эффекты «фас-эффект», «вибрато», «квакушка», «бустер», рассматриваются конструкци педалей.

Прибор для настройки музыкальных инструментов

Устройство преобразования спектра электрогитары

Формирователь сигналов для струнного электромузыкального инструмента

Делитель частоты для многоголосного ЭМИ

Построен на счетчиках и логике серии К155.

Темброобразующие устройства для электрогитары, использующие нелинейные искажения

«Fuss», «органный эффект», компрессия.

Электронный блок музыкальных эффектов

Амплитудные и амплитудно-фазовые вибрато и термоло, ревербератор, «вау», «фаз»-эффекты. На транзисторах.

Задающие генераторы на КТ315 и элементе НЕ, коммутатор на К155КП7, триггер К155ТМ2 и счетчик К155ИЕ5

Клавишный одноголосный трехоктавный. К155ЛА3х3, 14 транзисторов

Генератор прибора для настройки музыкальных инструментов

От кнтроктавы до пятой октавы с поправкой до +_50 центов, что позволяет настраивать по кривым Мейнеля и Рейлсбека. Выполнен на МС серии К155

Делитель частоты многоголосного ЭМИ

Двухканальный ЭМИ с манипулятором

Описана структурная схема многоголосного трехоктавного ЭМИ, принципиальная схема одного из модулей.

Простые манипуляторы для ЭМИ

Блок клавиатуры ЭМИ с гармоническим синтезом тембра

Клавиатурный интерфейс и тональный генератор ЭМС

(Продолжение в №6 1985г стр.52).

Приставка к электромузыкальным инструментам

(Дополнения в ВРЛ №101 стр.86). Описаны приставка, реализующая эффект «дистошн» на К140УД6 и КТ315Б, приставка «Скваер» для разных эффектов на К140УД6х2, 525ПС1, фазовращатель на ОУ, преобразователь спектра на 525ПС1х2, К140УД6х5

(Продолжение в №10 1985г стр.46). Аналоговый на ОУ и транзисторах.

Источник

Тональный генератор для ЭМИ

Многоголосные ЭМИ с одним тональным генератором уже зарекомендовали себя как надёжные и практичные устройства. Однако зачастую их возможности реализуются далеко не полностью из-за особенностей используемых в них генераторов. Как правило, тональный генератор строят на основе высокостабильного кварцевого резонатора или RC-цепей. В этом случае электронное управление частотой либо исключено, либо крайне затруднено [1].

Описанное ниже устройство — тональный генератор, управляемый напряжением. Управляющий сигнал снимают с различных формирователей и органов управления ЭМИ. Это могут быть генераторы частотного вибрато, огибающей (для автоматического изменения строя), регуляторы глиссандо (скольжения строя) с ручным или ножным (педальным) управлением.

К особенностям генератора следует отнести высокую рабочую частоту. Использование цифровой микросхемы позволило реализовать сравнительно простой и дешёвый ГУН с рабочей частотой вплоть до 7,5. 8 МГц (рис. 1). Для большинства цифровых генераторов тона с равномерно-темперированной музыкальной шкалой, состоящих обычно из 12 идентичных счётчиков с различными интервальными коэффициентами пересчёта, необходима тактовая (ведущая) частота в пределах 1. 4 МГц. Поэтому характеристики генератора должны быть такими, чтобы обеспечить необходимую линейность в этих частотных пределах.

Принцип работы генератора основан на формировании регулируемых по длительности импульсов двумя замкнутыми в кольцо одинаковыми формирователями, управляемыми напряжением. Таким образом, спад импульса на выходе одного формирователя вызывает появление фронта следующего импульса на выходе другого и т. д. Работу устройства иллюстрируют временные диаграммы, показанные на рис. 2. До момента t₀ управляющее напряжение равно нулю. Это значит, что в точках А и Б установился сигнал с уровнем логического 0, поскольку вытекающий входной ток элементов DD1.1 и DD1.2 (он не превышает примерно 1,6 мА) замыкается на общий провод через резисторы R1 и R2 и малое выходное сопротивление источника управляющего напряжения. На выходе инверторов DD1.1 и DD1.2 в это время действует уровень 1, поэтому RS-триггер на элементах DD1.3 и DD1.4 установится произвольно в одно из устойчивых состояний. Предположим для определённости, что на прямом (верхнем по схеме) выходе установился сигнал 1, а на инверсном — 0.

