Producir diferentes tipos de tonos usando el temporizador 555

4

Estoy aprendiendo a trabajar con el temporizador 555 (modo astable) y decidí crear un sintetizador simple. El sonido de una onda cuadrada es bastante severo, así que estoy tratando de entender cómo modificarlo para hacer diferentes tipos de tonos. Estoy un poco confundido sobre cómo hacer esto exactamente.

  1. Si tengo el temporizador 555 funcionando en modo astable a una frecuencia de 136Hz y quiero producir una onda sinusoidal a partir de su salida, por lo que tengo entendido, debo "doblar" cada ALTO desde la salida del 555 con una Condensador e inductor, ¿correcto? Puedo encontrar fácilmente un capacitor que coincida con un osciloscopio para doblar la señal ALTA de esta manera:

peronoentiendocómocalcularelvalordelinductor,asíquetambiénpuedo"doblar" el comienzo de la señal ALTA para que parezca una onda sinusoidal. ¿Cómo puedo calcular el valor del inductor?

  1. ¿Hay alguna manera de modificar cada ALTO desde el temporizador 555 de forma 'lineal' para producir una salida / tono similar a este?

¿O esto se logra al combinar diferentes capas de tonos en una sola?

¿Qué términos puedo usar para aprender más sobre la modificación de la onda cuadrada para producir diferentes tipos de tonos? Gracias!

    
pregunta Kristian

1 respuesta

5

Primero, si intentas hacer algo musicalmente interesante con el temporizador 555, lo mejor que puedes hacer es echar un vistazo a Consola Atari Punk .

A las preguntas: un temporizador 555 produce dos formas de onda de fácil acceso: una onda cuadrada y una onda pseudo-triangular. Veamos el circuito de astable:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Ejecutar una simulación transitoria del circuito nos brinda lo siguiente: Cuadrado transitorio y" triángulo ".

La forma de onda pseudo-triangular que se observa aquí proviene del filtrado de la onda cuadrada para producir un tono más "puro", eliminando el contenido de alta frecuencia de la onda cuadrada y acercándolo a una onda sinusoidal. En síntesis musical, esto se conoce como síntesis sustractiva, ya que elimina el contenido de la señal para producir la salida, que aquí se logra mediante el filtro de paso bajo del subcircuito RC. (Tenga en cuenta que esto no puede escucharse directamente sin el almacenamiento en búfer porque el cambio de impedancia arruina el oscilador).

Para llegar a una onda sinusoidal, tendría que tener un filtro de orden superior justo por encima del fundamental de la onda cuadrada para eliminar todos los armónicos. Esto sería un desafío para un sintetizador, ya que los cambios fundamentales y, por lo tanto, el filtro también tendría que cambiar la frecuencia de corte, lo que es un desafío de diseñar.

  1. Una respuesta directa a tu pregunta sobre cómo obtener una onda sinusoidal sería apilar varias etapas RC en serie y eso filtraría la salida lo suficiente como para producir algo cerca de un seno. Es posible que necesite un búfer (por ejemplo, de un amplificador operacional) primero.

simular este circuito

El esquema anterior da el siguiente resultado: ¡Estonoesunaondasinusoidalperfectaperoestámuchomáscercaqueel"triángulo"! El circuito consta de tres etapas de un filtro RC de paso bajo que forma un filtro de tercer orden. Para calcular el corte del filtro RC simplemente use $$ f_ \ mathrm {c} = \ frac {1} {2 \ pi R C} $$ Para un corte de 132 Hz puede usar un condensador 10n con una resistencia de 120k, pero puede ajustar los valores a lo que tiene disponible y a la precisión que lo necesita.

  1. Para crear señales más complejas, se necesitan técnicas de síntesis más sofisticadas. A menudo, estos son más fáciles de implementar en el software, ya que para generar la forma de onda a la que hace referencia, simplemente podría dibujarlo en un sintetizador de tabla de ondas. Crear esa forma de onda exacta en hardware (sin un microcontrolador o similar) sería difícil, pero podría hacerse con un análisis de la respuesta de frecuencia y alguna aproximación usando una técnica de síntesis apropiada (por ejemplo, modulación de amplitud, modulación de frecuencia).

Finalmente, si fuera usted y estuviera intentando construir un sintetizador básico con 555 temporizadores, buscaría combinar osciladores y filtros. Al tomar un solo 555 y controlar el tono (continuamente) y mezclarlo con un segundo oscilador, puedes crear algunos sonidos extraños. Busque cómo hacer un búfer y un amplificador de suma con un amplificador operacional y podrá hacer una gran cantidad de sonidos diferentes.

¡Buena suerte!

    
respondido por el loudnoises

Lea otras preguntas en las etiquetas