Hudební nota je definována svou frekvencí, amplitudou a zabarvením. Kdysi dávno Pythagoras zjistil měřením délek vibrujících strun, že existuje jednoduchý poměr mezi frekvencemi různých hudebních zvuků.
Například nota A (v německy mluvících zemích LA), zejména ve třetí oktávě, vibruje přesně na frekvenci 440 Hz, a to do té míry, že slouží jako reference pro ladičky nebo... pro tón slyšet, když zvednete sluchátko telefonu.
Rozsah slyšitelných frekvencí pro člověka je proměnlivý a závisí na fyziologických faktorech; klavír může rezonovat se svými 88 klávesami v rozsahu od asi 27 Hz do 4000 Hz.
Amplituda noty svým způsobem odpovídá její hlasitosti, tedy intenzitě zvuku vnímané posluchačem. Občas se k bližšímu upřesnění dynamiky v hudebních partiturách používají italské výrazy jako „forte“, „pianissimo“ atd.
Podobně, i kdyby různé nástroje měly hrát přesně stejnou notu, je snadné pochopit, že zabarvení vydávaného zvuku je u flétny a klavíru, houslí a loveckého rohu zcela odlišné.
Netvrdíme, že vám nabízíme prostředky, jak konkurovat nádherným elektronickým nástrojům dostupným na trhu.
Zdá se však možné, že zájemci z řad amatérů sestrojí malý generátor tónů, který dokonale napodobí charakteristický „drbaný“ zvuk struny, jako je kytara, nebo dokonce udeřená struna klavíru.
Jedinečnost těchto tónů spočívá v jejich kombinaci prudkého náběhu a postupného doznívání: označujeme to jako tlumené kmitání podobné struně, která se drnčí a vibruje, dokud se úplně nezastaví.
Nepřejeme si implementovat modulační zařízení, jaké se nachází v elektronických přístrojích (VCA), spokojíme se s výrobou nastavitelné sinusovky, která postupně odeznívá.
Takový signál lze také použít k simulaci různých bicích nástrojů (BICÍCH), které se nacházejí např. ve standardizovaném MIDI názvosloví syntezátorů: bicí, virbl, barely atd., samozřejmě za předpokladu dostatečného zesílení a základního generátoru pro každý nástroj, který má být napodoben, jsou k dispozici.
Základní schéma zapojení lze snadno přizpůsobit několika pečlivými úpravami. Každý generátor může být spuštěn tlačítkem nebo ještě lépe normálně zavřeným kontaktem aktivovaným pákou!
Popis obvodu
Navržené schéma zapojení je znázorněno na následujícím obrázku.
Srdcem obvodu je klasický double-T oscilátor, pojmenovaný tak kvůli charakteristickému uspořádání určitých součástek.
První horní větev T tvoří prvky P1 + R3, R4 + P2 a C4. Druhá větev se skládá z C5, C6 a R5 + P3.
Oscilace nastane, když se P1 + R3 rovná P2 + R4 a pro určitou polohu nastavitelného P3.
Výsledný průběh bude sinusový průběh s významnou amplitudou a základní frekvencí určenou kondenzátory ve větvích dvojitého T.
Vztah vyjadřující tuto frekvenci lze aproximovat následovně: f v hertzech = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
Výstup oscilátoru je směrován přes kondenzátor C7 do tranzistoru T1, který udržuje kontinuální oscilaci prostřednictvím zavedené inverze a zpětnovazebního spojení mezi kolektorem T1 a druhým koncem dvojitého T.
Trik spočívá v nastavení stupně oscilátoru tak, aby nekmital spontánně, ale spíše prostřednictvím jediného kladného impulsu získaného v našem diagramu z jednoduchého monostabilního klopného obvodu.
Navržený klasický obvod využívá dvě hradla NOR a poskytuje velmi krátký kladný signál na náběžné hraně vstupu, který je také jedinečný a bez nežádoucího skákání.
Dioda D1 aplikuje tento impuls na jednu větev oscilátoru s dvojitým T, čímž spustí tlumené kmitání, které je potřeba před použitím upravit.
Délka a frekvence signálu jsou variabilní, a to je právě hlavní výhoda obvodu – dokáže generovat širokou škálu různých zvuků: nízký, vysoký, dlouhý nebo krátký, podobně jako strunný nástroj.
Úprava této fáze je zásadní a vyžaduje hodně trpělivosti. Užitečný proměnný signál je celkem skromný a je slyšet až po zesílení.
Níže uvedený obrázek představuje jednoduchý zesilovací stupeň, který využívá malý integrovaný obvod v 8kolíkovém pouzdře DIL schopný dodat maximální výkon 2W při napětí 12V.
Základní vlastnosti tohoto ekonomického audio zesilovače shrnujeme v malé technické krabičce.
Nastavitelný P4 slouží jako potenciometr hlasitosti, zatímco kondenzátor C11 určuje šířku pásma, zde omezenou na frekvence pod 7 kHz. Konstantní zesílení našeho zesilovače třídy B závisí na přidružených součástkách R11 a C10.
Zesílený signál je veden přes kondenzátor C13 do reproduktoru pro výstup. I když vám toto základní řešení umožňuje ocenit produkovaný zvuk, nemůže konkurovat výkonu Hi-Fi systému pro velkolepé výsledky.
Konstrukce
Deska s plošnými spoji (PCB) pro tento obvod generátoru zvukových efektů klavírní kytary má skromné rozměry a bude reprodukována metodou dle vašeho výběru, jak je uvedeno na obrázku níže, v měřítku 1 jako obvykle.
Po vyleptání budou součásti namontovány podle rozložení znázorněného na obrázku níže se dvěma vodorovnými popruhy, na které byste neměli zapomenout. Dále doporučujeme použít patici pro integrované obvody.
