Quiero hacer un sintetizador simple como un comienzo para la electrónica de audio. Quiero comenzar con un simple cuadrado, triángulo y seno, en el que el usuario puede variar el tono.
¿Hay un circuito simple para hacer esto? Sé que se puede lograr un cuadrado con un temporizador 555, pero no sé por dónde empezar en el seno y el triángulo.
Debido a que el 555 carga el condensador a 2/3 y descarga a 1/3 de la tensión de alimentación, las partes extremas de la curva logarítmica no aparecen. La forma de onda resultante es una aproximación de una onda triangular.
Debesonarrazonablementecercadeunaondatriangular.Estaseñalsepuedeencontrarenelcapacitorenelpin6.
Unabúsquedadeimágenesenel"convertidor sinusoidal" mostrará algunos circuitos que convierten una onda triangular en una onda sinusoidal aproximada. Sin embargo, hay muchas partes en ellos.
Si quieres hacerlo usando partes analógicas:
Para hacerlo digitalmente, consideraría la síntesis digital directa utilizando un microcontrolador (como se ve aquí ). Puedes comprar IC que implementen esto, por ejemplo. la AD9835 (tabla de distribución disponible, por ejemplo, from Sparkfun ) + un microcontrolador para conducirlo. Luego puede agregar algunas funciones de lujo (por ejemplo, pantalla LCD, control de computadora, etc.), pero eso podría ser una exageración para sus necesidades.
Un microcontrolador razonablemente rápido con un DAC podría hacerlo sin un chip dedicado. Tenga en cuenta que si utiliza un DAC, necesitará un filtro analógico en la salida. En las frecuencias de audio no debería ser muy difícil de hacer, además es probable que necesite / desee amplificar / amortiguar la señal.
Por extraña coincidencia, acabo de trabajar en un circuito con un temporizador 555 para hacer precisamente eso. Necesitaba un diente de sierra lineal de bajo costo, estable, de baja frecuencia, de frecuencia variable y de amplitud constante para poder convertirlo fácilmente en una forma de onda sinusoidal mediante un simple circuito de diodo y resistencia. Durante muchos años siempre he tenía una debilidad por el extremadamente versátil chip 555 Puede ser viejo en el diente (como yo) pero aún es capaz de sorpresas.
En primer lugar, todas las conexiones de la línea de alimentación para el 555 ---- pin 4 y 8 a positivo, pin 1 a negativo o 0 V si hay una sola fuente. (como normal). Consulte la hoja de datos para los pinouts de su amplificador operacional.
El concepto de circuito:
(Habría publicado el diagrama del circuito pero como noobee no estoy permitido)
--->---555--->--(INVERTER)-->INTEGRATOR--->---
! ! /\/\/\
---<----------------<--------------------<----
Si conecta la entrada de un 'integrador de amplificador operacional' estándar (RC, inversión) 'al pin de salida (3) del chip 555, puede producir una rampa lineal ' one off ' ( no es particularmente útil ).
El concepto de este circuito es cambiar el estado de salida del 555 cuando la salida de la rampa de voltaje del integrador alcanza niveles fijos, un máximo y un mínimo.
El 555 tiene entradas de comparador DOS configuradas a 2/3 V (máx.) y 1 / 3V (min) (donde V es la tensión de alimentación). Entonces, al conectar los pines 2 y 6 juntos, podemos establecer los voltajes superior e inferior FIJADO para el voltaje de rampa de salida (en comparación). Desafortunadamente, la salida del 555 (pin 3) está desfasada 180 grados con la señal necesaria. Necesitamos agregar un circuito inversor simple entre la salida del 555 y la entrada del integrador para que funcione como un oscilador.
Por simetría (los tiempos de carga y descarga son iguales si los voltajes de voltaje de entrada por encima y por debajo del voltaje de entrada no inversor (+) del integrador tienen la misma magnitud) la salida del 555 es una onda cuadrada (1: 1).
Hey presto: cuando la salida del integrador ahora está conectada a los pines 2 y 6 en el chip 555, el sistema oscila y produce una onda de diente de sierra lineal de amplitud constante (1 / 3V - 2 / 3V) en la salida pin del integrador . ( el condensador se carga efectivamente mediante una corriente constante (bidireccional) que es proporcional al VOLTAJE DE ENTRADA del integrador )
Esta salida de rampa tiene una impedancia relativamente baja, a diferencia de algunos circuitos que intentan tomar la señal de voltaje a través del capacitor (y alterar la frecuencia). Esto significa que se pueden utilizar valores bastante pequeños de C y valores muy altos de R para producir bajas frecuencias (mejor estabilidad / precisión).
