केवल असतत घटकों का उपयोग करके बहुत बढ़िया एनालॉग सिंथेसाइज़र / अंग: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

एनालॉग सिंथेसाइज़र बहुत अच्छे होते हैं, लेकिन बनाने में भी काफी मुश्किल होते हैं।

इसलिए मैं इसे जितना आसान हो सके उतना सरल बनाना चाहता था, ताकि इसकी कार्यप्रणाली को आसानी से समझा जा सके।

इसे काम करने के लिए, आपको कुछ बुनियादी उप-सर्किट की आवश्यकता होती है: प्रतिरोधी चयन योग्य आवृत्ति आवृत्ति, कुछ चाबियाँ, और मूल एम्पलीफायर सर्किट के साथ एक साधारण ऑसीलेटर।

यदि आप चाबियों के लिए पुश बटन के बजाय कुछ प्रवाहकीय पैड का उपयोग करते हैं, तो आप अपने संस्करण को बहुत अच्छा बना सकते हैं

स्टाइलोफोन!

इस निर्देश में हम सीखेंगे कि इसे कैसे बनाया जाता है और हम सीखेंगे कि यह कैसे काम करता है।

शिक्षाप्रद शुरुआती से मध्यवर्ती इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही लोगों के लिए है।

चरण 1: आवश्यक उपकरण

आपको टांका लगाने वाले लोहे और कुछ प्रोटोटाइप बोर्ड की आवश्यकता होगी, या आप इसे ब्रेडबोर्ड पर इकट्ठा कर सकते हैं।

यदि आप थोड़ा अधिक उन्नत हैं, तो मैं आपके पीसीबी को नक़्क़ाशी करने के लिए फाइलें प्रदान करूंगा।

चरण 2: एक थरथरानवाला के साथ शुरू करना

सिंथेसाइज़र का दिल एक परिचालन एम्पलीफायर के साथ बनाया गया एक एस्टेबल मल्टीवीब्रेटर सर्किट है। इंटरनेट पर आपको इसके संचालन की बहुत लंबी और विस्तृत व्युत्पत्तियां मिलेंगी, लेकिन मैं इसके काम को और अधिक सरल तरीके से समझाने की कोशिश करूंगा।

थरथरानवाला में कुछ प्रतिरोधक और एक संधारित्र होता है।

op-amp तुलनित्र सर्किट को श्मिट ट्रिगर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है जो हिस्टैरिसीस उत्पन्न करने के लिए प्रतिरोधों R1 और R2 द्वारा प्रदान की गई सकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करता है। यह प्रतिरोधक नेटवर्क एम्पलीफायरों के आउटपुट और नॉन-इनवर्टिंग (+) इनपुट के बीच जुड़ा हुआ है। जब सकारात्मक आपूर्ति रेल पर Vo (आउटपुट वोल्टेज) संतृप्त होता है, तो op-amps गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू होता है। इसी तरह, जब Vo को नकारात्मक आपूर्ति रेल में संतृप्त किया जाता है, तो op-amps गैर-इनवर्टिंग इनपुट पर एक नकारात्मक वोल्टेज लगाया जाता है।

यह वोल्टेज आरएफ रोकनेवाला के माध्यम से (-) इनपुट पर संधारित्र को धीरे-धीरे चार्ज और डिस्चार्ज करता है। मान लें कि हम सकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज (+ Vsat) पर op-amps आउटपुट से शुरू करते हैं। संधारित्र चार्ज किया जा रहा है और इसका वोल्टेज (Vc) धीरे-धीरे बढ़ रहा है। इस बीच R1 और R2 आउटपुट सैचुरेशन वोल्टेज (+Vsat) और 0V के बीच कहीं स्थिर मान पर अपने वोल्टेज आउटपुट (Vdiv) के साथ एक वोल्टेज डिवाइडर बनाते हैं। जब संधारित्र वोल्टेज R1 और R2 वोल्टेज विभक्त के वोल्टेज से अधिक हो जाता है, तो op-amp अपनी स्थिति को नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज (-Vsat) में बदल देता है। तब संधारित्र को Rf रोकनेवाला के माध्यम से तब तक डिस्चार्ज किया जा रहा है जब तक कि इसका वोल्टेज (Vc) R1 और R2 डिवाइडर वोल्टेज (Vdiv) से कम न हो जाए। फिर यह फिर से अपनी अवस्था को प्रारंभिक अवस्था (+Vsat) में बदल देता है। और इसी तरह।

