Odličan analogni sintetizator/organ koji koristi samo diskretne komponente: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Analogni sintisajzeri su jako kul, ali ih je i prilično teško napraviti.

Zato sam želio učiniti jedan što jednostavnijim, tako da njegovo funkcioniranje može biti lako razumljivo.

Da bi radio, potrebno vam je nekoliko osnovnih podkruga: Jednostavan oscilator sa otpornikom koji se može odabrati oscilirajuća frekvencija, neki ključevi i osnovno kolo pojačala.

Ako umjesto tipki za tipke koristite neke provodljive jastučiće, mogli biste svoju verziju učiniti vrlo cool

Stylophone!

U ovom uputstvu naučit ćemo kako to napraviti i naučit ćemo kako to funkcionira.

Instrukcija je namijenjena početnicima i entuzijastima elektronike srednjeg nivoa.

Korak 1: Potrebni alati

Trebat će vam lemilica i neke ploče za izradu prototipa ili ih možete sastaviti na matičnoj ploči.

Ako ste malo napredniji, pružit ću datoteke za urezivanje vaše vlastite PCB -a.

Korak 2: Počnite s oscilatorom

Srce sintisajzera je kolo stabilnog multivibratora napravljeno sa operativnim pojačalom. Na internetu ćete pronaći vrlo dugačke i detaljne izvode o njegovom radu, ali pokušat ću objasniti njegov rad na jednostavniji način.

Oscilator se sastoji od nekoliko otpornika i jednog kondenzatora.

Usporedni krug op-pojačala konfiguriran je kao Schmittov okidač koji koristi pozitivne povratne informacije koje pružaju otpornici R1 i R2 za generiranje histereze. Ova otporna mreža povezana je između izlaza pojačala i neinvertirajućeg (+) ulaza. Kada je Vo (izlazni napon) zasićen na pozitivnoj opskrbnoj tračnici, pozitivni napon se primjenjuje na neinvertirajući ulaz op-pojačala. Slično, kada je Vo zasićen na negativnu opskrbnu tračnicu, negativni napon se primjenjuje na neinvertirajući ulaz op-pojačala.

Ovaj napon se polako puni i prazni kondenzator na (-) ulazu kroz Rf otpornik. Recimo da počnemo s izlazom op-pojačala pri pozitivnom naponu zasićenja (+Vsat). Kondenzator se puni i njegov napon (Vc) polako raste. U međuvremenu R1 i R2 tvore razdjelnik napona sa svojim izlaznim naponom (Vdiv) pri stabilnoj vrijednosti negdje između izlaznog napona zasićenja (+Vsat) i 0V. Kada napon kondenzatora pređe napon razdjelnika napona R1 i R2, op-amp pretvara svoje stanje u negativni napon zasićenja (-Vsat). Zatim se kondenzator prazni kroz Rf otpornik sve dok njegov napon (Vc) ne bude manji od napona razdjelnika R1 i R2 (Vdiv). Zatim ponovo okreće svoje stanje u početno stanje (+Vsat). I tako dalje i tako dalje.

Ovo ustvari proizvodi izlazni napon oscilatora kvadratnog vala, a ako je odgovarajuće frekvencije, proizvodi zvučni ton.

Korak 3: Izračunavanje frekvencija

Frekvencija oscilatora može se izračunati pomoću jednadžbe na gornjoj slici.

Ovaj sintetizator možete podesiti šta god želite.

Htio sam ga uštimati u C -duru - sve bijele tipke na klaviru. Na ovaj način nema "pogrešnih" tonova i lako je svirati za djecu.

Pa sam potražio na internetu listu frekvencija za određene tonove i odlučio sam to podesiti sa C4 na C5 notu.

Napravio sam proračune potrebnog otpornika. Učinio sam to lijepo i izračunao s Matlabom (oktava).

Za razdjelnike otpornika R1 i R2 odabrao sam otpornike od 22 k ohma, za kondenzator 100nF kapu.

Evo koda ako niste lijeni da to učinite ručno pomoću kalkulatora. Ili možete jednostavno koristiti okrenutu jednadžbu za ručno izračunavanje otpornika.

