|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Generator tonów dla EMP. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Muzyk Wielogłosowe EMP z pojedynczym generatorem tonów okazały się już niezawodnymi i praktycznymi urządzeniami. Jednak ich możliwości często nie są w pełni realizowane ze względu na specyfikę zastosowanych w nich generatorów. Z reguły generator tonów zbudowany jest w oparciu o wysoce stabilny rezonator kwarcowy lub obwody RC. W takim przypadku elektroniczna regulacja częstotliwości jest albo wykluczona, albo niezwykle utrudniona [1]. Opisane poniżej urządzenie jest sterowanym napięciem generatorem tonu. Sygnał sterujący jest pobierany z różnych sterowników i kontrolek EMP. Mogą to być generatory częstotliwości vibrato, generatory obwiedni (do automatycznej zmiany strojenia), regulatory glissando (poślizg strojenia) ze sterowaniem ręcznym lub nożnym (pedał). Cechy generatora obejmują wysoką częstotliwość roboczą. Zastosowanie cyfrowego mikroukładu umożliwiło wdrożenie stosunkowo prostego i taniego VCO o częstotliwości roboczej do 7,5 ... 8 MHz (ryc. 1). W przypadku większości cyfrowych generatorów tonów o równej skali muzycznej, zwykle składających się z 12 identycznych liczników o różnych współczynnikach konwersji interwałów, wymagana jest częstotliwość zegara (wiodąca) w zakresie 1 ... 4 MHz. Dlatego charakterystyka generatora musi być taka, aby zapewniała niezbędną liniowość w tych granicach częstotliwości.
Zasada działania generatora polega na wytwarzaniu impulsów o regulowanym czasie trwania przez dwa identyczne, sterowane napięciem kształtowniki zamknięte w pierścieniu. Zatem zanik impulsu na wyjściu jednego kształtownika powoduje pojawienie się czoła następnego impulsu na wyjściu drugiego itd. Działanie urządzenia ilustrują wykresy czasowe pokazane na rys. 2.
Do momentu t0 napięcie sterujące wynosi zero. Oznacza to, że w punktach A i B został ustanowiony sygnał o poziomie logicznego 0, gdyż wypływający prąd wejściowy elementów DD1.1 i DD1.2 (nie przekracza on ok. 1,6 mA) jest zwarty do wspólnego przewodu poprzez rezystorów R1 i R2 oraz małej wyjściowej rezystancji źródła napięcia sterującego. Wyjście falowników DD1.1 i DD1.2 w tym czasie jest na poziomie 1, więc wyzwalacz RS na elementach DD1.3 i DD1.4 zostanie ustawiony dowolnie w jednym ze stabilnych stanów. Przyjmijmy dla pewności, że wyjście bezpośrednie (górne według schematu) ma sygnał 1, a odwrotne ma sygnał 0. Gdy w chwili t0 na wejściu sterującym pojawi się określone napięcie dodatnie, przez rezystory R1 i R2 popłynie prąd. W tym przypadku w punkcie A napięcie pozostanie bliskie zeru, ponieważ prąd przez rezystor R1 przepływa do wspólnego przewodu przez niską rezystancję diody VD1 i obwód wyjściowy elementu DD1.4. W punkcie B napięcie wzrośnie, ponieważ dioda VD2 jest zamknięta wysokim poziomem z wyjścia elementu DD1.3. Prąd płynący przez rezystor R2 naładuje kondensator C2 do 1,1...1,4 V w czasie zależnym od jego pojemności, rezystancji rezystora R2 i wartości napięcia sterującego. Zwiększenie