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「電路分享」電吉他用次諧波低音變換器

發(fā)布人:電子資料庫 時間:2023-02-16 來源:工程師 發(fā)布文章

次諧波低音發(fā)生器是吉他的發(fā)聲裝置。它發(fā)出的聲音看起來很像低音吉他的聲音。倍頻程發(fā)生器有時是相當不尋常的,因為它不產(chǎn)生任何通常的著色方式,如濾波或失真。相反,分頻系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出頻率是輸入頻率的一半,而第四個頻率是輸入頻率的一半。也就是說,它產(chǎn)生的頻率比輸入頻率低一個和兩個倍頻程,然后與輸入信號混合。為了使這個裝置正常工作,電路必須比我們最初預期的要復雜一些,原因如下。然而,雖然電路的設計相對簡單,但它產(chǎn)生的聲音輸出非常好。該裝置的機械結(jié)構(gòu)是踏板式的,允許您激活或中斷腳部效果。電路產(chǎn)生的兩個信號各自有獨立的放大控制,因此它們可以在任何期望的電平與原始信號混合。

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系統(tǒng)功能

所需要的只是兩個串聯(lián)的兩個分離電路,它們與輸入信號一起饋電,它們的輸出信號與原始輸入信號混合。在實踐中,由于幾個原因,這將無法正常工作。

首先,必須對輸入信號進行方脈沖處理,這是數(shù)字分頻電路可靠工作的必要條件。

第二,分裂電路的輸出信號是方形的,因此會有許多強諧波,所以產(chǎn)生的聲音看起來不像低音中的任何東西。

第三,由除法產(chǎn)生的信號沒有原來的大寬度,這種寬度受到平滑的阻尼,但是呈現(xiàn)為原始信號的外觀,繼續(xù)以相同的振幅繼續(xù),并且當音符到達不能激發(fā)的點時,現(xiàn)在電路丟失。

這就產(chǎn)生了第四個也是最后一個問題。也就是說除數(shù)不會切斷“純”信號,當輸入信號下降到可以導致它的電平以下時,幾乎肯定會產(chǎn)生不需要的脈沖。這將產(chǎn)生強烈的“咔嗒”和嗡嗡聲,聽起來比吉他緩慢關閉的音符強得多。

該電路的設計使其不存在任何這些缺陷,其工作方式在下面的框圖中進行了說明。

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工作回路

輸入信號供給混頻器和放大器。放大后的信號被驅(qū)動到觸發(fā)電路中。如果輸入信號的寬度大于規(guī)定的閾值電平,則觸發(fā)電路的輸出被引導到高邏輯電平

觸發(fā)電路引入了一個大滯后,這意味著將觸發(fā)電路的輸出切換到邏輯“1”的輸入信號電平遠高于允許其返回邏輯“0”的輸入信號電平。對給定的輸出信號中可能存在的不規(guī)則或不規(guī)則的輸出信號,有助于消除這種不規(guī)則的輸出信號的問題。下圖解釋了滯后如何為我們提供這個結(jié)果,

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尤其是當吉他發(fā)出的信號幾乎為零的時候。觸發(fā)電路的結(jié)果是分頻器的輸出信號完全突然切斷,但這并不總是能保證當輸入信號熄滅時,有時會出現(xiàn)很少的隨機輸出脈沖,它下降到一個不能驅(qū)動電路的水平。

觸發(fā)電路驅(qū)動兩個除數(shù)。它們一個接一個地連接起來,產(chǎn)生比原始輸入信號低一個和兩個倍頻程的信號。兩個子相乘的信號與每個信號的期望電平混合,合成信號被引入有源低通濾波器。

為了確定這個濾波器的截止頻率,我們不得不做出妥協(xié)。如果我們設置一個高的截止頻率,它會給我們一個高的諧波輸出,最后的聲音會聽起來不正常,如果頻率太低,當吉他產(chǎn)生其音階的最高音符時,結(jié)果將是分頻器的輸出頻率嚴重下降。在最初,250赫茲的頻率是被選擇的,但是你可以,如果你愿意的話,只要改變?nèi)齻€電阻的值就可以了。

濾波后的信號被驅(qū)動到電壓控制放大器(VCA)。它的放大率與控制電壓成正比,控制電壓隨吉他產(chǎn)生的信號的振幅而變化。因此,壓控放大器(VCA)為亞倍頻環(huán)境和吉他提供了一個自然的形狀,具有銳利的仰角和柔和的阻尼??刂齐妷菏峭ㄟ^放大輸入信號的一部分來獲得的,然后對輸入信號進行整流,使我們得到一個與輸入信號的振幅完全成比例的恒定電壓。