При появлении в момент t₀ на управляющем входе некоторого положительного напряжения через резисторы R1 и R2 потечёт ток. При этом в точке А напряжение останется близким к нулю, так как ток через резистор R1 протекает на общий провод через малое сопротивление диода VD1 и выходной цепи элемента DD1.4. В точке Б напряжение будет повышаться, поскольку диод VD2 закрыт высоким уровнем с выхода элемента DD1.3. Ток через резистор R2 будет заряжать конденсатор С2 до 1,1. 1,4 В за время, зависящее от его ёмкости, сопротивления резистора R2 и значения управляющего напряжения. При увеличении U_ynp увеличивается скорость зарядки конденсатора, и он заряжается до того же уровня за меньшее время.

Как только напряжение в точке Б достигнет порога переключения элемента DD1.2, на его выходе установится уровень 0, который переключит RS-триггер. Теперь на прямом выходе будет уровень 0, а на инверсном — 1. Это приведёт к быстрой разрядке конденсатора С2 и уменьшению напряжения, а конденсатор С1 начнёт заряжаться. В результате триггер снова переключится и весь цикл повторится.

Увеличение управляющего напряжения (период времени t₁. t₂, рис. 2) приводит к увеличению зарядного тока конденсаторов и уменьшению периода колебаний. Так происходит управление частотой колебаний генератора. Вытекающий входной ток элементов ТТЛ складывается с током источника управляющего напряжения, что позволяет расширить пределы управляющего сигнала, так как при большом сопротивлении резисторов R1 и R2 генерация может сохраняться даже при U_ynp=0. Однако этому току свойственна температурная нестабильность, что сказывается на стабильности частоты генерации. В какой-то мере повысить температурную стабильность генератора можно путём использования конденсаторов С1 и С2 с положительным ТКЕ, что будет компенсировать увеличение неуправляемого вытекающего входного тока элементов DD1.1 и DD1.2 при изменении температуры.

Период колебаний зависит не только от сопротивления резисторов R1 и R2 и ёмкости конденсаторов С1 и С2, но и от многих других факторов, поэтому точная оценка периода затруднена. Если пренебречь временными задержками сигналов в элементах DD1.1-DD1.4 и принять значение их напряжения логического 0, а также порогового напряжения диодов VD1 и VD2 равными нулю, то работу генератора можно описать выражением: T₀=2t₀=2RC*ln((I_эR+U_упр)/(I_эR+U_упр-U_сп)), полученным на основе решения дифференциального уравнения:

где R и С — номиналы времязадающих цепей; Uc — напряжение на конденсаторе С; Uсп — максимальное (пороговое) значение напряжения Uc; U_ynp — управляющее напряжение; I_э — среднее значение входного вытекающего тока элемента ТТЛ; t₀ — длительность импульса; Т₀ — период колебаний. Расчёты показывают, что первая из указанных формул весьма точно согласуется с экспериментальными данными при Uynp>=Uсп, при этом были выбраны средние значения: I_э=1,4 мА; Uсп = 1,2 В. Кроме того, на основе анализа того же дифференциального уравнения можно прийти к выводу, что

т. е., если I_эR/(I_эR-Uсп)>0, то устройство работоспособно при Uynp≥0; этот вывод подтверждает и экспериментальная проверка устройства. Тем не менее наибольшая стабильность и точность работы ГУН могут быть достигнуты при Uупр ≥ Uсп = 1,2..1,4 В, т. е. в частотных пределах 0,7. 4 МГц.

Практическая схема тонального генератора для полифонического ЭМИ или ЭМС показана на рис. 3. Пределы рабочей частоты (при U_упр ≥ 0,55. 8 В) — 0,3. 4,8 МГц. Нелинейность характеристики управления (на частоте в пределах 0,3. 4 МГц) не превышает 5 %.

На вход 1 подают сигнал с генератора огибающей для автоматического управления скольжением частоты звука. При незначительной глубине модуляции (5. 30 % тона) достигается имитация оттенков звучания бас-гитары, а также других щипковых и ударных инструментов, у которых высота интонирования звуков в момент их извлечения немного отклоняется от нормы (обычно скачком повышается во время атаки звука и далее быстро уменьшается до своего нормального значения).