Uynp zwiększa szybkość ładowania kondensatora i ładowanie do tego samego poziomu w krótszym czasie. Gdy tylko napięcie w punkcie B osiągnie próg przełączania elementu DD1.2, jego wyjście zostanie ustawione na poziom 0, co spowoduje przełączenie przerzutnika RS. Teraz wyjście bezpośrednie będzie miało poziom 0, a wyjście odwrotne będzie miało wartość 1. Doprowadzi to do szybkiego rozładowania kondensatora C2 i spadku napięcia, a kondensator C1 zacznie się ładować. W rezultacie spust ponownie się przełączy i cały cykl się powtórzy. Wzrost napięcia sterującego (okres czasu t1...t2, rys. 2) prowadzi do wzrostu prądu ładowania kondensatorów i zmniejszenia okresu oscylacji. W ten sposób kontrolowana jest częstotliwość oscylacji generatora. Wynikowy prąd wejściowy elementów TTL jest dodawany do prądu źródła napięcia sterującego, co pozwala rozszerzyć granice sygnału sterującego, ponieważ przy wysokiej rezystancji rezystorów R1 i R2 generowanie można utrzymać nawet przy Uynp= 0. Prąd ten charakteryzuje się jednak niestabilnością temperaturową, co wpływa na stabilność częstotliwości generowania. W pewnym stopniu możliwe jest zwiększenie stabilności temperaturowej generatora poprzez zastosowanie kondensatorów C1 i C2 o dodatnim TKE, co zrekompensuje wzrost niekontrolowanego prądu wejściowego wypływającego elementów DD1.1 i DD1.2 przy zmiany temperatury. Okres oscylacji zależy nie tylko od rezystancji rezystorów R1 i R2 oraz pojemności kondensatorów C1 i C2, ale także od wielu innych czynników, dlatego dokładne oszacowanie okresu jest trudne. Jeżeli zaniedbamy opóźnienia czasowe sygnałów w elementach DD1.1-DD1.4 i przyjmiemy wartość ich napięcia logicznego 0 oraz napięcie progowe diod VD1 i VD2 równe zeru, to działanie generator można opisać wyrażeniem: T0=2t0=2RC*ln((IеR +Ucontrol)/(IеR+Ucontrol-Usp)), otrzymanym na podstawie rozwiązania równania różniczkowego: dUc/dt = Ie/C + (Uupr-Us)/(RC), gdzie R i C to wartości znamionowe obwodów czasowych; Uc - napięcie na kondensatorze C; Usp - maksymalna (progowa) wartość napięcia Uc; Uynp - napięcie sterujące; Ie - średnia wartość wejściowego prądu upływu elementu TTL; t0 - czas trwania impulsu; T0 - okres oscylacji. Z obliczeń wynika, że pierwszy z tych wzorów zgadza się bardzo dokładnie z danymi doświadczalnymi przy Uynp>=Usp, natomiast wybrano wartości średnie: Ie=1,4 mA; Usp = 1,2 V. Ponadto na podstawie analizy tego samego równania różniczkowego możemy to stwierdzić (IеR+Ucontrol)/(IеR+Ucontrol-Usp)>0, tj. jeśli IеR/(IеR-Usp)>0, to urządzenie działa, gdy Uynp≥0; Wniosek ten potwierdza eksperymentalna weryfikacja urządzenia. Jednak największą stabilność i dokładność działania VCO można uzyskać przy Ucontrol ≥ Usp = 1,2..1,4 V, czyli w zakresie częstotliwości 0,7...4 MHz. Praktyczny obwód generatora tonów dla polifonicznego EMR lub EMC pokazano na ryc. 3. Granice częstotliwości pracy (przy Ucontrol ≥ 0,55...8 V) - 0,3...4,8 MHz. Nieliniowość charakterystyki sterowania (przy częstotliwości w zakresie 0,3 ... 4 MHz) nie przekracza 5%.
