|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Zaawansowany metronom muzyczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Muzyk W „Radiu” nr 3 za rok 1996 ukazał się artykuł „Metronom muzyczny”, który spotkał się z szerokim odzewem czytelników. Po pewnym czasie autor udoskonalił swój projekt i dziś przedstawia swoją nową wersję. Metronom, który pozwala nie tylko wybijać rytm dźwiękowymi „kliknięciami”, ale także grać nuty, może stać się pomocnikiem zarówno początkujących, jak i profesjonalnych muzyków. Metronom muzyczny opisany w [1] jest wygodny, ponieważ częstotliwość tempa muzycznego - od Largo do Prestissimo - można łatwo kontrolować i dostosowywać do dowolnego instrumentu muzycznego o stabilnym stroju. Każde tempo w metronomie jest dostosowywane indywidualnie. Gdy pod wpływem temperatury lub napięcia zasilania zmieni się częstotliwość oscylatora głównego, konieczne jest ponowne ustawienie częstotliwości F każdego tempa. Zadanie jest znacznie uproszczone, jeśli na podstawie pojedynczego oscylatora głównego, dzieląc jego częstotliwość F0 przez określony współczynnik zliczeniowy, otrzymamy częstotliwość o dowolnej częstotliwości (podobnie jak to się robi w urządzeniach [2]). Następnie, poprzez prawidłową kompensację dryftu częstotliwości F0, możliwe jest prawidłowe ustawienie częstotliwości nie jednego, ale wszystkich temp muzycznych jednocześnie. Z obliczeń wynika, że najwygodniej jest dostroić oscylator główny do częstotliwości nuty „re” 7. oktawy (wartość teoretyczna F0 = 18794,545 Hz). Następnie dzieląc częstotliwość F0 przez 8, otrzymujemy nutę „re” 4. oktawy, przez 16 – „re” 3. oktawy, przez 32 – „re” 2. oktawy, przez 64 – „re” 1. oktawy. Ostatecznie, jeśli F0 zostanie podzielone przez 8 za pomocą 256-bitowego licznika binarnego, wygenerujemy prostokątne impulsy o częstotliwości 73,4 Hz, co odpowiada nucie „D” dużej oktawy. Następnie będziesz musiał użyć dzielnika częstotliwości, który zapewnia zmienny dwucyfrowy współczynnik zliczania (podział częstotliwości) K2. Na przykład, jeśli ustawisz K2 = 98, to całkowity współczynnik podziału K0 jest łatwy do obliczenia: K0 = K1 K2 = - 256 98 - 25088, gdzie K1 = 256 jest współczynnikiem zliczania pierwszego (wstępnego) licznika. W tym przypadku na wyjściu drugiego dzielnika częstotliwości powstają impulsy o częstotliwości Fact około 0,75 Hz (18794,5 Hz: 25088) i odpowiadającej najwolniejszemu tempu Largo. Gdy K2 = 21, to K0 = 256 21 = 5376, czyli Ffact = = 3,5 Hz - jest to najszybsze tempo Prestissimo. Inne współczynniki otrzymamy przyjmując K2 równe 85, 73, 63, 54 itd. (patrz tabela 1). Z tabeli wynika, że względny błąd w kształtowaniu częstotliwości różnych stawek nie przekracza 2%. W praktyce taki mały błąd jest całkiem do przyjęcia, ponieważ „odległość” częstotliwości między sąsiednimi stawkami wynosi około 15%.
Schemat metronomu zbudowanego zgodnie z tą zasadą pokazano na ryc. 1. Na elementach logicznych DD1.1, DD1.2, rezystorach R1, R2 i kondensatorze C1 montowany jest oscylator główny, który jest dostrojony do częstotliwości nuty „re” siódmej oktawy. W pierwszym dzielniku częstotliwości (liczniki binarne DD7, DD2.1) stopniowo maleje. Na wyjściach liczników tworzona jest nuta „re” odpowiednich oktaw (ryc. 2.2). Impulsy z ostatniego wyjścia (częstotliwość 1 Hz) podawane są na wejście drugiego dzielnika częstotliwości, wykonanego na licznikach DD73,4, DD3 i elementach DD4, DD1.3, DD1.4. Pozostałe sygnały wyjściowe liczników DD5.1 i DD2.1 podawane są na styki przełącznika SA2.2.