Al usar una resistencia variable (R) en el integrador, podemos cambiar fácilmente la frecuencia de salida, pero las amplitudes superior e inferior de la onda están FIJADAS por los dos comparadores de entrada del 555.
La frecuencia (o período) también podría controlarse mediante el valor del voltaje de salida del inversor (amplificador operacional) ya que el tiempo de carga es inversamente proporcional a V (in). (Recuerde tener en cuenta que el voltaje es relativo al pin de entrada no inversor del integrador).
Si está utilizando una tensión de alimentación única, las entradas no inversoras del amplificador operacional deben estar vinculadas a la mitad de la tensión de alimentación (divisor de potencial simple + condensador), si utiliza una alimentación dividida (por ejemplo, 2 baterías de 9 V), estas entradas debe estar vinculado al punto medio (nominalmente '0V')
Para una tensión de alimentación única (por ejemplo, una batería de 9v), la salida del integrador oscilará entre 3V y 6V con un valor de CC promedio de 4.5 voltios. Para una fuente dividida (9v más 9V), el swing será de -6V a + 6V con un nivel de DC promedio de 0V. (útil si no desea desacoplarse con grandes condensadores a frecuencias muy bajas) Para convertir a una onda sinusoidal (hay muchos circuitos excelentes por ahí), recuerde tener en cuenta el nivel de CC de la salida o utilice un condensador grande para desacoplar la CC.
Finalmente - ¿tienes que usar un 555?
No: puede construir / diseñar su propio circuito comparador alto / bajo utilizando un par de amplificadores operativos (o cualquier otra tecnología adecuada) y configurar los niveles de conmutación según sus propios requisitos. Un paquete quad op amp podría hacer todo ( tal vez lo vea yo mismo para reducir el número de paquetes ). Es un circuito muy simple, funciona, es barato y estoy seguro de que se puede hacer para hacer muchas más cosas, como rampas lineales, circuitos de vibrato, etc., ¡disfrute!
Si no tiene un 555 a su disposición, puede usar un Gatillo Schmitt para generar una onda cuadrada e integrarlo para hacer una onda triangular.
Para hacer una onda sinusoidal con entrada de CC, hay varias técnicas de diseño de amplificador operacional que puede usar. Si eres perezoso, puedes generar una onda sinusoidal entrecortada utilizando un DAC en un microcontrolador.
Un buen libro de referencia si está buscando en el diseño de opamp es: "Diseño con amplificadores operacionales y circuitos integrados analógicos" por Sergio Franco
Puedes comprar la edición internacional del libro a bajo precio.
Puedo recomendarte el chip XR2206 de Exar. Es un chip generador de funciones que puede hacer todo lo que quieras. Tiene muchas funciones a bordo, que puede seleccionar mediante puentes o interruptores.
Aquí hay un circuito con el XR2206 que hace una onda sinusoidal, triangular y cuadrada desde 20Hz a 100kHz. Puedes ajustar la amplitud y la frecuencia. Con circuitos más avanzados, también podría cambiar el ciclo de trabajo, pero no puedo encontrar nada en este momento, consulte la hoja de datos.
He construido un generador de funciones XR2206 a partir de una revista (holandesa, desafortunadamente) y lo he usado con éxito durante algunos años. Ahora estoy trabajando en una interfaz digital para lo mismo. Puede encontrar este blogpost interesante.
Por supuesto, puede usar un convertidor analógico digital (DAC) y programar un pequeño chip para crear las ondas que desee, pero no considero que sea un buen comienzo para la electrónica de audio. Cuando desee comprender la electrónica de audio, es mejor trabajar con electrónica analógica.
Otros ya han mencionado un DDS. Actualmente, estoy trabajando en un proyecto con un AD9834 , que parece ser un buen chip para los mismos objetivos. Sin embargo, lo estoy usando solo para ondas cuadradas, así que no puedo decir nada sobre la calidad de las otras ondas. ¡Pero otros son bastante entusiastas!
También puedes usar un Ready I.C. El icl 8038 o el MAX38 cualquiera que sea la compañía que elija, los genera a partir de 3 salidas separadas.
y salida de CC: el voltaje de entrada de CC depende de la longitud del bucle que se acaba de mencionar, por lo general. La onda sinusoidal obtiene la relación de salida correcta alrededor de 50 Hz, mientras que el triángulo obtiene alrededor de 60 Hz. Para los circuitos EDC de media onda, esta relación varía de acuerdo a qué tan alto y bajo sea su suelo. Por ejemplo, si presiona demasiado bajo, entonces solo se pueden grabar 50 Hz. Al hacerlo, puede construir circuitos que se salgan de control hasta el punto en... Lees verder