實際上,子倍頻的包絡與輸入信號并不完全相同,這并不重要,我們認為它相當有利,因為子倍增信號聽起來與輸入信號略有不同。這有助于創(chuàng)造一種錯覺,即“低音”來自一個單獨的樂器。環(huán)繞電路的重要聲學效應是,當分頻器輸出時,次倍頻衰減到聽不到的電平。即使這些級的輸出不能完全切斷,也沒有問題,因為將出現(xiàn)在分路器輸出端的隨機脈沖將聽不到。

VCA放大器具有非常高的輸出阻抗,通過隔離放大器連接到第一混頻器的第二輸入端。

電路描述

包絡調(diào)制電路部分如下圖所示

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輸入混頻器IC1,是一種基于LF351升壓放大器的普通放大器。整個裝置由一個簡單的9V電源供電,這比雙對稱電源要好。與C4隔離的電阻R3和R4形成一個與饋電線路并聯(lián)的分壓器,它為我們提供IC1和A1非逆變輸入的偏置電壓。

輸入放大器由A1和與其相連的元件組成,是一個簡單的逆變放大電路,其電壓放大約為40db,其由電阻R5和R6的比值決定。電阻器R5在100K左右定義放大器的輸入阻抗,與電阻器R2一起定義混頻器在100K的輸入阻抗,R25定義56K時包絡的阻抗模阻抗,給出整個電路具有適當?shù)母咦杩?,約25K,連接功率放大器A2,作為一個典型的施密特型觸發(fā)電路,具有R8提供的正反饋和遲滯特性。

分割步驟出現(xiàn)在IC3中,IC3是七個CMOS類型4024BE的數(shù)字除數(shù)器。此集成電路只使用前兩個步驟,其他步驟被忽略。當然,可以使用更多的IC3輸出,并通過混頻器中的電壓提升電路驅(qū)動它們,但這不會給我們帶來任何顯著的改善,因為輸出和第三層是在亞聲學區(qū)域,除非當最高的音符在吉他上演奏。

端子2是IC3復位輸入,通過R9接地,使分斷電路正常工作。然而,每當按下腳踏開關S1時,零輸入將被引導到一個高電平,這將切斷分頻器,從而為您提供一個簡單的方法來放置或消除音效。電位計P1和P2控制兩個信號的強度和低于基本輸入頻率的倍頻程。它們連接到另一個加法混頻器,A3的電壓升壓系數(shù)遠低于輸出的每個輸入單元。這種低放大是必要的,因為每個輸入信號的峰間電壓電平(Vpp)大于在其輸出A3處能夠輸出的電壓電平。

A4左右形成的低通濾波器是第三類,相當常見。它具有18dB/倍頻程梯度,截止頻率約為250Hz。通過改變電阻值R15到R17,可以很容易地改變這個頻率。頻率與電阻值成反比。例如,如果你想加倍,電阻的值必須減少到圖紙上給出的值的一半。

在環(huán)繞電路中,IC7是一個電壓放大器,它的放大倍數(shù)可以通過P3在零(0dB)和大約25dB之間改變,以獲得最小和最大電阻。這使得電路可以在擴展的輸入站區(qū)域內(nèi)工作,有必要將P3設置為適當?shù)碾妷悍糯?。極低的放大倍數(shù)會導致電路輸出信號電平不足,而高于正常值的放大則會使輸出信號保持較長時間。二極管D1和D2使信號重新計算,而C12平滑產(chǎn)生的連續(xù)電壓。

電路的攻擊時間和衰減時間都很小,因此包絡電路對輸入信號電平變化的響應盡可能直接,但是我們避免了使它們太小,因為它們會導致嚴重的失真。電流互感器(CTA)為控制電壓的電流互感器。雖然地方政府與普通功率放大器(包括差分輸入)有一些共同的特點,但也有一些不同之處。

其中最重要的是傳感器(CTA)主要起電流放大器的作用,而不是電壓放大器的作用。因此,輸出電流由差動輸入電流控制。還有一個放大器的輸入極化(在我們的例子中是引腳5),CTA的放大是由提供這個輸入的極化電流決定的

事實上,放大率與極化電流成正比。在大多數(shù)情況下,用功率放大器而不是電壓來操作電路要簡單得多。幸運的是,通過在輸出端添加串聯(lián)輸入電阻和負載電阻,將電流升壓函數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓放大函數(shù),在我們的電路中,這兩個電阻分別是R21、R22和R20。電阻器R18和R19是輸入偏置電阻器。