यह वास्तव में थरथरानवाला के वर्ग-तरंग वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन करता है और यदि यह सही आवृत्ति का है, तो यह एक श्रव्य स्वर उत्पन्न करता है।

चरण 3: आवृत्तियों की गणना

थरथरानवाला आवृत्ति की गणना ऊपर की तस्वीर में समीकरण के माध्यम से की जा सकती है।

आप जो चाहें इस सिंथेस को ट्यून कर सकते हैं।

मैं इसे सी प्रमुख पैमाने पर ट्यून करना चाहता था - पियानो पर सभी सफेद चाबियाँ। इस तरह, कोई "गलत" स्वर नहीं हैं और बच्चों के लिए खेलना आसान है।

इसलिए मैंने विशिष्ट स्वरों के लिए आवृत्तियों की सूची के लिए ऑनलाइन खोज की और मैंने सी 4 से सी 5 नोट को ट्यून करने का फैसला किया।

मैंने आवश्यक अवरोधक के लिए गणना की। मैंने इसे फैंसी किया और इसकी गणना मैटलैब (ऑक्टेव) के साथ की।

R1 और R2 रेसिस्टर डिवाइडर के लिए मैंने 22k ओम रेसिस्टर्स को चुना, कैपेसिटर के लिए मैंने 100nF कैप को चुना।

यहां कोड है यदि आप इसे कैलकुलेटर के साथ हाथ से करने के लिए बहुत आलसी हैं। या आप मैन्युअल रेसिस्टर गणना के लिए फ़्लिप किए गए समीकरण का उपयोग कर सकते हैं।

R1=220e3;R2=220e3;

लैम्ब्डा=R1/(R1+R2);

सी = 100e-9;

f=[२६१.६३ २९३.६६ ३२९.६३ ३४९.२३ ३९२ ४४० ४९३.८८ ५२३.२५]; आवृत्तियों की% सूची

R=1./(f.*2.*C.*log((1+lambda)/(1-lambda)))

यहाँ परिणाम हैं:

सी४ = १७३९५ ओम

डी४ = १५४९८ ओम

E4 =13806 ओम

F4 = 13032 ओम

जी४ = ११६१० ओम

ए4 = 10343 ओम

बी४ = ९२१५ ओम

सी5 = 8697 ओम

बेशक मुझे मूल्यों को निकटतम प्रतिरोधी मूल्यों में गोल करने की आवश्यकता थी। मैंने मानक E12 रोकनेवाला श्रृंखला का उपयोग किया जो कि हॉबी पार्ट्स बॉक्स में सबसे अधिक बार पाया जाता है। क्योंकि E12 रोकनेवाला श्रृंखला बहुत मोटे है, मैंने वांछित प्रतिरोध के करीब पहुंचने के लिए प्रत्येक मान के लिए श्रृंखला में 2 प्रतिरोधों का उपयोग किया और इस तरह से संश्लेषण अधिक होगा।

C4 = 2.2k + 15k ओम D4 = 15k + 470 ओम

E4 =8.2k + 5.6k ओम

F4 = 12k + 1k ओम

G4 = 4.7k + 6.8k ओम

A4 = 10k + 330 ओम

बी4 = 8.2k + 1k ओम

C5 = 8.2k + 470 ओम

चरण 4: समाप्त थरथरानवाला योजनाबद्ध

यहाँ थरथरानवाला भाग के लिए योजनाबद्ध है।

व्यक्तिगत कुंजियों के साथ, आप वांछित प्रतिरोध का चयन करते हैं और वांछित स्वर उत्पन्न होता है।

यह योजनाबद्ध बताता है कि एक साथ कई कुंजियों को दबाने पर आपको उच्च आवाज क्यों आती है। एक साथ कई कुंजियों को दबाकर, आप प्रतिरोधों की अधिक शाखाओं को समानांतर में जोड़ते हैं और प्रभावी रूप से समानांतर में उन्हें जोड़ते हैं, कुल प्रतिरोध को कम करते हैं। कम प्रतिरोध उच्च पिच वाला स्वर पैदा करता है।

चरण 5: स्पीकर एम्पलीफायर

स्पीकर एम्पलीफायर को और भी सरल किया जा सकता है, लेकिन मैंने एक सच्चा AB क्लास एम्पलीफायर स्टेज बनाने का फैसला किया।

चरण में पीएनपी और एनपीएन ट्रांजिस्टर, कपलिंग कैपेसिटर और दो पूर्वाग्रह प्रतिरोधक और डायोड होते हैं।

