Een muzieknoot wordt bepaald door zijn frequentie, amplitude en timbre. Lang geleden stelde Pythagoras vast, door de lengte van trillende snaren te meten, dat er een eenvoudige verhouding bestaat tussen de frequenties van verschillende muzikale geluiden.
Zo trilt de noot A (LA in Duitstalige landen), vooral in het derde octaaf, precies op de frequentie van 440 Hz, zodanig dat het als referentie dient door stemvorken of... voor de toon gehoord wanneer u de hoorn van uw telefoon oppakt.
Het bereik van hoorbare frequenties voor mensen is variabel en hangt af van fysiologische factoren; een piano kan resoneren met zijn 88 toetsen variërend van ongeveer 27 Hz tot 4000 Hz.
De amplitude van een noot komt in zekere zin overeen met het volume ervan, d.w.z. de geluidsintensiteit die door de luisteraar wordt waargenomen. Af en toe worden Italiaanse termen als 'forte', 'pianissimo', enz. Gebruikt om de dynamiek in partituren verder te specificeren.
Evenzo, zelfs als verschillende instrumenten exact dezelfde noot zouden spelen, is het gemakkelijk te begrijpen dat het timbre van het uitgezonden geluid heel anders is tussen een fluit en een piano, een viool en een jachthoorn.
We beweren niet dat we u een manier bieden om te wedijveren met de geweldige elektronische instrumenten die op de markt verkrijgbaar zijn.
Het lijkt voor geïnteresseerde amateurs echter mogelijk om een kleine nootgenerator te bouwen die perfect het karakteristieke 'geplukte' geluid van een snaar, zoals een gitaar, of zelfs de aangeslagen snaar van een piano imiteert.
Het unieke van deze noten ligt in de combinatie van een scherpe aanslag en een geleidelijk wegsterven: we noemen dit een gedempte oscillatie, vergelijkbaar met een snaar die wordt geplukt en trilt totdat hij volledig tot stilstand komt.
Omdat we geen modulatie-apparaat willen implementeren zoals dat in elektronische instrumenten (VCA) wordt aangetroffen, zullen we ons tevreden stellen met het produceren van een instelbare sinusgolf die geleidelijk wegsterft.
Zo'n signaal kan ook worden gebruikt om de verschillende percussie-instrumenten (DRUMS) te simuleren die bijvoorbeeld voorkomen in de gestandaardiseerde MIDI-nomenclatuur van synthesizers: drums, snares, barrels, etc., mits natuurlijk voldoende versterking en een basisgenerator voor elk te imiteren instrument zijn beschikbaar.
Het basisschakelschema kan met een paar zorgvuldige aanpassingen eenvoudig worden aangepast. Elke generator kan worden geactiveerd door een drukknop of, beter nog, een normaal gesloten contact dat wordt geactiveerd door een stok!
Circuitbeschrijving
Het voorgestelde schakelschema wordt weergegeven in de volgende afbeelding.
Het hart van de schakeling is een klassieke dubbel-T-oscillator, zo genoemd vanwege de karakteristieke opstelling van bepaalde componenten.
De eerste bovenste tak van de T wordt gevormd door de elementen P1 + R3, R4 + P2 en C4. De tweede tak bestaat uit C5, C6 en R5 + P3.
Trilling treedt op wanneer P1 + R3 gelijk is aan P2 + R4, en voor een specifieke stand van de instelbare P3.
De resulterende golfvorm zal een sinusvormige golf zijn met een significante amplitude en een basisfrequentie bepaald door de condensatoren in de takken van de dubbele T.
De relatie die deze frequentie uitdrukt kan als volgt worden benaderd: f in hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
De uitvoer van de oscillator wordt via condensator C7 naar transistor T1 geleid, die een continue oscillatie handhaaft door de geïntroduceerde inversie en de terugkoppelverbinding tussen de collector van T1 en het andere uiteinde van de dubbele T.
De truc is om de oscillatortrap zo aan te passen dat deze niet spontaan oscilleert, maar door een enkele positieve puls die in ons diagram wordt verkregen uit een eenvoudige monostabiele flip-flop.
Het voorgestelde klassieke circuit maakt gebruik van twee NOR-poorten en levert een zeer kort positief signaal op de stijgende flank van de ingang, dat ook uniek is en vrij van ongewenste bounces.
Diode D1 past deze puls toe op één tak van de dubbele T-oscillator, waardoor een gedempte oscillatie wordt geactiveerd die vóór gebruik moet worden aangepast.
De duur en frequentie van het signaal zijn variabel, en dat is precies het grote voordeel van de schakeling: het kan een breed scala aan verschillende geluiden genereren: laag, hoog, lang of kort, vergelijkbaar met een snaarinstrument.
De aanpassing van deze fase is cruciaal en vereist veel geduld. Het bruikbare variabele signaal is vrij bescheiden en pas na versterking hoorbaar.
De onderstaande afbeelding toont een eenvoudige versterkertrap die gebruikmaakt van een kleine geïntegreerde schakeling in een 8-pins DIL-pakket dat een maximaal vermogen van 2 W kan leveren bij een spanning van 12 V.
We vatten de essentiële kenmerken van deze zuinige audioversterker samen in een klein technisch doosje.
De instelbare P4 dient als volumepotentiometer, terwijl condensator C11 de bandbreedte bepaalt, hier beperkt tot frequenties onder de 7 kHz. De constante versterking van onze klasse B-versterker is afhankelijk van de bijbehorende componenten R11 en C10.
Het versterkte signaal wordt via condensator C13 naar de luidspreker geleid voor uitvoer. Hoewel deze rudimentaire oplossing u in staat stelt het geproduceerde geluid te waarderen, kan het niet concurreren met de kracht van een HiFi-systeem voor spectaculaire resultaten.
Bouw
De printplaat (PCB) voor dit circuit voor het genereren van geluidseffecten voor piano en gitaar heeft bescheiden afmetingen en wordt gereproduceerd met de methode van uw keuze zoals aangegeven in de onderstaande afbeelding, zoals gewoonlijk op een schaal van 1.
Na het etsen worden de componenten gemonteerd volgens de lay-out zoals weergegeven in onderstaande figuur, met twee horizontale banden die niet mogen worden vergeten. Daarnaast raden we aan om een stopcontact te gebruiken voor de geïntegreerde schakelingen.
