Первоначально необходимо собрать макет генератора и поработать с ним. Если он устраивает радиолюбителя, его можно изготовить в корпусе. Через стабилизированный источник питания напряжением 5 В (рис. 2.1) генератор можно включать прямо в сеть и работать круглосуточно,

9.6. Низкочастотный синтезатор с цифровым управлением

Как было сказано в начале данной главы, некоторые электронные синтезаторы не предназначаются для имитации звуков неэлектронных музыкальных инструментов или животных. Синтезаторы такого рода воспроизводят работу какого-либо другого электронного устройства.

Описываемая в данном разделе схема работает подобно низкочастотному тональному генератору, вырабатывающему 16 различных звуковых сигналов. Достоинства этой схемы заключаются в том, что она позволяет получать 16 различных тональных сигналов при использовании всего одного источника звуковой частоты. Кроме того, в ней используется цифровое управление, сходное в определенной мере с современными цифровыми переключателями каналов, которые применяются в радиоприемниках с частотной модуляцией и радиолюбительской приемной аппаратуре.

Рис. 9.6. Низкочастотный генератор с цифровым управлением.

ИС - таймер типа 555; ИС2 - 4-разрядный двоичный счетчик типа 74191; ИС3 - двойной J - К-триггер типа 7476; ИС4 - УНЧ типа LM386; R1 - потенциометр 2 МОм; R2 - резиетор 15 кОм, 0,25 Вт; Я3 - резистор 1,8 кОм, 0,25 Вт; R4 - резистор 22 кОм, 0,25 Вт; С{ - конденсатор 0,005 мкФ; С2 - конденсатор 0,1 мкФ; С3 - электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; С4 - электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Tp1 - громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

В схеме на рис. 9.6 используются четыре переключателя А, В, Си D. Наличие в каждом из них двух возможных положений позволяет набирать до 16 различных комбинаций «Вкл» и «Выкл», которые определяют вырабатываемую синтезатором частоту тонального сигнала.

В табл. 9.1 приведен полный перечень кодовых комбинаций, в который включены все положения переключателей в 16 возможных сочетаниях, при этом цифре «О» соответствует положение «Вкл», а цифре «1» - положение «Выкл». Например, при нахождении всех переключателей в положении «О» генератор, как видно из таблицы, не вырабатывает никакого сигнала, при установке же переключателя А в положение «1», а остальных переключателей в положение «О» дает сигнал, равный 1/2 основной (входной) частоты, которая выбирается с помощью регулятора диапазона. При установке переключателя В в положение «I», а остальных переключателей в положение «О» выходной звуковой сигнал будет иметь частоту, в четыре раза меньше выбранной регулятором диапазона. При установке переключателей в различные положения, согласно табл. 9.1, генератор будет последовательно вырабатывать звуки с понижающейся частотой. При совместном использовании регулятора диапазона и переключателей можно получить любую частоту звукового диапазона,

9.7. Низкочастотный синтезатор

При изготовлении генератора, вырабатывающего звуковые сигналы с частотой 1 - 10 Гц, возникают две проблемы. Во-первых, современная промышленность не выпускает бытовых низкочастотных усилителей с высоким качеством усиления сигналов столь низких частот. Эту проблему можно решить путем использования специального низкочастотного усилителя. Однако для воспроизведения низкочастотных звуковых колебаний нужны также очень крупные громкоговорители, поскольку для этих целей не годятся громкоговорители диаметром менее 130 мм.

Рис. 9.7. Принципиальная схема низкочастотного синтезатора.

ИС1 - таймер типа 555; ИС2 - 4-разрядный двоичный счетчик типа 74191; ИСз - четыре двухвходовых логических вентиля И-НЕ типа 7400; ИС4 - двойной J - К-триггер типа 7476; ИС5. ИСВ - УНЧ типа LM386; R1 - потенциометр 1 МОм; R2 - резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R3, R8 - Rn - резистор 10 кОм, 0,25 Вт; R4 - R7 - резистор 4,7 кОм, 0,25 Вт; R12 - потенциометр 500 кОм; Гр1 - громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 3 Ом, C1 - конденсатор 0,1 мкФ; С2-электролитическай конденсатор 22 мкФ, 35 В; С3 -электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В.

Во-вторых, обычные генераторы, описанные в разных разделах данной книги, вырабатывают фактически колебания прямоугольной формы, которые на низких частотах воспринимаются на слух как бесконечная последовательность простых щелчков. Так что необходимо изготовить низкочастотный синтезатор, т. е. схему, которая преобразует прямоугольные колебания в синусоидальные.

Такой синтезатор вместе со специальным низкочастотным усилителем показан на рис. 9.7.

Рис. 9.8. Принципиальная схема шумового генератора.

ИС1 - 4-канальный операционный усилитель типа LM3900; ИС2 - УНЧ типа LM386; T1 - маломощный n-р-n-транзистор; R1 - потенциометр 1 МОм; R2 - резистор 2,2 кОм,0,25Вт; R3 - резистор 1 МОм, 0,25 Вт; R4 - резистор 470 кОм, 0,25 Вт; С,, С4 - электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Сг - конденсатор 0,1 мкФ; С3 - электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; Tpi - громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

В целях упрощения схемы придется смириться с некоторыми ее недостатками, которые выражаются в том, что синтезатор становится несколько «капризным» при попытке резко изменить частоту выходного сигнала. Однако при выборе частоты в диапазоне 1 - 10 Гц эти неприятности не имеют существенного значения.

Основной принцип действия схемы состоит в том, чтобы преобразовать прямоугольные колебания на выходе ИС1 в Синусоидальный сигнал с частотой в 16 раз ниже первоначальной. Так, если регулятор чаатоты R1 установить на частоту 16 Гц на выходе микросхемы ИСь то в громкоговорителе будет воспроизводиться тональный сигнал с частотой 1 Гц.

Значительное влияние на работу схемы оказывает емкость конденсатора С2. При слишком большой величине емкости происходит сильное уменьшение громкости в громкоговорителе, а при слишком малой величине емкости будет прослушиваться основная частота микросхемы ИСь

Достаточно качественный сигнал с частотой 1 Гц получается при емкости конденсатора 22 мкФд При увеличении частоты следует уменьшить емкость конденсатора С2 с тем, чтобы сохранить уровень громкости постоянным. Перед окончательной сборкой следует изготовить макет синтезатора и немного с ним поработать,

9.8. Простой шумовой генератор

Обычно специалисты по радиотехнике стараются устранить шумы в схеме. Однако разговор о звуковых генераторах и синтезаторах будет неполным, если не рассказать о схемах, преднамеренно вырабатывающих шумы.

После сборки схемы на рис. 9.8 и подключения источника питания с помощью регулятора R1 следует добиться равномерного шипящего шума, который может оказаться «полезным» для воспроизведения различных звуковых эффектов.

Положение регулятора R1 существенно влияет на работу схемы. При неправильной установке регулятора в громкоговорителе будут воспроизводиться пронзительные звуки, так что после получения равномерного шипящего шума положение регулятора больше менять не следует.

Глава 10

ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

К электромузыкальным инструментам относятся как низкочастотные усилители, так и низкочастотные генераторы, которые были предметом рассмотрения двух предыдущих глав. Введение некоторых из этих устройств в данную главу объясняется только тем, что в отличие от большинства устройств, описанных в других главах, они действительно могут работать как электромузыкальные инструменты.

Чтобы наслаждаться работой с электромузыкальными инструментами, не обязательно быть музыкантом. Можно получить удовольствие независимо от того, умеете ли вы отличить скрипичный ключ от басового или нет.

10.1. Две простые схемы электрооргана