ピアノ、ギター効果音発生回路

音符は、周波数、振幅、音色によって定義されます。昔、ピタゴラスは、振動する弦の長さを測定することによって、さまざまな楽音の周波数間に単純な比率が存在することを確立しました。

たとえば、音 A (ドイツ語圏では LA) は、特に第 3 オクターブで、440 Hz の周波数で正確に振動し、音叉や... 音色の基準として機能するほどです。電話の受話器を取ると聞こえます。

人間の可聴周波数の範囲は可変であり、生理学的要因によって異なります。ピアノは、約 27 Hz から 4000 Hz の範囲の 88 鍵盤で共鳴できます。

音の振幅は、ある意味、その音量、つまりリスナーが知覚する音の強さに対応します。場合によっては、「フォルテ」、「ピアニッシモ」などのイタリア語の用語が、楽譜の強弱をさらに指定するために使用されます。

同様に、異なる楽器がまったく同じ音を演奏したとしても、フルートとピアノ、ヴァイオリンと狩猟笛などでは、発せられる音の音色が大きく異なることは容易に理解できます。

私たちは、市場で入手可能な素晴らしい電子機器に匹敵する手段を提供すると主張するものではありません。

しかし、興味のあるアマチュアであれば、ギターなどの弦の特徴的な「弾かれた」音、さらにはピアノの打弦音さえも完全に模倣する小さな音符発生器を構築することは可能であるようです。

これらの音のユニークさは、鋭いアタックと緩やかな減衰の組み合わせにあります。これを減衰振動と呼びます。弦を弾いて完全に停止するまで振動するのに似ています。

電子楽器 (VCA) にあるような変調デバイスを実装することは望ましくなく、徐々に消えていく調整可能な正弦波を生成することに満足します。

このような信号は、たとえば、シンセサイザーの標準化された MIDI 命名法に見られるさまざまな打楽器 (DRUMS) をシミュレートするために使用することもできます。もちろん、十分な増幅と基本的なジェネレーターがあれば、ドラム、スネア、バレルなどです。模倣する楽器ごとに用意されています。

基本的な回路図は、いくつかの注意深い調整を行うことで簡単に適合させることができます。各発電機は、押しボタンによってトリガーすることも、スティックによって作動する常閉接点によってトリガーすることもできます。

回路説明

提案された回路図を次の図に示します。

回路の中心となるのは古典的なダブル T オシレーターで、特定のコンポーネントの特徴的な配置にちなんでそう名付けられました。

T の最初の上部ブランチは、要素 P1 + R3、R4 + P2、および C4 によって形成されます。 2 番目のブランチは C5、C6、および R5 + P3 で構成されます。

発振は、P1 + R3 が P2 + R4 に等しい場合、および調整可能な P3 の特定の位置で発生します。

結果として得られる波形は、大きな振幅と、ダブル T の分岐内のコンデンサによって決定される基本周波数を備えた正弦波になります。

この周波数を表す関係は次のように近似できます: f (ヘルツ) = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4。

発振器の出力はコンデンサ C7 を介してトランジスタ T1 に送られ、トランジスタ T1 は導入された反転と T1 のコレクタとダブル T の他端の間のフィードバック接続を通じて連続発振を維持します。

秘訣は、発振段が自発的に発振するのではなく、図にある単純な単安定フリップフロップから得られる単一の正のパルスを通じて発振するように発振段を調整することです。

提案された古典的な回路は 2 つの NOR ゲートを使用し、入力の立ち上がりエッジで非常に短い正の信号を送信します。これも独特で、不要なバウンスがありません。

ダイオード D1 はこのパルスをダブル T 発振器の 1 つのブランチに適用し、使用前に調整する必要がある減衰発振をトリガーします。

信号の持続時間と周波数は可変であり、それがまさにこの回路の主な利点です。弦楽器と同様に、低音、高音、長音、短音など、幅広い異なるサウンドを生成できます。

この段階の調整は非常に重要であり、多くの忍耐が必要です。有用な可変信号は非常に控えめであり、増幅後にのみ聞くことができます。

以下の図は、12V 電圧下で最大 2W の電力を供給できる 8 ピン DIL パッケージの小型集積回路を利用した単純な増幅段を示しています。

この経済的なオーディオアンプの重要な特性を小さなテクニカルボックスにまとめました。

調整可能な P4 はボリュームポテンショメータとして機能し、コンデンサ C11 は帯域幅を決定しますが、ここでは 7 kHz 未満の周波数に制限されます。クラス B アンプの一定ゲインは、関連するコンポーネント R11 と C10 に依存します。

増幅された信号は、コンデンサ C13 を介してスピーカーに送られ、出力されます。この基本的なソリューションでは、生成されるサウンドを評価することはできますが、素晴らしい結果を得るには Hi-Fi システムのパワーに匹敵することはできません。

工事

このピアノ ギター サウンド エフェクト ジェネレーター回路のプリント基板 (PCB) は適度な寸法で、下図に示すように、通常どおり 1 のスケールで、選択した方法を使用して再現されます。

エッチング後、コンポーネントは下図に示すレイアウトに従って取り付けられます。忘れてはいけない 2 本の水平ストラップが付いています。さらに、集積回路にはソケットを使用することをお勧めします。