En musiknot definieras av dess frekvens, amplitud och klang. För länge sedan slog Pythagoras fast, genom att mäta längderna på vibrerande strängar, att det finns ett enkelt förhållande mellan frekvenserna för olika musikaliska ljud.
Till exempel vibrerar tonen A (LA i tyskspråkiga länder), särskilt i tredje oktaven, exakt vid frekvensen 440 Hz, i sådan utsträckning att den fungerar som referens genom stämgafflar eller... för tonen hörs när du lyfter din telefonlur.
Omfånget av hörbara frekvenser för människor är varierande och beror på fysiologiska faktorer; ett piano kan resonera med sina 88 tangenter som sträcker sig från cirka 27 Hz till 4000 Hz.
En nots amplitud motsvarar på sätt och vis dess volym, det vill säga ljudintensiteten som uppfattas av lyssnaren. Ibland används italienska termer som 'forte', 'pianissimo' etc. för att ytterligare specificera dynamiken i musikmusik.
På samma sätt, även om olika instrument skulle spela exakt samma ton, är det lätt att förstå att klangen på det utsända ljudet är ganska olika mellan en flöjt och ett piano, en fiol och ett jakthorn.
Vi gör inte anspråk på att erbjuda dig ett sätt att konkurrera med de magnifika elektroniska instrument som finns på marknaden.
Det verkar dock möjligt för intresserade amatörer att bygga en liten tongenerator som perfekt imiterar det karakteristiska 'plockade' ljudet av en sträng, till exempel en gitarr, eller till och med den anslagna strängen på ett piano.
Det unika med dessa toner ligger i deras kombination av ett skarpt angrepp och ett gradvis förfall: vi hänvisar till detta som en dämpad svängning, liknande en sträng som plockas och vibrerar tills den stannar helt.
Eftersom vi inte vill implementera en moduleringsenhet som de som finns i elektroniska instrument (VCA), kommer vi att nöja oss med att producera en justerbar sinusvåg som gradvis tonar bort.
En sådan signal kan också användas för att simulera de olika slagverksinstrumenten (DRUMS) som till exempel finns i den standardiserade MIDI-nomenklaturen av synthesizers: trummor, snares, pipor, etc., givetvis förutsatt att tillräcklig förstärkning och en grundläggande generator för varje instrument som ska imiteras finns tillgängliga.
Det grundläggande kretsschemat kan enkelt anpassas med några noggranna justeringar. Varje generator kan utlösas av en tryckknapp eller ännu bättre, en normalt sluten kontakt som aktiveras av en sticka!
Kretsbeskrivning
Det föreslagna kretsschemat visas i följande figur.
Hjärtat i kretsen är en klassisk dubbel-T-oscillator, namngiven så på grund av det karakteristiska arrangemanget av vissa komponenter.
Den första övre grenen av T bildas av elementen P1 + R3, R4 + P2 och C4. Den andra grenen består av C5, C6 och R5 + P3.
Oscillation uppstår när P1 + R3 är lika med P2 + R4, och för en specifik position för den justerbara P3.
Den resulterande vågformen kommer att vara en sinusformad våg med en signifikant amplitud och en basfrekvens som bestäms av kondensatorerna i grenarna av dubbel-T.
Förhållandet som uttrycker denna frekvens kan approximeras enligt följande: f i hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
Oscillatorns utgång riktas genom kondensatorn C7 till transistorn T1, som upprätthåller kontinuerlig oscillation genom den införda inversionen och återkopplingsförbindelsen mellan kollektorn hos T1 och den andra änden av dubbel-T.
Tricket är att justera oscillatorsteget så att det inte svänger spontant utan snarare genom en enda positiv puls som erhålls i vårt diagram från en enkel monostabil flip-flop.
Den föreslagna klassiska kretsen använder två NOR-grindar och levererar en mycket kort positiv signal på ingångens stigande kant, som också är unik och fri från oönskad studs.
Diod D1 applicerar denna puls på en gren av dubbel-T-oscillatorn, vilket utlöser en dämpad oscillation som måste justeras före användning.
Längden och frekvensen för signalen är variabel, och det är just den största fördelen med kretsen - den kan generera ett brett utbud av olika ljud: lågt, högt, långt eller kort, liknande ett stränginstrument.
Anpassningen av detta steg är avgörande och kräver mycket tålamod. Den användbara variabla signalen är ganska blygsam och kan bara höras efter förstärkning.
Bilden nedan visar ett enkelt förstärkarsteg som använder en liten integrerad krets i ett 8-stifts DIL-paket som kan leverera en maximal effekt på 2W under en 12V spänning.
Vi sammanfattar de väsentliga egenskaperna hos denna ekonomiska ljudförstärkare i en liten teknisk låda.
Den justerbara P4 fungerar som en volympotentiometer, medan kondensatorn C11 bestämmer bandbredden, här begränsad till frekvenser under 7 kHz. Den konstanta förstärkningen hos vår klass B-förstärkare beror på de tillhörande komponenterna R11 och C10.
Den förstärkta signalen leds genom kondensator C13 till högtalaren för utmatning. Även om denna rudimentära lösning låter dig uppskatta ljudet som produceras, kan den inte konkurrera med kraften hos ett Hi-Fi-system för spektakulära resultat.
Konstruktion
Det tryckta kretskortet (PCB) för denna krets för ljudeffektgenerator för pianogitarr är av blygsamma dimensioner och kommer att reproduceras med den metod du väljer enligt bilden nedan, på en skala av 1 som vanligt.
Efter etsning kommer komponenterna att monteras enligt layouten som visas i figuren nedan, med två horisontella remmar som inte får glömmas bort. Dessutom rekommenderar vi att du använder ett uttag för de integrerade kretsarna.