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]; %lista frekvencija

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

Evo rezultata:

C4 = 17395 ohma

D4 = 15498 ohma

E4 = 13806 ohma

F4 = 13032 ohma

G4 = 11610 ohma

A4 = 10343 ohma

B4 = 9215 ohma

C5 = 8697 ohma

Naravno, morao sam zaokružiti vrijednosti na najbliže vrijednosti otpornika. Koristio sam standardnu seriju otpornika E12 koja se najčešće nalazi u kutiji za hobi dijelove. Budući da je serija otpornika E12 prilično gruba, koristio sam 2 otpornika u nizu za svaku vrijednost kako bih se približio željenom otporu, a sintetizator će na ovaj način biti više usklađen.

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

E4 = 8,2 k + 5,6 k ohma

F4 = 12k + 1k ohm

G4 = 4,7 k + 6,8 k ohma

A4 = 10k + 330 ohma

B4 = 8,2k + 1k ohm

C5 = 8,2k + 470 ohma

Korak 4: Shema gotovog oscilatora

Evo sheme za dio oscilatora.

Pomoću pojedinačnih tipki odabirete željeni otpor i proizvodi se željeni ton.

Ova shema objašnjava zašto se pri visokim pritiscima odjednom čuju visoki tonovi. Pritiskom na više tipki odjednom, paralelno povezujete više grana otpornika i učinkovito ih povezujete paralelno, smanjujući ukupni otpor. Manji otpor proizvodi viši ton.

Korak 5: Pojačalo zvučnika

Pojačalo za zvučnike moglo bi biti još jednostavnije, ali odlučio sam napraviti pravu pozornicu pojačala AB klase.

Stupanj se sastoji od PNP i NPN tranzistora, kondenzatora za spajanje i dva bias otpornika i dioda.

Vrlo osnovno, ali radi dobro.

Pred pozornicu pojačala postavio sam 100k logaritamski (audio) potenciometar za podešavanje glasnoće.

Budući da bi sam potenciometar u krugu de-podesio oscilator (dodatni otpor), udario sam međuspremnik op-amp-a ispred njega što unosi veliki ulazni otpor za krug ispred njega i nisku impedanciju za krugove nakon to.

U osnovi, tampon je pojačalo s pojačanjem od 1.

Opamp koji koristim je TL072 koji ima dva kola pojačala, tako da je to sve što nam treba.

Korak 6: Pomoćne stvari

Na lijevoj strani slike nalaze se zaglavlja ulaznih konektora na koje priključujete izvor napajanja.

Nakon njih slijede dvije diode koje štite krug od slučajnog spajanja napajanja pogrešnog polariteta.

Dodao sam i dvije LED diode za indikaciju prisutnosti svakog dalekovoda.

Korak 7: Potpuna shema

Evo dovršene sheme.

Korak 8: Napajanje

Krug zahtijeva simetrično napajanje.

Trebate +12V i -12V (9V bi također radilo).

Koristio sam neko staro napajanje iz pokvarenog inkjet štampača, jer je imao +12V i -12V šine (pogledajte fotografije)

Ali također možete napraviti simetrično napajanje +-12V od jednog 24V koristeći gornju shemu.

Ali samo ne zaboravite montirati hladnjak na regulator 7812.

Ili možete serijski spojiti dva izolirana izvora napajanja od 12 V.

Korak 9: PCB

Ako volite urezivati vlastite PCB -ove, datoteku za ispis možete pronaći ovdje. Koristio sam tastere 10x10mm za ključeve.

Mnogi ljudi su htjeli znati gdje pronaći dugmad sa lijepom velikom kapicom. Ovdje sam uspio pronaći slične tipke koje možete koristiti za tastaturu:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

Također bi trebali stati na ploču!

Ovo je affiliate link - plaćate istu cijenu kao i bez veze, ali ja dobivam malu proviziju pa mogu kupiti više komponenti za nadolazeće projekte:)

Za birač kondenzatora lemio sam zaglavlje tako da mogu brzo promijeniti kondenzatore.

S druge strane, krug je dovoljno jednostavan da ga možete sastaviti na matičnoj ploči ili prototipskoj ploči za lemljenje. Bilo bi još lakše petljati i mijenjati komponente za različite efekte.

Za zvučnik sam reciklirao stari interni zvučnik za računar, napravio sam jednostavno kućište sa 3D štampom.

Korak 10: Gotovo

Sada je vaš sintetizator gotov i trebali biste svirati neke odlične melodije s njim!

Nadam se da vam se svidjelo uputstvo. Slobodno pogledajte moje ostale upute i video zapise na YouTubeu!

Možete me pratiti na Facebooku i Instagramu

www.instagram.com/jt_makes_it

za spojlere na onome na čemu trenutno radim, iza scene i drugim dodacima!