Nuta muzyczna jest definiowana przez jej częstotliwość, amplitudę i barwę. Dawno temu Pitagoras ustalił, mierząc długość wibrujących strun, że istnieje prosty stosunek między częstotliwościami różnych dźwięków muzycznych.
Na przykład nuta A (LA w krajach niemieckojęzycznych), szczególnie w trzeciej oktawie, wibruje dokładnie z częstotliwością 440 Hz, do tego stopnia, że służy jako odniesienie dla kamertonów lub… dla tonu słyszalne, gdy podnosisz słuchawkę telefonu.
Zakres częstotliwości słyszalnych dla człowieka jest zmienny i zależy od czynników fizjologicznych; fortepian może rezonować z 88 klawiszami w zakresie od około 27 Hz do 4000 Hz.
Amplituda nuty odpowiada niejako jej głośności, czyli natężeniu dźwięku odbieranemu przez słuchacza. Czasami włoskie terminy, takie jak „forte”, „pianissimo” itp., Są używane do dalszego określenia dynamiki w partyturach muzycznych.
Podobnie, nawet gdyby różne instrumenty miały zagrać dokładnie tę samą nutę, łatwo zrozumieć, że barwa emitowanego dźwięku jest zupełnie inna między fletem a fortepianem, skrzypcami a rogiem myśliwskim.
Nie twierdzimy, że oferujemy środki do konkurowania ze wspaniałymi instrumentami elektronicznymi dostępnymi na rynku.
Wydaje się jednak, że zainteresowani amatorzy mogą zbudować mały generator nut, który doskonale imituje charakterystyczny „szarpany” dźwięk struny, np. gitary, a nawet uderzanej struny pianina.
Wyjątkowość tych nut polega na ich połączeniu ostrego ataku i stopniowego zanikania: nazywamy to tłumioną oscylacją, podobną do szarpania struny i wibrowania aż do całkowitego zatrzymania.
Nie chcąc wdrażać urządzenia modulującego, takiego jak te, które można znaleźć w instrumentach elektronicznych (VCA), zadowolimy się wytwarzaniem regulowanej fali sinusoidalnej, która stopniowo zanika.
Taki sygnał może być również wykorzystany do symulacji różnych instrumentów perkusyjnych (DRUMS) występujących np. w ustandaryzowanej nomenklaturze MIDI syntezatorów: perkusji, werbli, beczek itp. Oczywiście pod warunkiem odpowiedniego wzmocnienia i podstawowego generatora dla każdego instrumentu, który ma być naśladowany, są dostępne.
Podstawowy schemat obwodu można łatwo dostosować za pomocą kilku ostrożnych poprawek. Każdy generator może być uruchamiany przyciskiem lub, jeszcze lepiej, normalnie zamkniętym stykiem aktywowanym drążkiem!
Opis obwodu
Proponowany schemat obwodu pokazano na poniższym rysunku.
Sercem układu jest klasyczny oscylator typu double-T, nazwany tak ze względu na charakterystyczne ułożenie niektórych elementów.
Pierwsza górna gałąź T jest utworzona przez elementy P1 + R3, R4 + P2 i C4. Druga gałąź składa się z C5, C6 i R5 + P3.
Oscylacja występuje, gdy P1 + R3 równa się P2 + R4 i dla określonej pozycji regulowanego P3.
Powstały przebieg będzie falą sinusoidalną o znacznej amplitudzie i częstotliwości podstawowej określonej przez kondensatory w gałęziach podwójnego T.
Zależność wyrażającą tę częstotliwość można przybliżyć następująco: f w hercach = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
Wyjście oscylatora jest kierowane przez kondensator C7 do tranzystora T1, który utrzymuje ciągłą oscylację poprzez wprowadzoną inwersję i sprzężenie zwrotne między kolektorem T1 a drugim końcem podwójnego T.
Sztuką jest wyregulować stopień oscylatora tak, aby nie oscylował spontanicznie, ale raczej w wyniku pojedynczego dodatniego impulsu uzyskanego na naszym schemacie z prostego monostabilnego przerzutnika.
Proponowany klasyczny obwód wykorzystuje dwie bramki NOR i dostarcza bardzo krótki dodatni sygnał na narastającym zboczu wejścia, który jest również unikalny i wolny od niepożądanych odbić.
Dioda D1 przykłada ten impuls do jednej gałęzi oscylatora podwójnego T, wyzwalając tłumioną oscylację, którą należy wyregulować przed użyciem.
Czas trwania i częstotliwość sygnału są zmienne i to jest właśnie główna zaleta układu - może generować szeroką gamę różnych dźwięków: niskie, wysokie, długie lub krótkie, podobnie jak instrument strunowy.
Dostosowanie tego etapu jest kluczowe i wymaga dużo cierpliwości. Użyteczny sygnał zmienny jest dość skromny i można go usłyszeć dopiero po wzmocnieniu.
Poniższy rysunek przedstawia prosty stopień wzmacniacza, który wykorzystuje mały układ scalony w 8-pinowej obudowie DIL, który może dostarczyć maksymalną moc 2 W przy napięciu 12 V.
Podsumowaliśmy podstawowe cechy tego ekonomicznego wzmacniacza audio w małym pudełku technicznym.
Regulowany P4 służy jako potencjometr głośności, natomiast kondensator C11 określa pasmo przenoszenia, ograniczone tutaj do częstotliwości poniżej 7 kHz. Stałe wzmocnienie naszego wzmacniacza klasy B zależy od powiązanych elementów R11 i C10.
Wzmocniony sygnał jest kierowany przez kondensator C13 do głośnika w celu wyjścia. Chociaż to prymitywne rozwiązanie pozwala docenić wytwarzany dźwięk, nie może konkurować z mocą systemu Hi-Fi o spektakularne rezultaty.
Budowa
Płytka drukowana (PCB) dla tego obwodu generatora efektów dźwiękowych gitary fortepianowej ma skromne wymiary i zostanie odtworzona przy użyciu wybranej metody, jak pokazano na poniższym rysunku, w skali 1, jak zwykle.
Po wytrawieniu elementy zostaną zamontowane zgodnie z układem pokazanym na poniższym rysunku, z dwoma poziomymi paskami, o których nie należy zapominać. Dodatkowo zalecamy zastosowanie gniazda pod układy scalone.