Załóżmy, że suwak tego przełącznika jest przesunięty do górnej pozycji zgodnie ze schematem; do podstawy tranzystora wzmacniającego VT1, połączonego zgodnie z obwodem wtórnika emitera z rezystorami obciążenia R5 i R6, dostarczane są impulsy z częstotliwością nuty „re” czwartej oktawy. Gdy jest ustawiony na drugą pozycję od góry - nuty „re” 4. oktawy itp. Jeśli jest ustawiony na najniższą (piątą) pozycję, jest to normalny tryb pracy, w którym podstawa tranzystora VT3 odbiera impulsy z dźwiękotwórczej części metronomu, zbudowanej na elementach DD1 - DD5.2, rezystorach R5.4, R3, R4 i kondensatorach C7, C2. Drugi (przestrajalny) dzielnik częstotliwości wykonany jest według schematu opisanego w [3, Rys.18]. Niezbędny współczynnik konta jest ustawiany za pomocą przełącznika SA1, który ma 11 pozycji (w zależności od liczby temp muzycznych). Np. jeśli silnik jest ustawiony w najniższej pozycji, to wejście 2 elementu DD5.1 jest podłączone do wyjścia 2 (pin 4) licznika DD4, który ustawia liczbę „20”; jednocześnie wejście 1 elementu DD5.1 jest połączone z wyjściem 1 licznika DD3 (pin 2), który ustawia liczbę „1”. Zatem całkowity współczynnik punktacji wynosi 21, co odpowiada tempu Prestissimo. Jeśli przełącznik silnika SA1 zostanie przesunięty do najwyższej pozycji, wejścia elementu DD5.1 zostaną podłączone do wyjść 9 DD4 (pin 11) i 8 DD3 (pin 9), czyli podane zostaną liczby „90” i „8”, realizując współczynnik zliczania K2 = 98 (szybkość Largo). Poprawność ustawienia innych współczynników podziału częstotliwości K2 można łatwo zobaczyć na rys. 1 iw tabeli. 1. Ważne jest, aby dla dowolnego współczynnika K2 na wyjściu elementu DD1.4 powstał krótki impuls o czasie trwania 6,8 ms. Przy częstotliwości 3,5 Hz (tempo Prestissimo) okres powtarzania impulsu wynosi 286 ms, przy wolnym tempie Largo (0,75 Hz) - 1333 ms. Gdy tylko wspomniany impuls ponownie się skończy, okazuje się, że rozładowany wcześniej kondensator C2 jest połączony swoją lewą (zgodnie ze schematem) płytką z obudową. Poziom napięcia na wejściach elementu DD5.2 stanie się niski, a na jego wyjściu - wysoki, umożliwiając działanie generatora dźwięku na elementach DD5.3 i DD5.4. Po pewnym czasie, w zależności od rezystancji rezystora zmiennego R4, kondensator C2 zostanie naładowany (poprzez rezystory R3 i R4) tak bardzo, że wysoki poziom na wyjściu elementu DD5.2 zmieni się ponownie na niski, więc generator dźwięku zatrzyma się. Innymi słowy, generator dźwięku działa tutaj przez krótki czas, zaraz po zakończeniu impulsu 6,8 ms. Gdy impuls pojawi się ponownie, kondensator C2 ponownie szybko się rozładowuje. Rozładowanie odbywa się przez wewnętrzne diody elementu DD5.2: ich katoda jest podłączona do zasilania mikroukładu, a anoda jest podłączona do odpowiedniego wejścia elementu. Aby uzyskać więcej informacji, patrz [4, ryc. 6]). Jak ustawić czas trwania impulsu dźwiękowego, aby uzyskać „klik”, a nie wyraźnie rozpoznawalny ton, szczegółowo opisano w [1]. Rezystancja rezystora R7 jest tak dobrana, aby emiter piezoceramiczny HA1 pracował z główną częstotliwością rezonansową – według [5] dla emitera ZP-1 jest to nieco ponad 2 kHz. Kondensator blokujący C3 służy do eliminacji tętnień napięcia o wysokiej częstotliwości w obwodzie mocy, a C4 - o niskiej częstotliwości. Dioda zabezpieczająca VD1 zapobiega dostarczeniu do urządzenia napięcia o odwrotnej polaryzacji. Sygnał wyjściowy 6 V można usunąć z rezystora R6 przez kondensator C0,25, co umożliwia podłączenie metronomu do wejścia sprzętu wzmacniającego dźwięk (na przykład przez mikser), jeśli jego głośność jest niewystarczająca. Ponieważ rezystancja R6 jest mała, można znacznie zmniejszyć wymagania dotyczące ekranowania przewodów łączących. W przerwach pomiędzy poszczególnymi "kliknięciami" metronom prawie nie pobiera prądu, a podczas "kliknięcia" pobór prądu wzrasta do około 