Wejście 1 jest zasilane sygnałem z generatora obwiedni w celu automatycznej kontroli poślizgu częstotliwości dźwięku. Przy niewielkiej głębi modulacji (5...30% tonu) uzyskuje się imitację odcieni brzmienia gitary basowej, a także innych instrumentów szarpanych i perkusyjnych, w których wysokość intonacji Dźwięki w momencie ich wydobycia nieznacznie odbiegają od normy (zwykle gwałtownie wzrastają podczas ataku dźwięku, a następnie gwałtownie spadają do swojej normalnej wartości). Wejście 2 jest zasilane stałym napięciem sterującym z ręcznego lub nożnego kontrolera glissando. Wejście to służy jedynie do regulacji lub zmiany (transponowania) tonacji w zakresie dwóch oktaw, a także do przesuwania wysokości akordów lub dźwięków tonalnych imitujących np. barwę klarnetu, puzonu lub głosu. Wejście 3 jest zasilane z generatora vibrato sygnałem sinusoidalnym, trójkątnym lub piłokształtnym. Regulowany rezystor R4 reguluje poziom vibrato w zakresie 0 ... + -0,5 tonu, a także poziom odchylenia częstotliwości do + -1 oktawy lub więcej, gdy przełącznik SA1 jest zamknięty. Przy wysokiej częstotliwości modulacji (5 ... 11) Hz) i głębokości + -0,5 ... 1,5 oktawy dźwięki tonalne tracą swoje walory muzyczne i nabierają charakteru sygnału szumowego przypominającego tępy ryk lub szelest łopatek wentylatora . Przy niskiej częstotliwości (0,1...1 Hz) i tej samej głębi uzyskuje się bardzo barwny i wyrazisty efekt, podobny do "pływającego" dźwięku ukulele. Sygnał z wyjścia generatora tonów musi być doprowadzony do wejścia cyfrowego kształtownika sygnałów skali muzycznej o jednakowej temperaturze. Na wzmacniaczu operacyjnym DA1 montowany jest aktywny sumator sygnałów sterujących. Sygnał z wyjścia sumatora jest podawany na wejście VCO, które jest wykonane na elementach logicznych DD1.1-DD1.4. Oprócz VCO urządzenie zawiera przykładowy oscylator kwarcowy zmontowany na elementach DD2.1, DD2.2, a także obwód dwóch oktawowych dzielników częstotliwości na wyzwalaczach mikroukładu DD3. taktowany przez ten generator. Generator i wyzwalacze tworzą trzy przykładowe sygnały o częstotliwości 500 kHz, 1 i 2 MHz. Te trzy sygnały oraz sygnał z wyjścia VCO podawane są na wejście przełączników elektronicznych montowanych na elementach typu otwarty kolektor DD4.1-DD4.4. Przełączniki te, sterowane przełącznikami SA2-SA5, mają wspólne obciążenie - rezystor R13. Obwody wyjściowe elementów tworzą układ z logiczną funkcją OR. Gdy jeden z przełączników przekazuje swój sygnał zegarowy do wyjścia, pozostałe są zamykane w stanie niskim z przełączników. Wysoki poziom zastosowania do wejść R przerzutników D-flop DD3.1 i DD3.2 oraz do styków przełączników SA2-SA5 jest usuwany z wyjścia elementu DD2.4. Oscylator kwarcowy z dzielnikami częstotliwości pełni rolę pomocniczą i służy głównie do regulacji operacyjnej VCO lub „prowadzenia” instrumentu w trybie „Organ”, natomiast przełączniki SA3, SA4, SA5 („4'”, „8' ", "16'" ) pozwalają na przesunięcie układu EMP odpowiednio z najniższego rejestru o jedną i dwie oktawy w górę. W tym przypadku oczywiście nie może być żadnej regulacji ani zmiany wysokości dźwięków. Do wad generatora należy stosunkowo niska stabilność temperaturowa, która w tym przypadku nie ma większego znaczenia [2] oraz znaczna nieliniowość charakterystyki sterowania VCO na krańcach zakresu, zwłaszcza w dolnych częstotliwościach zakres pracy generatora. na ryc. 4 pokazuje eksperymentalnie pobraną zależność częstotliwości generowania od napięcia sterującego: 1 - dla generatora według obwodu z rys. 1, 2 - ryc. 3.