На вход 2 подают постоянное управляющее напряжение с ручного или педального регулятора глиссандо. Этот вход как раз и служит для подстройки или изменения (транспонирования) тональности в пределах двух октав, а также для скольжения по высоте аккордов или тональных звуков, имитирующих, например, тембр кларнета, тромбона или голоса.

На вход 3 подают от генератора вибрато сигнал синусоидальной, треугольной или пилообразной формы. Переменным резистором R4 регулируют уровень вибрато в пределах 0. +-0,5 тона, а также уровень девиации частоты до +-1 октавы и более при замыкании выключателя SA1. При большой частоте модуляции (5. 11) Гц) и глубине +-0,5. 1,5 октавы тональные звуки теряют свои музыкальные качества и приобретают характер шумового сигнала, напоминающего глухой рокот или шелест лопастей вентилятора. При малой частоте (0,1. 1 Гц) и той же глубине достигается очень красочный и выразительный эффект, подобный «плавающему» звучанию гавайской гитары.

Сигнал с выхода тонального генератора надо подавать на вход цифрового формирователя сигналов равномерно-темперированного музыкального строя.

На операционном усилителе DA1 собран активный сумматор управляющих сигналов. Сигнал с выхода сумматора поступает на вход ГУН, который выполнен на логических элементах DD1.1-DD1.4. Кроме ГУН, устройство содержит образцовый кварцованный генератор, собранный на элементах DD2.1, DD2.2, а также цепь из двух октавных делителей частоты на триггерах микросхемы DD3. тактируемых этим генератором. Генератор и триггеры формируют три образцовых сигнала с частотой 500 кГц, 1 и 2 МГц. Эти три сигнала и сигнал с выхода ГУН поступают на вход электронных ключей, собранных на элементах DD4.1-DD4.4 с открытым коллектором.

Эти коммутаторы, управляемые переключателями SA2-SA5, имеют общую нагрузку — резистор R13. Выходные цепи элементов образуют устройство с логической функцией ИЛИ. Когда один из ключей пропускает на выход свой тактовый сигнал, остальные закрыты низким уровнем с переключателей. Высокий уровень для подачи на R-входы D-триггеров DD3.1 и DD3.2 и на контакты переключателей SA2-SA5 снимают с выхода элемента DD2.4.

Кварцованный генератор с делителями частоты играют вспомогательную роль и служат в основном для оперативной подстройки ГУН или «ведут» инструмент в режиме «Орган», при этом переключатели SA3, SA4, SA5 («4’», «8’», «16’») позволяют смещать строй ЭМИ соответственно от самого низкого регистра на одну и на две октавы вверх. При этом, разумеется, никакой подстройки или изменения высоты звуков быть не может.

К недостаткам генератора следует отнести сравнительно низкую температурную стабильность, которая в данном случае не имеет большого значения [2], и значительную нелинейность управляющей характеристики ГУН на краях диапазона, особенно в области нижних частот рабочего диапазона генератора.

На рис. 4 показана экспериментально снятая зависимость частоты генерации от управляющего напряжения: 1 — для генератора по схеме рис. 1, 2 — рис. 3.

Устройство собрано на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Микросхемы серии К155 можно заменить на аналогичные из серий K130 и К133; К553УД1А — на К553УД1В, К553УД2, К153УД1А, К153УД1В, К153УД2. Вместо Д9Б можно использовать диоды этой серии с любым буквенным индексом, а также Д2В, Д18, Д311, ГД511А. Конденсаторы С4 и С5 лучше выбрать с положительным ТКЕ, например. КТ-П210. КПМ-П120, КПМ-П33, КС- П33, КМ- П33, К10-17-П33, К21У-2-П210, К21У-3-П33. Конденсаторы С7, C10, C11 — К50-6.

Особое внимание следует уделить тщательной экранировке устройства. Выходные проводники нужно свить в шнур с шагом 10..30 мм.

Правильно смонтированный тональный генератор в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после подключения питания. Управляющее напряжение на входе ГУН не должно превышать 8. 8,2 В. На стабильность частоты генератора отрицательно влияют изменения питающего напряжения 5 В, поэтому питать его необходимо от источника с высоким коэффициентом стабилизации.

И. БАСКОВ, д. Полоска Калининской обл.

В. Беспалов. Делитель частоты для многоголосного ЭМИ. — Радио, 1980, № 9.
Л. А. Кузнецов. Основы теории, конструирования, производства и ремонта ЭМИ. — М.: Лёгкая и пищевая промышленность. 1981.

Источник