3...4 mA. Oczywiste jest, że im dłuższy będzie czas trwania impulsu dźwiękowego (przy częstotliwości około 2 kHz powinien on wynosić co najmniej 15 ms) i im wyższe będzie tempo muzyczne, tym większe będzie zużycie energii. Tak więc w tempie Prestissimo metronom pobiera średnio 0,15...0,2 mA, podczas gdy w tempie Largo tylko 0,03...0,045 mA, więc całkiem możliwe jest zasilanie urządzenia z konwencjonalnej baterii Krona lub akumulatora 7D-0,115. Aby ustawić jednocześnie wszystkie tempa muzyczne metronomu, wystarczy przełączyć przełącznik SA2 w jedną z czterech pozycji strojenia odpowiadających nutie „pe1”, „pe2”, „pe3” lub „pe4”. Położenie przełącznika SA1 nie ma znaczenia. Przyjmując dowolny instrument muzyczny z prawidłowym strojeniem - fortepian, akordeon lub akordeon guzikowy - dokładnie tę samą nutę, rezystor R1 ustawia częstotliwość oscylatora głównego, przy której nie ma uderzeń dźwięków. Gdy to zostanie osiągnięte, ustawienie metronomu będzie takie, jak pokazano w Tabeli 1. 4. Zauważ, że nuta „pe3” zabrzmi najgłośniej; głośność pozostałych nut, zaczynając od „pe1” i kończąc na „peXNUMX”, zmniejszy się wraz ze spadkiem liczby oktaw. W trybie pracy metronom odtwarza jednotonowe uderzenia dźwiękowe - „kliknięcia”. W przypadku konieczności odtworzenia zarówno zwykłych (zwykłych) uderzeń, jak i akcentowanych (najmocniejszych), konieczne będzie wprowadzenie do metronomu dodatkowego węzła, którego schemat przedstawiono w [1], ryc. 2. W tym celu po pierwsze wykluczone są następujące elementy: elementy logiczne DD5.2 - DD5.4, tranzystor VT1, rezystory R3 - R7, kondensatory C2, C5, C6, emiter HA1. Po drugie, zamiast kondensatora C2, dolne wyjście węzła jest podłączone do wyjścia elementu metronomu DD1.4, który jest oznaczony „Do styku 1 DD1”. Po trzecie, włącznik-wyłącznik SA1 węzła zostaje zastąpiony pięciopozycyjnym przełącznikiem metronomu SA2: wyjście elementu DD2.4 jest podłączone do jego dolnego stałego styku, a ruchomy styk jest podłączony do podstawy tranzystora VT1 dodatkowego węzła. Obie części urządzenia są zasilane przez wspólną diodę VD1. Działanie metronomu odtwarzającego „akcenty” i „zwykłe” zostało szczegółowo opisane w [1].
Ale regulacja metronomu i okresowe monitorowanie poprawności jego „budowy” nadal nie jest zbyt wygodne. Czy można uniknąć tych procedur? Okazuje się, że jest to całkiem możliwe. na ryc. 2 pokazuje inną część metronomu. Zamiast wyłączonych elementów logicznych 001.1, DD1.2 i liczników DD2.1, DD2.2 (patrz ryc. 1) zastosowano układ „zegarowy” K176IE5 (DD2), włączony zgodnie z typowym układem w [6, ryc. 9]. Stabilność „strojenia” metronomu uzyskuje się poprzez stabilizację częstotliwości F0 = 32 768 Hz za pomocą miniaturowego „zegarowego” rezonatora kwarcowego ZQ1. Na wyjściu 9 mikroukładu K176IE5 (styk 1) powstają prostokątne impulsy o częstotliwości 64 Hz. Z grubsza częstotliwość jest wybierana przez kondensator C1, dokładnie - C7. Impulsy o częstotliwości 64 Hz są podawane na wejście przestrajalnego dzielnika zamontowanego na dwóch mikroukładach K561IE8 (DD3 i DD4). Jedyna różnica polega na tym, że sposób, w jaki wyjścia tych mikroukładów są kierowane do przełącznika SA1, jest nieco zmieniony. Ponieważ częstotliwość 64 Hz znacznie różni się od częstotliwości 73,4 Hz poprzedniej wersji metronomu, wymagane są inne wartości K2 i K1 = 512 (patrz tabela 2). Z tabeli wynika, że błąd w tworzeniu stawek w tej wersji metronomu jest mniejszy niż w poprzedniej. Długoterminowa stabilność częstotliwości jest tutaj znacznie wyższa. Należy zauważyć, że zamiast krótkiego impulsu o czasie trwania około 6,8 ms powstaje impuls o czasie trwania około 7,8 ms. Obie wartości są równe połowie okresu powtarzania impulsów przykładanych do wejścia drugiego dzielnika częstotliwości. W przeciwnym razie działanie tego metronomu nie różni się od poprzedniego.
