Материал: Применение интегральных схем (1984)

Регулятор диапазона тональности на рис. 10.2 позволяет изменить диапазон тональности воспроизводимых звуков от нижнего до верхнего. Следует отметить, что в схеме исполь­зуются два источника положительного напряжения питания, что необходимо для микросхемы ИС₂. Получить эти два уровня напряжения можно с помощью источника питания, показанного на рис. 2.3.

10.2. Октавный электрогенератор

В данном разделе рассматривается устройство (рис. 10.3), имеющее практическую пользу в создании достаточно высо­кого качества звучания. Оно представляет собой кварцевый контрольный генератор музыкальных тонов, который можно использовать для настройки музыкальных инструментов. Хотя генератор воспроизводит лишь одну октаву, она является наи­более типичной для большинства голосов и музыкальных ин­струментов. Так, тон А в генераторе настолько близок к стан­дартному тону 440 А, что разницу не различит самый совер­шенный слух.

Выбор нот (тонов) производится с помощью 12-позицион-ного переключателя Кл₂, положения которого следует разме­стить в соответствии с маркировкой частот в ИСз. Например, верхнее положение обозначается как «Б», следующее поло­жение — «В-бемоль» и т. д.

Изготовление цепей питания в этой схеме сложнее, чем в других устройствах. Это обусловлено тем, что для интег­ральной схемы синтезатора требуется более высокое напря­жение, чем допустимое напряжение для ИС4 низкочастотно­го усилителя. Поэтому в схеме используются две отдельные батареи питания. Положительная клемма батареи напряже­нием 9 В подключается к микросхеме низкочастотного уси­лителя. Второй источник питания собирается из четырех по­следовательно соединенных батарей типа АА, дающих напря­жение 4В.

Как видно из схемы, оба источника включены после­довательно друг с другом, так что напряжение между отрицательной клеммой 9-вольтной батареи и положительной клеммой другого источника будет составлять 13 В, что необ­ходимо для микросхем ИС₁ и ИС₂, выполненных на допол­няющих МОП-транзисторах, и микросхемы ИС₃ синтезатора, выполняемой на р-канальных МОП-транзисторах. Наличие двух источников питания обусловило необходимость введения двухполюсного переключателя Кль коммутирующего одновре­менно две цепи.

Рис. 10.2. Принципиальная схема однооктавного электрооргана.

ИC₁ — четыре двухвходовых логических вентиля И-НЕ типа 4011; ИС₂ — синтезатор верхней октавы типа S50240P; ИС₃ — 4-канальный операцион­ный усилитель типа LM3900; ИС₄ — УНЧ типа LM386; R₁ — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R₂ — потенциометр 10 кОм; R₃ — R₁₆ — резистор 1 МОм, 0,25 Вт; R₁₇ — резистор 470 кОм, 0,25 Вт; С₁ — конденсатор 470 пФ; С₂ — электролитический конденсатор 1 мкФ, 35 В; С₃ — электролитический конденсатор 100 мкФ; С₄ — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Гp₁ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом; Кл₁ — Кл₁₃ — кнопочный переключатель.

Рис. 10.3. Принципиальная схема однооктавного электрогенератора.

ИC₁ — четыре двухвходовых логических вентиля И-НЕ типа 4011; ИС2 — 4-разрядный двоичный счетчик типа 4020; ИС₃ — синтезатор верхней октавы типа S50240P: ИС₄ — УНЧ типа LM386; R₁ — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R₂ — резистор 10 МОм, 0,25 Вт; R₃—R₁₄ — резистор 1 МОм, 0,25 Вт; R₁₅ — потенциометр 500 кОм; С₁, С₂ — конденсатор 47 пФ; С₃ — конденсатор 1 мкФ; С₄ — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Кл₂ — 12-позиционный переключатель; Kр₁ — кварцевый резонатор с частотой 2 МГц.

10.3. Простой метроном

После изготовления, включения и установки ритма элек­тронный метроном позволяет отсчитывать время (такты) с высокой точностью. При размещении небольшого громкого­ворителя в деревянном ящике метроном (рис. 10.4) вырабатывает непрерывную последовательность щелкающих звуков, сходных со звуками обычного механического метронома. Громкоговоритель можно заменить головным телефоном (на­ушником). Тогда можно закрепить метроном на поясном ремне и использовать его в качестве тактозадающего устрой­ства при игре упражнений в заданном темпе.

Рис. 10.4. Принципиальная схема электронного метронома.