Urządzenie zmontowane jest na płytce drukowanej wykonanej z folii z włókna szklanego o grubości 1,5 mm. Chipy z serii K155 można zastąpić podobnymi z serii K130 i K133; K553UD1A - na K553UD1V, K553UD2, K153UD1A, K153UD1V, K153UD2. Zamiast D9B można zastosować diody tej serii z dowolnym indeksem literowym, a także D2V, D18, D311, GD511A. Kondensatory C4 i C5 lepiej wybrać na przykład z dodatnim TKE. KT-P210. KPM-P120, KPM-P33, KS-P33, KM-P33, K10-17-P33, K21U-2-P210, K21U-3-P33. Kondensatory C7, C10, C11 - K50-6. Szczególną uwagę należy zwrócić na staranne ekranowanie urządzenia. Przewody wyjściowe należy skręcić w przewód o rastrze 10..30 mm. Prawidłowo zamontowany generator tonów nie wymaga regulacji i zaczyna działać natychmiast po podłączeniu zasilania. Napięcie sterujące na wejściu VCO nie powinno przekraczać 8...8,2 V. Na stabilność częstotliwościową generatora negatywnie wpływają zmiany napięcia zasilania o 5 V, dlatego musi on być zasilany ze źródła o wysokim współczynniku stabilizacji. literatura
Autor: I.Baskov, wieś Poloska, obwód kalininski Dodatek Prosty generator sterowany napięciem, opisany w artykule I. Baskova „Generator tonalny dla EMP” („Radio”, 1987, nr 5, s. 48-50), po powtórzeniu okazał się mieć istotne wady: znaczna nieliniowość charakterystyki sterowania, duże wahania zależności częstotliwości od napięcia zasilania mikroukładu i od temperatury otoczenia. Główną wadą jest to, że generator jest słabo wzbudzony. Dzieje się tak, ponieważ po włączeniu zasilania na wejściach elementów DD1.1 i DD1.2 może jednocześnie wystąpić wysokie napięcie (patrz ryc. 1 wymienionego artykułu), a niskie napięcie może pojawiają się na ich wyjściach. Napięcie niskiego poziomu na wejściach przerzutnika RS, zmontowanego na elementach DD1.3 i DD1.4, ustawia i utrzymuje wyzwalacz w takim stanie, gdy jego wyjścia bezpośrednie (pin 6) i odwrotne (pin 8) są wysoka, przy której generator nie wzbudza się. Wadę tę można wyeliminować poprzez włączenie elementów DD1.1 i DD1.2 również zgodnie z układem przerzutnika RS. Wtedy na wejściach tych elementów nie da się jednocześnie wytworzyć wysokiego napięcia i łatwo wzbudzić generator. Schemat generatora o najlepszych właściwościach pokazano na ryc. 1, za. Elementy DD1.1 i DD1.2, w tym przerzutnik RS, wraz z kondensatorami C1 i C2 są generatorami liniowo zmiennego napięcia z pojemnościowym sprzężeniem zwrotnym. Dzięki sprzężeniu zwrotnemu przez kondensatory C1 i C2 charakterystyka sterowania jest liniowa w całym zakresie generowanych oscylacji. Sprzężenie zwrotne zmniejsza również zależność częstotliwości od napięcia mikroukładu i temperatury otoczenia.
