Sadece Ayrık Bileşenler Kullanan Harika Analog Sentezleyici/Organ: 10 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Analog sentezleyiciler çok havalı ama aynı zamanda yapmak oldukça zor.

Bu yüzden olabildiğince basit hale getirmek istedim, böylece işleyişi kolayca anlaşılabilir olabilir.

Çalışması için birkaç temel alt devreye ihtiyacınız var: Direnç seçilebilir salınım frekansına, bazı tuşlara ve temel bir amplifikatör devresine sahip basit bir osilatör.

Tuşlar için basmalı düğmeler yerine bazı iletken pedler kullanırsanız, kendi sürümünüzü çok havalı hale getirebilirsiniz.

Stilofon!

Bu talimatta nasıl yapılacağını öğreneceğiz ve nasıl çalıştığını öğreneceğiz.

Eğitilebilirlik, yeni başlayanlar ve orta seviye elektronik meraklıları içindir.

1. Adım: Gerekli Araçlar

Bir havyaya ve bazı prototip tahtalarına ihtiyacınız olacak veya bunları devre tahtasına monte edebilirsiniz.

Biraz daha gelişmişseniz, kendi PCB'nizi aşındırmak için dosyalar sağlayacağım.

Adım 2: Bir Osilatörle Başlamak

Sentezleyicinin kalbi, işlemsel bir yükseltici ile yapılan Kararsız Multivibratör devresidir. İnternette işleyişinin çok uzun ve ayrıntılı türevlerini bulacaksınız, ancak çalışmasını daha basit bir şekilde açıklamaya çalışacağım.

Osilatör, birkaç direnç ve bir kapasitörden oluşur.

Op-amp karşılaştırıcı devresi, histerezis oluşturmak için R1 ve R2 dirençleri tarafından sağlanan pozitif geri beslemeyi kullanan bir Schmitt tetikleyicisi olarak yapılandırılmıştır. Bu dirençli ağ, amplifikatör çıkışı ile ters çevirmeyen (+) giriş arasına bağlanır. Vo (çıkış voltajı) pozitif besleme rayında doyurulduğunda, op-amp'lerin ters çevirmeyen girişine pozitif bir voltaj uygulanır. Benzer şekilde, Vo negatif besleme rayına doyduğunda, op-amp'lerin ters çevirmeyen girişine negatif bir voltaj uygulanır.

Bu voltaj (-) girişindeki kapasitörü Rf direnci üzerinden yavaşça şarj eder ve boşaltır. Pozitif doyma geriliminde (+Vsat) op-amp çıkışıyla başladığımızı varsayalım. Kondansatör şarj oluyor ve voltajı (Vc) yavaş yavaş yükseliyor. Bu arada R1 ve R2, çıkış doyma gerilimi (+Vsat) ile 0V arasında bir yerde sabit bir değerde gerilim çıkışı (Vdiv) ile bir gerilim bölücü oluşturur. Kondansatör voltajı, R1 ve R2 voltaj bölücünün voltajını aştığında, op-amp, durumunu negatif doyma voltajına (-Vsat) çevirir. Daha sonra kapasitör, voltajı (Vc) R1 ve R2 bölücülerin voltajından (Vdiv) daha düşük olana kadar Rf direnci üzerinden deşarj edilir. Ardından durumunu tekrar başlangıç durumuna (+Vsat) çevirir. Ve devamı.

Bu aslında osilatörün kare dalga gerilim çıkış gerilimini üretir ve eğer doğru frekansta ise sesli bir ton üretir.

Adım 3: Frekansların Hesaplanması

Osilatör frekansı yukarıdaki resimdeki denklem ile hesaplanabilir.

Bu synth'i istediğiniz gibi ayarlayabilirsiniz.

Onu C majör gamında akort etmek istedim - piyanodaki tüm beyaz tuşlar. Bu şekilde "yanlış" tonlar olmaz ve çocuklar için oynaması kolaydır.

Bu yüzden belirli tonlar için çevrimiçi frekans listesi aradım ve şeyi C4'ten C5 notasına ayarlamaya karar verdim.

Gerekli direnç için hesaplamaları yaptım. Fantezi yaptım ve Matlab (Octave) ile hesapladım.

R1 ve R2 direnç bölücü için 22k ohm direnç seçtim, kapasitör için 100nF kapak seçtim.

Hesap makinesiyle elle yapamayacak kadar tembelseniz, işte kod. Veya manuel direnç hesaplaması için ters çevrilmiş denklemi kullanabilirsiniz.

R1=220e3;R2=220e3;

lambda=R1/(R1+R2);

C=100e-9;

f=[261.63 293.66 329.63 349.23 392 440 493.88 523.25]; % frekans listesi

R=1./(f.*2.*C.*log((1+lambda)/(1-lambda)))

Sonuçlar burada:

C4 = 17395 ohm

D4 = 15498 ohm

E4 =13806 ohm

F4 = 13032 ohm

G4 = 11610 ohm

A4 = 10343 ohm

B4 = 9215 ohm

C5 = 8697 ohm

Tabii ki değerleri en yakın direnç değerlerine yuvarlamam gerekiyordu. Hobi parçaları kutusunda en sık bulunan standart E12 direnç serisini kullandım. E12 direnç serisi oldukça kaba olduğu için istenilen dirence yaklaşmak için her değer için seri olarak 2 direnç kullandım ve synth bu şekilde daha uyumlu olacak.