ИС₁ — таймер типа 555; ИС₂ — УНЧ типа LM386; R₁ — потенциометр 100 кОм; R₂ — резистор 27 кОм 025 Вт; R₃ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; Я₄, — потенциометр 500 кОм; R₅ — резистор 10 Ом, 0,25 Вт; С, — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; С₂ — конденсатор 0,1 мкФ; С₃ — конденсатор 0,01 мкФ; Гp₁ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

10.4 Специальный тактовый генератор

Метрономы, подобные описанному в разд. 10.3, могут; очень пригодиться для музыкальных занятий, но они созда­ют довольно скучные монотонные звуки. Специальный так­товый генератор на рис. 10.5 также может служить в каче­стве метронома, но он способен вырабатывать восемь раз­личных тактов, в том числе и обычные «тик-так».

В этом устройстве можно программировать выделение отдельных щелчков и создавать, таким образом, необходи­мый такт. При установке такта на 3/4 генератор будет вы­рабатывать такую последовательность: «тик-так-так», «тик-так-так», а при установке такта на 4/4 будет выделяться каждый четвертый щелчок.

Характер темпа выбирается с помощью трех переключате­лей Кл_ь Кл2 и Кл₃, которые дают восемь возможных соче­таний своих положений. При этом каждому сочетанию соот­ветствует свой такт.

Радиолюбитель сам может устанавливать соответствие между положениями переключателей и получаемым при этом тактом, для чего необходимо собрать макет генератора и не­которое время потренироваться с ним. Регулятор темпа Ri позволяет устанавливать, нужный темп работы генератора, например типа марша, вальса и других танцевальных мело­дий и ритмов.

10.5. Генератор ритма

В схеме на рис. 10.6 используется выпускаемая промыш­ленностью микросхема тактового генератора, который обычно можно встретить в электроорганах. Более простой в сборке и практичный, чем генератор на рис. 10.5, он отличается так­же тем, что способен вырабатывать различные джазовые рит­мы, в том числе самбу, босу, рок, медленный рок, свинг и вальс. Более того, можно выбрать в каждом ритме отсчет такта для пяти различных ударных инструментов. Например, партия басового барабана для ритма типа рок будет несколь­ко отличаться от партии для барабана типа «бочка». В целом схема позволяет выбирать ритмы для басового, среднего, ра­бочего барабанов, «бочка» и бонго.

После сборки макета схемы на рис. 10.6 следует произве­сти ее настройку согласно табл. 10.1. Например, если необхо­димо воспроизвести партию басового барабана в вальсе, то вывод 14 микросхемы HCi подключается к источнику напря­жением + 12 В («Вальс»), а вывод 9 — к усилителю низкой частоты (УНЧ) («Басовый барабан»). Для воспроизведения партии «бочки» в ритме рока к источнику +12 В подклю­чается вывод 7 микросхемы HCi («Рок»), а к УНЧ — вывод 13 («Бочка»).

Рис. 10.5. Специальный тактовый генератор.

ИC₁ — таймер типа 555; ИС2 — 4-разрядный двоичный счетчик типа 74191; ИС₃ — 4-канальный операционный усилитель типа LM3900; ИC₄ — УНЧ типа LM386; R₁ — потенциометр 500 кОм; R₂ — резистор 47 кОм, 0,25 Вт; R₃ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R₄ — R₆ — резистор 470 кОм, 0,25 Вт; R₇ — резистор 1 МОм, 0,25 Вт; С₁ — электролитический конденсатор 1 мкФ; С₂, С₃ — конденсатор 0,1 мкФ; С₄, С₅ — электролитический конден­сатор 10 мкФ, 35 В; С₆ — электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; Fpj — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.

Таблица 10.1. Порядок подключения выводов микросхемы для выбора различных ритмов и барабанов на рис. 10.6

Рис. 10.6. Принципиальная схема генератора ритма.

ИС₁ — генератор ритма типа ММ5871; ИС₂ — УНЧ типа LM386; R₁, R₂ — резистор 100 кОм, 0.25 Вт; R₃ — потенциометр 1 МОм; R₄, R₅ — резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R₆ — резистор 10 Ом, 0,25 Вт; С₁, С₂ — конденсатор 0,005 мкФ; Сз, C₇ — электролитический конденсатор 100 мкФ, 35 В; C_t — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В; Се — электролитический конденсатор 0,1 мкФ, 35 В; Се — конденсатор 0,01 мкФ; Гр₍ — громкоговоритель на постоянном магните с сопротивлением 8 Ом.