En node er defineret ved dens frekvens, amplitude og klang. For længe siden konstaterede Pythagoras, ved at måle længderne af vibrerende strenge, at der eksisterer et simpelt forhold mellem frekvenserne af forskellige musikalske lyde.
For eksempel vibrerer tonen A (LA i tysktalende lande), især i tredje oktav, præcist ved frekvensen 440 Hz, i en sådan grad, at den tjener som reference ved stemmegafler eller... for tonen høres, når du løfter din telefonrør.
Området af hørbare frekvenser for mennesker er variabelt og afhænger af fysiologiske faktorer; et klaver kan give genlyd med sine 88 tangenter fra omkring 27 Hz til 4000 Hz.
Amplituden af en tone svarer på en måde til dens lydstyrke, det vil sige lydintensiteten, som lytteren opfatter. Lejlighedsvis bruges italienske termer som 'forte', 'pianissimo' osv. til yderligere at specificere dynamikken i noder.
På samme måde, selvom forskellige instrumenter skulle spille nøjagtig den samme tone, er det let at forstå, at klangen i den udsendte lyd er ret forskellig mellem en fløjte og et klaver, en violin og et jagthorn.
Vi hævder ikke at tilbyde dig et middel til at konkurrere med de storslåede elektroniske instrumenter, der er tilgængelige på markedet.
Det ser dog ud til at være muligt for interesserede amatører at bygge en lille nodegenerator, der perfekt imiterer den karakteristiske 'plukkede' lyd fra en streng, såsom en guitar, eller endda den anslåede streng på et klaver.
Det unikke ved disse toner ligger i deres kombination af et skarpt angreb og et gradvist henfald: vi omtaler dette som en dæmpet svingning, der ligner en streng, der plukkes og vibrerer, indtil den stopper helt.
Da vi ikke ønsker at implementere en moduleringsenhed som dem, der findes i elektroniske instrumenter (VCA), vil vi nøjes med at producere en justerbar sinusbølge, der gradvist forsvinder.
Et sådant signal kan også bruges til at simulere de forskellige percussion-instrumenter (DRUMS), som f.eks. findes i den standardiserede MIDI-nomenklatur af synthesizere: trommer, snares, tønder osv., forudsat naturligvis at tilstrækkelig forstærkning og en grundlæggende generator for hvert instrument, der skal efterlignes, er tilgængelige.
Det grundlæggende kredsløbsdiagram kan nemt tilpasses med nogle få omhyggelige justeringer. Hver generator kan udløses af en trykknap eller endnu bedre, en normalt lukket kontakt aktiveret af en pind!
Kredsbeskrivelse
Det foreslåede kredsløbsdiagram er vist i følgende figur.
Hjertet i kredsløbet er en klassisk dobbelt-T-oscillator, navngivet sådan på grund af det karakteristiske arrangement af visse komponenter.
Den første øvre gren af T er dannet af elementerne P1 + R3, R4 + P2 og C4. Den anden gren består af C5, C6 og R5 + P3.
Oscillation opstår, når P1 + R3 er lig med P2 + R4, og for en bestemt position af den justerbare P3.
Den resulterende bølgeform vil være en sinusformet bølge med en signifikant amplitude og en basisfrekvens bestemt af kondensatorerne i grenene af dobbelt-T.
Forholdet, der udtrykker denne frekvens, kan tilnærmes som følger: f i hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
Oscillatorens output ledes gennem kondensatoren C7 til transistoren T1, som opretholder kontinuerlig oscillation gennem den indførte inversion og feedbackforbindelsen mellem kollektoren af T1 og den anden ende af dobbelt-T.
Tricket er at justere oscillatortrinnet, så det ikke oscillerer spontant, men snarere gennem en enkelt positiv puls opnået i vores diagram fra en simpel monostabil flip-flop.
Det foreslåede klassiske kredsløb anvender to NOR-gates og leverer et meget kort positivt signal på den stigende kant af inputtet, som også er unikt og fri for uønsket hoppende.
Diode D1 tilfører denne impuls til den ene gren af dobbelt-T-oscillatoren og udløser en dæmpet svingning, som skal justeres før brug.
Signalets varighed og frekvens er variabel, og det er netop den største fordel ved kredsløbet - det kan generere en lang række forskellige lyde: lav, høj, lang eller kort, svarende til et strengeinstrument.
Tilpasningen af denne fase er afgørende og kræver meget tålmodighed. Det nyttige variable signal er ret beskedent og kan kun høres efter forstærkning.
Nedenstående figur viser et simpelt forstærkertrin, der anvender et lille integreret kredsløb i en 8-benet DIL-pakke, der er i stand til at levere en maksimal effekt på 2W under en 12V spænding.
Vi opsummerer de væsentlige egenskaber ved denne økonomiske lydforstærker i en lille teknisk boks.
Den justerbare P4 fungerer som volumepotentiometer, mens kondensator C11 bestemmer båndbredden, her begrænset til frekvenser under 7 kHz. Den konstante forstærkning af vores klasse B forstærker afhænger af de tilhørende komponenter R11 og C10.
Det forstærkede signal ledes gennem kondensator C13 til højttaleren for udgang. Selvom denne rudimentære løsning giver dig mulighed for at værdsætte den producerede lyd, kan den ikke konkurrere med kraften fra et Hi-Fi-system om spektakulære resultater.
Konstruktion
Det trykte kredsløbskort (PCB) til dette klaverguitar-lydeffektgeneratorkredsløb er af beskedne dimensioner og vil blive gengivet ved hjælp af den metode, du vælger, som angivet i figuren nedenfor, i en skala fra 1 som sædvanligt.
Efter ætsning vil komponenterne blive monteret i henhold til layoutet vist på nedenstående figur, med to vandrette stropper, der ikke bør glemmes. Derudover anbefaler vi at bruge en stikkontakt til de integrerede kredsløb.
