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:
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.
- 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.
- 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!