C4 = 2.2k + 15k ohm D4 = 15k + 470 ohm

E4 =8.2k + 5.6k ohm

F4 = 12k + 1k ohm

G4 = 4.7k + 6.8k ohm

A4 = 10k + 330 ohm

B4 = 8.2k + 1k ohm

C5 = 8.2k + 470 ohm

Adım 4: Tamamlanmış Osilatör Şeması

İşte osilatör kısmı için şematik.

Bireysel tuşlar ile istediğiniz direnci seçersiniz ve istenilen ton üretilir.

Bu şema, aynı anda birden fazla tuşa bastığınızda neden yüksek perdeli sesler aldığınızı açıklar. Aynı anda birden fazla tuşa basarak, dirençlerin daha fazla dalını paralel olarak bağlar ve bunları paralel olarak etkin bir şekilde bağlayarak toplam direnci azaltırsınız. Daha düşük direnç, daha yüksek perdeli ton üretir.

Adım 5: Hoparlör Amplifikatörü

Hoparlör amplifikatörü daha da basit yapılabilirdi, ancak gerçek bir AB sınıfı amplifikatör aşaması yapmaya karar verdim.

Aşama, PNP ve NPN transistörleri, kuplaj kapasitörleri ve iki öngerilim direnci ve diyottan oluşur.

Çok basit ama iyi çalışıyor.

Amplifikatör aşamasının önüne ses seviyesini ayarlamak için 100k logaritmik (ses) potansiyometre koydum.

Devredeki potansiyometre kendi başına osilatörü bozacağından (ek direnç), önüne bir op-amp tamponu yapıştırdım, bu da önündeki devre için yüksek giriş direnci ve sonraki devreler için düşük empedans sağlar. o.

Temel olarak bir tampon, kazancı 1 olan bir amplifikatördür.

Kullandığım opamp, içinde iki amplifikatör devresi bulunan TL072, yani ihtiyacımız olan tek şey bu.

Adım 6: Yardımcı Malzemeler

Resmin sol tarafında, güç kaynağını bağladığınız giriş konektörü başlıkları vardır.

Bunları, yanlış polarite güç kaynağının yanlışlıkla bağlanması için devreyi koruyan iki diyot takip eder.

Ayrıca her bir güç hattının varlığını göstermek için iki LED ekledim.

Adım 7: Tam Şematik

İşte bitmiş şema.

Adım 8: Güç Kaynağı

Devre simetrik güç kaynağı gerektirir.

+12V ve -12V (9V da işe yarar) gerekir.

+12V ve -12V rayları olduğu için bozuk bir mürekkep püskürtmeli yazıcıdan bazı eski güç kaynakları kullandım (fotoğraflara bakın)

Ancak yukarıdaki şemayı kullanarak tek bir 24V'luk bir simetrik +-12V güç kaynağı da yapabilirsiniz.

Ancak 7812 regülatörüne bir soğutucu takmayı unutmayın.

Ya da iki adet izole 12V güç kaynağını seri bağlayabilirsiniz.

Adım 9: PCB

Kendi PCB'lerinizi kazımak isterseniz, yazdırmak için dosyayı burada bulabilirsiniz. Tuşlar için 10x10mm buton kullandım.

Birçok kişi, güzel bir büyük kapaklı düğmeleri nerede bulacağını bilmek istedi. Burada klavye için kullanabileceğiniz benzer butonlar bulmayı başardım:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

Ayrıca bir breadboard'a da sığmalıdırlar!

Bu bağlı kuruluş bağlantısıdır - bağlantı olmadan aynı fiyatı ödersiniz, ancak gelecek projeler için daha fazla bileşen satın alabilmem için küçük bir komisyon alıyorum:)

Kondansatör seçici için, kapasitörleri hızlı bir şekilde değiştirebilmek için başlığı lehimledim.

Öte yandan, devre yeterince basittir, böylece onu breadboard veya prototipleme lehim tahtası üzerine monte edebilirsiniz. Farklı efektler için bileşenleri değiştirmek ve değiştirmek daha da kolay olurdu.

Hoparlör için eski bir dahili PC hoparlörünü geri dönüştürdüm, onun için basit bir 3D baskılı muhafaza yaptım.

Adım 10: Tamamlandı

Artık synth'iniz tamamlandı ve onunla harika melodiler çalmalısınız!

Umarım öğreticiyi beğenmişsinizdir. Diğer talimatlarımı ve youtube videolarımı kontrol etmekten çekinmeyin!

Beni Facebook ve Instagram'dan takip edebilirsiniz

www.instagram.com/jt_makes_it

Şu anda üzerinde çalıştığım şey, sahne arkası ve diğer ekstralar hakkında spoiler vermek için!