बहुत बुनियादी लेकिन यह अच्छी तरह से काम करता है।

एम्पलीफायर चरण के सामने मैंने वॉल्यूम समायोजित करने के लिए 100k लॉगरिदमिक (ऑडियो) पोटेंशियोमीटर लगाया।

क्योंकि सर्किट में पोटेंशियोमीटर अपने आप ऑसिलेटर (अतिरिक्त प्रतिरोध) को डी-ट्यून करेगा, मैंने इसके सामने एक ऑप-एम्प बफर को थप्पड़ मारा, जो इसके सामने सर्किट के लिए उच्च इनपुट प्रतिरोध और सर्किट के लिए कम प्रतिबाधा का परिचय देता है। यह।

मूल रूप से एक बफर 1 के लाभ के साथ एक एम्पलीफायर है।

मैं जिस opamp का उपयोग कर रहा हूं वह TL072 है जिसमें दो एम्पलीफायर सर्किट हैं, इसलिए हमें बस इतना ही चाहिए।

चरण 6: सहायक सामग्री

छवि के बाईं ओर इनपुट कनेक्टर हेडर हैं, जहां आप बिजली की आपूर्ति को जोड़ते हैं।

उनके बाद दो डायोड हैं जो गलत ध्रुवता बिजली आपूर्ति के आकस्मिक कनेक्शन के लिए सर्किट की रक्षा करते हैं।

मैंने प्रत्येक बिजली लाइन की उपस्थिति को इंगित करने के लिए दो एलईडी भी जोड़े।

चरण 7: पूर्ण योजनाबद्ध

यहाँ समाप्त योजनाबद्ध है।

चरण 8: बिजली की आपूर्ति

सर्किट को सममित बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

आपको +12V और -12V (9V भी काम करेगा) चाहिए।

मैंने टूटे हुए इंकजेट प्रिंटर से कुछ पुरानी बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया, क्योंकि इसमें +12V और -12V रेल थे (फोटो देखें)

लेकिन आप उपरोक्त योजनाबद्ध का उपयोग करके एकल 24V से एक सममित + -12V बिजली की आपूर्ति भी कर सकते हैं।

लेकिन 7812 रेगुलेटर पर हीटसिंक लगाना न भूलें।

या आप श्रृंखला में दो पृथक 12V बिजली की आपूर्ति से जुड़ सकते हैं।

चरण 9: पीसीबी

यदि आप अपने स्वयं के पीसीबी को खोदना पसंद करते हैं तो आप यहां छपाई के लिए फाइल पा सकते हैं। मैंने चाबियों के लिए 10x10 मिमी पुशबटन का इस्तेमाल किया।

बहुत से लोग जानना चाहते थे कि अच्छी बड़ी टोपी वाले बटन कहाँ मिलेंगे। यहां मैं ऐसे ही पुशबटन खोजने में कामयाब रहा, जिनका उपयोग आप कीबोर्ड के लिए कर सकते हैं:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

उन्हें ब्रेडबोर्ड पर भी फिट होना चाहिए!

यह सहबद्ध लिंक है - आप बिना लिंक के समान कीमत का भुगतान करते हैं, लेकिन मुझे एक छोटा कमीशन मिलता है ताकि मैं आने वाली परियोजनाओं के लिए और घटक खरीद सकूं:)

कैपेसिटर चयनकर्ता के लिए, मैंने हेडर को मिलाप किया ताकि मैं कैपेसिटर को जल्दी से बदल सकूं।

दूसरी तरफ, सर्किट काफी सरल है ताकि आप इसे ब्रेडबोर्ड या प्रोटोटाइप सोल्डर बोर्ड पर इकट्ठा कर सकें। विभिन्न प्रभावों के लिए घटकों के साथ छेड़छाड़ करना और उनकी अदला-बदली करना और भी आसान होगा।

स्पीकर के लिए मैंने एक पुराने आंतरिक पीसी स्पीकर को रिसाइकल किया, मैंने इसके लिए एक साधारण 3डी प्रिंटेड एनक्लोजर बनाया।

चरण 10: हो गया

अब आपका संश्लेषण हो गया है और आपको इसके साथ कुछ भयानक धुनें बजानी चाहिए!

आशा है कि आपको निर्देश योग्य पसंद आया होगा। बेझिझक मेरे अन्य निर्देश और यूट्यूब वीडियो देखें!

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