Diagramy czasowe ilustrujące działanie takiego generatora przedstawiono na rys. 1, b. Po włączeniu zasilania przerzutnik RS na elementach DD1.3 i DD1.4 zostanie ustawiony dowolnie w jeden ze stanów stabilnych. Załóżmy na przykład, że na jego bezpośrednim wyjściu ustanowiono sygnał o wysokim poziomie, a na jego odwrotności sygnał o niskim poziomie. W konsekwencji tylko kondensator C2 ma możliwość naładowania, a na wyjściu elementu DD1.2 (Uv na ryc. 1, b) powstaje liniowo malejące napięcie. Kiedy napięcie w punkcie B generatora osiągnie próg przełączania elementu DD1.4, przerzutnik RS przełączy się do innego stabilnego stanu. Teraz na jego bezpośrednim wyjściu będzie sygnał niskiego poziomu, a na odwrotnym - wysoki, a kondensator C2 jest szybko rozładowywany przez diodę VD2 i element DD1.3. Podobnie ładuje się kondensator C1. W rezultacie przerzutnik RS przełączy się do swojego pierwotnego stanu i cały cykl się powtórzy. Zmiana napięcia sterującego prowadzi do zmiany prądu ładowania kondensatorów generatora i okresu jego oscylacji. W ten sposób kontrolowana jest częstotliwość oscylacji generatora. Gdy napięcie sterujące zmieni się z 0 na 8 V (R1 \u2d R2 \u1d 2 kOhm; C150 \u0,25d C4 \uXNUMXd XNUMX pF), częstotliwość oscylacji będzie mieścić się w zakresie XNUMX ... XNUMX MHz. Jeśli zamiast napięcia sterującego Usterowanie rezystory R1 i R2 zostaną zasilone napięciem zasilającym mikroukład, wówczas otrzymany zostanie generator, w którym na wyjściach bezpośrednich i odwrotnych oraz na wyjściach elementów powstają prostokątne impulsy DD1.1 i DD1.2 - liniowo zmieniające się napięcie o małym współczynniku nieliniowości ( UA i UB na ryc. 1b). Minimalna zależność częstotliwości od napięcia zasilania mikroukładu zostanie uzyskana, jeśli rezystancja rezystorów R1 i R2 wynosi około 2 kOhm. Gdy napięcie zasilania zmienia się o + -5%, częstotliwość zmienia się o + -0,1%. Niestabilność temperaturowa - ok. 0,05%/°C. Zaproponowany sposób sterowania częstotliwością (okresem) oscylacji generatora może być wykorzystany do sterowania czasem trwania impulsów. na ryc. 2, a jest schematem oczekującego multiwibratora, którego czas trwania impulsów wyjściowych jest regulowany poprzez zmianę napięcia sterującego Ukontrola. Urządzenie działa w następujący sposób. W stanie początkowym bezpośrednie wyjście przerzutnika RS ma niskie napięcie, a odwrotne wysokie napięcie. Impulsy wyzwalające, które są sygnałami niskiego poziomu, przełączają przerzutnik RS do stabilnego pojedynczego stanu. Kondensator C1 ładuje się. Na wyjściu elementu DD1.1 powstaje liniowo malejące napięcie. Po osiągnięciu progu przełączania elementu DD1.3 przerzutnik RS przyjmuje stan początkowy.
Charakterystyczną cechą tego multiwibratora jest możliwość generowania impulsów, których czas trwania jest większy niż okres impulsów wejściowych (t2 - t3 na rys. 2b). Czas trwania impulsów wyjściowych zależy od rezystancji rezystora R1, pojemności kondensatora C1 oraz wartości napięcia sterującego. Gdy napięcie sterujące zmienia się od 0 do 8 V (R1 = 2 kOhm; C1 = 330 pF), czas trwania impulsów wyjściowych zmienia się w ciągu 5 ... 0,2 μs. Opisany tutaj generator i multiwibrator mogą być stosowane w przetwornicach napięcia, przyrządach pomiarowych, EMI i wielu innych urządzeniach radiotechnicznych. Autor: A.Ignatenko, Jekaterynburg
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Opłata autora będzie zależeć od przeczytanych stron ▪ Mężczyźni są bardziej otyli niż kobiety ▪ Smartfony z zoomem optycznym bez zwiększania ich rozmiaru
▪ sekcja serwisu Muzyk. Wybór artykułu ▪ artykuł Jamesa Randiego. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Kiedy pojawiły się pierwsze obrazy? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł drzewo oliwne. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Moneta znika spod nosa. 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