功率傳感器(CTA)具有很高的輸出阻抗,尤其是在低控制電流下工作時,因此IC6作為低輸出阻抗的去耦級。IC6的輸出導致階躍混合IC1的反向輸入。

諧波發(fā)生器由9V電池供電。這種電源相當經(jīng)濟,因為電路只消耗6mA的電流。S2開關位于SC2輸入插座的插座內(nèi)。因此,設備只為SK2插座中的吉他輸入插座供電,而電源從插座中出來時斷開。實際上,SK2插座有兩個開關觸點,我們忽略了不需要的觸點。

結(jié)構(gòu)

除電位計、開關、插頭和電池以外的所有組件都安裝在下圖所示的板上。

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注意IC3,因為它是一個MOS配件,所以一定要把它放在一個14針的DIL底座上,即使所有其他配件都直接粘在電路板上。當然要照顧好IC3,采取一切必要的預防措施。

D1和D2段落是德語,因此很敏感。它們對熱敏感,對靜載荷不敏感。當你把它們粘在板上進行正確的焊接時,確保它們的溫度不要超過絕對必要的溫度。

沒有什么比建造IC5和IC6有不同的方向和另一個集成。在這一階段,您必須將電纜焊接尖頭放在電路板上,以便將來連接各種非車載組件。

要使用的盒子是鑄造的,除了對電網(wǎng)和其他寄生蟲的電噪聲有很好的屏蔽作用外,它對機械應力也有很強的抵抗力,這在帶有腳踏開關的建筑中是必要的,如果你想使用它,它就會溶解。在這種結(jié)構(gòu)中,箱體是倒置的,其可拆卸的一側(cè)是底座。開關S1被放置在箱體的上側(cè),而電位計和連接器插座則并排放置在起正面作用的一側(cè)。

這些電纜都不需要屏蔽。所以你更喜歡用一個普通的電纜或磁帶帶,他們做的案件。完成布線后,將電路板放入帶有四個導板的盒子中,以便牢固地連接。需要小心地將驅(qū)動器刮到箱子里。

板放置在靠近盒子底部的地方,材料一側(cè)朝向底座。我們建議您用幾片自粘絕緣材料或膠帶覆蓋底座內(nèi)部,以避免任何意外短路和端子接觸盒內(nèi)部。

法規(guī)

如上所述,只要用屏蔽電纜連接到吉他上的插頭插入SK2插座,并且是普通類型,發(fā)電機就開始自動運行。每次停止使用本機時,請從SK2插座上拔下插頭,以節(jié)省電池電量。SK1插座的輸出通過第二根屏蔽電纜連接到放大器,該電纜的末端有一個通用型插頭

通過將電位計P3定位在行程的中間,設備必須工作良好,而P1和P2則可以調(diào)整次諧波信號的電平。幾次嘗試失敗后,您將能夠達到P3的正確設定值。如果你把它從順時針方向反方向轉(zhuǎn)動,它會大大削弱次諧波信號,即使你把P1和P2幾乎轉(zhuǎn)到它們行程的最大值。

如果您將P3朝時鐘指示器的方向過度轉(zhuǎn)動,低頻(次諧波)信號將被過度放大,并在長時間內(nèi)失真。在任何情況下,P3的最佳設置是順時針旋轉(zhuǎn)的位置,在該位置,次諧波的信號不會變形,也不會突然切斷(即,它們溫和而自然地熄滅)。然而,不幸的是,它的精確設置非常關鍵。

該單位將正常工作與大多數(shù)類型的吉他磁鐵,雖然那些類型有一個非常低的輸出電平,它可能需要使用一個前置放大器,以獲得真正好的音頻效果。

低音音效的最佳效果是當你把P3調(diào)到最小值,P1朝著路徑的盡頭,這樣信號只會有二次諧波(比原信號低兩個倍頻程)。第一次諧波的信號(比原始輸入信號低一個倍頻程)并沒有賦予低音的任何特殊特征,而是提供更豐富的最終音頻效果,并用于使效果更好。

組件

電阻器:
R1, R2, R5, R23 = 100K
R3, R4, R9 = 4R7
R6 = 10M
R7, R20, R21 = 15K
R8, R14 = 47K
R10, R11 = 10K
R12, R13 = 220K
R15, R16, R17 = 39K
R18, R19 = 220
R22 = 22K
R24 = 3R3
R25 = 56K
P1, P2 = 47K potentiometers
P3 = 1M trimer
P4-220K電位計


電容器:
C1, C4 = 100μf / 10V
C2 = 10μf / 25V
C3, C12, C13 = 1μf / 63V
C5 = 470μf / 10V
C6 = 100n
C8 = 33n
C9 = 47n
C10 = 3n3
C11 = 330n


半導體:
IC1 = LF351
IC2, IC4 = 1458C
IC3 = 4024BE (CMOS)
IC5 = CA3080E
IC6, IC7 = 741C
D1, D2 = OA91


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關鍵詞: 電吉他 變換器

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