Ponieważ nie jest już konieczne okresowe sterowanie częstotliwością F0 oscylatora głównego, przełącznik SA2 jest wyłączony z obwodu, a podstawa tranzystora VT1 jest podłączona do wyjścia elementu DD5.4 (oznaczenia na ryc. 1). Ponieważ w tej wersji metronomu zwolniono dwa elementy DD1.1 i DD1.2, zaleca się zamontowanie na nich końcowego węzła wzmacniacza mostkowego przeciwsobnego (z wyłączeniem tranzystora VT1, rezystorów R5 i R6, kondensatora C6 i emitera HA1 - ryc. 1), działającego w ekonomicznym trybie przełączania (ryc. 3).
Wzmacniacz działa w następujący sposób. Chociaż nie ma „kliknięcia”, na wejściu wzmacniacza podłączonego do pinu 11 układu DD5 jest zaporowy niski poziom, więc wyjście elementu DD1.1 jest wysokie. Kondensator C8 jest rozładowywany przez rezystor R9. Rozładowanie zajmuje tylko 15 ms. Z tego powodu moc wyjściowa elementu DD1.2 jest również wysoka, w wyniku czego wszystkie tranzystory VT1-VT4 są zamknięte, a prąd nie przepływa przez rezystor zmienny R10. Kiedy na wejściu wzmacniacza pojawi się „klik”, który jest pakietem prostokątnych impulsów, kondensator C8 jest szybko ładowany przez diodę VD2 i rezystor R8. Ładowanie trwa około 0,15 ms. Pozostaje naładowany tak długo, jak długo na wejściu wzmacniacza pojawiają się impulsy „kliknięcia”. W związku z tym podczas transmisji dźwięku sygnały na wyjściu elementów DD1.1 i DD1.2 są przesunięte w fazie, co jest niezbędne do prawidłowej pracy wzmacniacza mostkowego [2]. Przez zmienny rezystor R10 - regulator głośności metronomu - przepływa prąd przemienny, okresowo zmieniający nie tylko swoją wielkość, ale także kierunek, a emiter HA1 odtwarza tę częstotliwość dźwięku. Ale gdy tylko skończy się kolejne „klik”, kondensator rozładowuje się na tyle, że zarówno na wyjściu elementu DD1.1, jak i DD1.2 pojawia się wysoki poziom. W przyszłości cykl działania wzmacniacza metronomu zostanie powtórzony. Głośność metronomu z takim wzmacniaczem znacznie wzrasta, ale wzrasta również średni pobór prądu. Na przykład w tempie Largo metronom zużywa średnio mniej niż 1 mA, podczas gdy w tempie Prestissimo zużywa około 3 mA. Ale podczas „kliknięcia” i nieco później pobierany prąd wynosi około 30 mA, więc raczej nie zaleca się zasilania takiego metronomu z baterii „Krona”. Lepiej jest użyć 5 ... 9 elementów 334 lub 337, taką samą liczbę baterii D-0,55 lub 2 ... 3 baterie 3336. Możliwe jest nieco zmniejszenie zużycia energii poprzez zmniejszenie rezystancji rezystora R9. Następnie zmniejsza się czas, w którym tranzystory VT1 i VT4 są stale otwarte po „kliknięciu”. Część urządzenia o małej mocy (mikroukład) jest zasilana z tego samego źródła przez diodę VD1. Częstotliwość rezonansowa emitera SP-1 według [7] wynosi 3...4 kHz. Oznacza to, że rezystancja rezystora R7 będzie musiała zostać zmniejszona o 1,5 ... 2 razy, dostrajając w ten sposób generator dźwięku do rezonansu określonego emitera. Ponadto może być konieczne zwiększenie pojemności kondensatora C2 do około 0,15 mikrofaradów lub zwiększenie rezystancji rezystorów R3 i R4 odpowiednio do 30 i 300 kOhm. literatura
Autor: W.Bannikow, Moskwa
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Nowe SDK do rozwoju systemów sterowania silnikami w oparciu o STM32 ▪ 64-warstwowa pamięć V-NAND Flash i SSD ▪ Kierowca zawsze zauważy pieszego ▪ Moduły redundancyjne Mean Well DRDN20/40 i ERDN20/40
▪ sekcja serwisu Twoje historie. Wybór artykułu ▪ artykuł Struktura obrony cywilnej. Podstawy bezpiecznego życia ▪ artykuł Jak wysoko jest siódme niebo? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Ząbkowanie. Opieka zdrowotna ▪ artykuł Glazura fajansowa bez ołowiu. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Wędrujące prześcieradła. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony