VCO cho synth V / Octave và cung cấp pin?


8

Đó là một giấc mơ của tôi để xây dựng một bộ tổng hợp tương tự trong một vài năm.

Trong thời gian này, tôi đã xây dựng các VCO dựa trên bộ định thời 555, mà tôi biết nói chung không có đáp ứng tần số chính xác mà không có nhiều mạch bổ sung.

555 VCO

Tôi cũng đã xây dựng một VCO dựa trên op-amp LM58. Điều này có vẻ tốt hơn và ổn định hơn.

358 VCO

Rất nhiều thiết kế VCO mà tôi tìm thấy trên internet khá phức tạp để xây dựng và yêu cầu nguồn điện + -12v. Đây là một ví dụ về một thiết kế để chạy trên hai pin 9v đảo ngược.

VCO 358 V / Hz

Những gì tôi đang tìm kiếm là một thiết kế đơn giản, không phải là một số lượng lớn các thành phần, đáp ứng tần số V / Octave và có thể cung cấp năng lượng từ DC từ pin (hoặc hai) (với dải tần số âm thanh ở đâu đó trong khoảng 20Hz-12.5kHz).

Tôi cũng đang xem xét phương pháp DCO, phương pháp Juno sử dụng bộ chia lập trình để đạt được tần số từ đồng hồ chủ có vẻ rất hấp dẫn.


Dải tần nào? Nhắc đến 555 ngụ ý bạn đang nói về kHz, không phải MHz, nhưng bạn không bao giờ nói như vậy.
Photon

dải tần số âm thanh. chỉ cần chỉnh sửa câu hỏi để bao gồm điều này.
blarg 17/03 '

1V / quãng tám ngụ ý mối quan hệ theo cấp số nhân giữa điện áp và tần số. Làm điều này trong miền tương tự thường liên quan đến một loại diode diode nào đó, và phải mất một chút cẩn thận (và phức tạp) để làm cho một mạch như vậy vừa chính xác và đủ ổn định cho mục đích âm nhạc. Bạn cảm thấy thế nào về việc "mô phỏng" chức năng này với một vi điều khiển đơn chip?
Dave Tweed

2
1V mỗi quãng tám với dải từ 20Hz đến 15KHz là điện áp điều khiển có thể sẽ gặp vấn đề với pin 9V. Tôi không nói rằng bạn không thể thu nhỏ nó xuống nhưng tôi đang nói điều này làm tăng thêm một chút phức tạp và bạn đang tìm kiếm một thiết kế đơn giản. Độ tuyến tính của các VCO tương tự đơn giản cũng rất kém, đặc biệt nếu chúng cần kéo dài hơn 9 quãng tám. Tôi sẽ xem xét các phương pháp kỹ thuật số.
Andy aka

1
@JackDamery - mạch mới mà bạn đã thêm vẫn là mạch Hz trên mỗi volt - bạn không thể sử dụng mạch này cho VCO trong bộ tổng hợp - nó phải là octave / volt.
Andy aka

Câu trả lời:


6

Có nhiều lý do tại sao các synth analog phần lớn đã lỗi thời ngày nay, và lý do chính là việc tạo ra một VCO tốt để điều chỉnh trong một loạt các điện áp và nhiệt độ là rất khó. Tôi đề nghị một phương pháp thay thế, lai.

Sử dụng một bộ vi điều khiển đơn giản, với bộ tích hợp DAC hoặc bộ xử lý âm thanh ngoài, làm "bộ tạo dao động" của bạn. Đầu vào của MCU có thể là một điện áp tương tự với dữ liệu ADC, MIDI hoặc một số dữ liệu số khác. Đầu ra sẽ là một sóng hình sin có tần số chính xác. Đầu ra sau đó đi đến mạch tương tự của bạn lựa chọn.

Hãy chắc chắn để chạy MCU khỏi bộ thẩm thấu Xt hoặc thạch anh thật chứ không phải từ bộ tạo dao động bên trong. Bộ tạo dao động bên trong không đủ chính xác để giữ mọi thứ đồng điệu.

Điều thú vị của phương pháp này là bạn có thể dễ dàng tạo ra những thứ khác ngoài sóng hình sin. Hình vuông, hình tam giác, răng cưa hoặc một cái gì đó "tùy chỉnh" chỉ dễ dàng như một sóng hình sin. Điều này cho phép các bộ lọc tương tự của bạn hài hòa hơn để chơi và tạo ra âm thanh thú vị và hữu ích hơn. Ồ, và nó là sức mạnh khá thấp khi so sánh với các cách làm VCO điển hình.

Các synth "kỹ thuật số" đầu tiên trong những năm 1980 đã sử dụng phương pháp lai này và thực sự là tiến bộ công nghệ chính khiến các synth có sức hấp dẫn thị trường rộng hơn - ít nhất là cho đến khi chúng ta có khả năng xử lý để thực hiện hoàn toàn trong lĩnh vực kỹ thuật số.


2
Cảm ơn phản hồi thông tin này. Cách tiếp cận này rất hấp dẫn, có lẽ tôi có thể có được âm thanh tương tự như Korg DW8000? Tôi nghĩ mức độ khó khăn, đường cong học tập dốc và không thể đoán trước là một phần của sự hấp dẫn của việc xây dựng một synth tương tự.
blarg

@JackDamery - nếu bạn đi theo tuyến đường này, đừng đánh giá thấp độ chính xác của ADC. Điều khiển 3 quãng tám từ 1V đến 4V bao gồm 36 nửa cung và nếu bạn muốn có hiệu ứng glissando "mượt mà", có lẽ bạn sẽ muốn nhắm tới 20 bước cho mỗi nửa cung. Ở đầu thấp của phổ, sự thay đổi nửa cung sẽ là thay đổi điện áp khoảng 50mV và do đó bạn sẽ cần 2,5mV cho bước 1/20 một nửa cung. Điều này ngụ ý độ phân giải ADC khoảng 11 bit và điều này chỉ dành cho VCO ba quãng tám. Đi trong 16 bit nếu bạn có thể.
Andy aka

Tôi đã nghiên cứu sử dụng thư viện này cho Arduino như một máy phát dạng sóng và sau đó vẫy / lọc bằng cách sử dụng mạch tương tự. Thực sự tôi muốn trừu tượng hóa việc tạo dạng sóng từ bất kỳ vi điều khiển nào. Tôi có hiểu trong phản hồi ban đầu của bạn không, bạn đang đề xuất sử dụng điện áp tương tự để thay đổi tần số của bộ dao động kỹ thuật số để mô phỏng biến đổi tương tự.
blarg

@JackDamery Bạn có thể sử dụng bất kỳ phương tiện nào bạn muốn điều khiển MCU: MIDI, analog in, I2C, SPI, v.v. Điều đó hoàn toàn phụ thuộc vào bạn và phụ thuộc vào phần còn lại của hệ thống của bạn. Cá nhân tôi sẽ sử dụng kết nối kỹ thuật số vì tôi không muốn gây rối với sự không chính xác của tín hiệu tương tự, nhưng analog cũng có thể hoạt động.

Một cách tiếp cận khác mà tôi nhớ là đã thấy trên synth bảng cắm của ai đó (khoảng năm 1989) nhưng không bao giờ sử dụng cá nhân là sử dụng một bộ vi xử lý, DAC và mẫu tương tự quad và giữ ("quash") để tạo ra điện áp điều khiển cho bốn bộ dao động V / F tuyến tính . Bộ xử lý có thể sử dụng bảng tra cứu các nốt, loại bỏ sự cần thiết của bộ chuyển đổi hàm mũ chính xác.
supercat

4

Tôi vừa mới xây dựng thành công một VCO. Nó tạo ra sóng vuông và tam giác, có thể được điều khiển bằng điện áp (LFO, sequencer, v.v.) và dễ xây dựng. Kiểm tra này bài viết. VCO ở trang 10. Mặc dù sơ đồ ngụ ý + -15V (30V) tôi chỉ sử dụng 0-9V. IC là LM13700 OTA (bộ khuếch đại chuyển đổi hoạt động). OTA được sử dụng rộng rãi trong synths tương tự vì điều khiển điện áp có thể được nhận ra dễ dàng. OTA là một loại op amp với một vài tính năng bổ sung. Bạn có thể xây dựng VCO, VCA và VCF bằng cách sử dụng các IC này và trong bài báo Marston có sơ đồ ví dụ cho cả ba. OTA VCO từ bài viết của Ray Marston (Nuts & Volts)


Gửi cho tôi một tin nhắn tới alkopop79 tại gmail dot com! Tôi có thể giải thích nhiều hơn về các OTA. Tôi đặc biệt khuyên bạn nên đọc cuốn sách 'Op-amp IC mạch (Máy tính xách tay nhỏ) của Forest Mim. LM13700 có thể được mua giá rẻ từ Rapid Online ở Anh (chúng rất đắt trên Ebay!). Sử dụng OTA không dễ dàng nhưng thú vị hơn nhiều so với vi điều khiển! Chúng đã được sử dụng từ những năm 70 trong nhiều synths.
alkopop79

2

Làm thế nào về một cái gì đó như AD654 ? Phạm vi freq là 0-500kHz. Nó có thể điều chỉnh bằng cặp RC, trong đó . Nếu bạn không thể có phạm vi phù hợp, bạn luôn có thể bật một chia cho 10 trên đầu ra.f=V10RC


Nếu bạn bắt đầu tự tìm kiếm, tôi thấy rằng đối với các tần số thấp như thế này, thuật ngữ tìm kiếm tốt hơn là "Bộ biến đổi điện áp thành tần số", vì VCO sẽ mang lại các thiết bị tần số cao hơn nhiều
Scott Seidman

Tôi thấy có một cộng đồng xây dựng synth nhỏ. Nhưng thường thì thiết kế của họ dựa trên khó có được IC lỗi thời và bộ nguồn +/- 15v. AD564 trông thú vị. Tôi đang cố gắng tìm một ví dụ về nó được sử dụng như một VCO.
blarg

Đó một VCO. IC này sẽ làm những gì bạn cần, miễn là bạn không cần sóng hình sin, hoặc đại loại như thế. Đọc bảng dữ liệu cẩn thận, mặc dù. Nếu bạn muốn có phạm vi đầu vào 5v, có vẻ như bạn sẽ cần cấp nguồn cho w / 9v. Tôi không thể thấy các giới hạn về mức độ đầu vào có thể thay đổi nhanh như thế nào, nhưng họ nói về IC sau sóng hình sin 60Hz không có đầu dò và tôi nghi ngờ rằng nó sẽ theo một thỏa thuận tốt nhanh hơn thế.
Scott Seidman

Âm thanh như cộng đồng synth giống như một số cộng đồng mà tôi đã xử lý trong các ngành khoa học, nơi các mạch đã được giải quyết cách đây nhiều năm bởi một sinh viên tốt nghiệp tài năng (hoặc không) từ lâu, và sau đó chuyển từ người cố vấn sang người cố vấn như đó là kinh sách tinh tế, không bao giờ được thay đổi. ;)
Scott Seidman

AD654 trông giống như một bộ phận tuyệt vời, nhưng nó có 10% "lỗi hiệu chỉnh toàn thang đo". Không rõ những gì gây ra lỗi này, nhưng rất có thể là các biến thể chip-to-chip và lão hóa. Ngoài ra còn có một số trang của biểu dữ liệu thảo luận về hiệu chuẩn.

1

@JackDamery - nếu bạn có thể đề xuất mạch VCO với đường ray cung cấp không phù hợp với pin 9V thì có lẽ ai đó có thể đề xuất các thay đổi để làm cho nó hoạt động từ pin 9V. Nhưng chỉ có bạn biết bao nhiêu "đơn giản" có nghĩa là. Ngoài ra, có thể dễ dàng hơn để sản xuất các mạch điện cung cấp +/- 12V từ pin 9V nhưng lưu ý rằng tuổi thọ của pin có thể giảm.

Ngoài ra, bây giờ bạn nói Hz / V trong câu hỏi của bạn và điều này, tôi không nghĩ, là những gì bạn cần - bạn cần tăng gấp đôi tần số cho mỗi bước tăng điện áp giống hệt nhau, tức là 1 quãng tám trên mỗi volt như đã đề cập trước đây. Một VCO tổng hợp không làm điều này bị hạn chế ở chỗ bạn không thể "trộn" các đầu ra VCO và điều khiển chúng từ cùng một điện áp điều khiển đầu vào mà không bị rác vào tai.


Đây là một mạch tôi đã thử không thành công trên +/- 9v bằng hai pin pp3. Tôi muốn rất giống thích ứng với nó để 9v electro-music.com/forum/topic-41483.html
blarg

Đây là mạch Hz trên mỗi volt và không phù hợp cho bộ tổng hợp âm nhạc. Nó cần phải là Octave mỗi volt, tức là tần số tăng gấp đôi cho mỗi lần tăng volt trên đầu vào VCO hoặc đặt một cách khác cho mỗi lần tăng nửa cung được tạo ra bởi sự tăng điện áp đầu vào giống hệt nhau - ở 100Hz, cao hơn nửa cung là 105,9Hz, nửa cung tiếp theo cao hơn là 112,2Hz - bước mới là 6,3Hz so với 5,9Hz cho bước đầu tiên.
Andy aka

Kể từ đó, tôi đã làm cho nó hoạt động trên +/- 12 v và xây dựng bộ chuyển đổi hàm mũ 1v cho mỗi quãng tám để điều khiển. Kiểm soát được cung cấp bởi MIDI đến CV bằng cách sử dụng Arduino với DAC IC.
blarg

@JackDamery thật tuyệt vời Jack - bạn đã sử dụng công cụ chuyển đổi theo cấp số nhân nào?
Andy aka

Cảm ơn andy, nó chỉ theo dõi khoảng 3 quãng tám mặc dù tương tự RẤT. Đây là một clip âm thanh soundcloud.com/dot Tôi đã sử dụng bộ chuyển đổi expo được minh họa ở cửa sổ bên trái phía dưới của sơ đồ này, nhưng tôi phải phụ các bóng bán dẫn. electro-music.com/forum/phpbb-files/40106vco_954.png
blarg

0

Nói chung, sự ổn định là một vấn đề lớn với các bộ biến đổi quãng tám sang tần số của một vài quãng tám cần thiết trong một nhạc cụ. Có rất nhiều mạch ngoài đó, vì vậy tôi sẽ chỉ giải quyết vấn đề chung về mối quan tâm ổn định.

Bạn cần một số loại vòng phản hồi để điều chỉnh bộ dao động trong thời gian thực. Bạn có thể thực hiện nó trong một vi điều khiển nhỏ có thể đo điện áp điểm đặt tần số và cũng sẽ đếm tần số đầu ra của bộ dao động. Đầu ra điều chỉnh của MCU có thể được cung cấp thông qua chiết áp kỹ thuật số, hoặc được đưa vào dưới dạng điện áp vào mạch dao động - tất cả phụ thuộc vào thiết kế của bộ dao động.

Lý do tôi gọi bộ dao động là "quãng tám đến tần số" là vì nó ngụ ý rằng mối quan hệ VF là phi tuyến. Điện áp tỷ lệ với logarit của tần số.


0

Bằng cách sử dụng một bóng bán dẫn NPN / PNP / +/- 9 volt của bóng bán dẫn làm nguồn tham chiếu dòng không đổi / vào một bộ chia điện áp điện trở bước bằng nhau / điện áp điều khiển 1volt / octave chính xác có thể được lấy. Việc chuyển đổi theo cấp số nhân được thực hiện bởi các điốt / cơ sở 2 Nhật ký / hoặc 1v / octave = 12 semitones = 2f.

Cả Sequential Circuits & Oberheim đều sử dụng các phương pháp tương tự. Một ADC được sử dụng để đọc / ghi lại các giá trị của các nồi điều khiển / và những từ kỹ thuật số này được lưu trữ dưới dạng các bản vá chương trình.

VCO '$ / VCF' $ / VC @ '$ thực tế là Chip điện tử Curtis 3310/3320/3330 / và SEM' $ một con chip kém ổn định hơn được sử dụng trong Phiên bản 1 & 2 Prophets.

DACS đã được sử dụng cho bộ điều biến kỹ thuật số / LFO $ / SAH / Arpeggiatos / Portamento / Summers, v.v. Có một số cách khác nhau để làm điều đó.

Trước hết quyết định / Phụ gia hay Subtractive Synth? Phép trừ hoạt động bằng cách sử dụng VCF '$ để định hình sóng / VCA' $ để điều khiển ADSR trên cả VCO '$ / Hầu hết các synth đầu tiên đều có tính năng đồng bộ hóa các Bộ tạo dao động giọng nói này.

Tất cả đều dựa trên 1volt / quãng tám. Một cuốn sách tốt? Các ứng dụng âm nhạc của bộ vi xử lý ... Hal Chamberlain ... Electro Notes ...

Quá nhiều nguồn để liệt kê ở đây. Google nó. Hãy thử sơ đồ 5? OBXA / OB-8

Bộ chia điện áp từ trên xuống / bộ chia bàn phím dựa trên số mũ / không tuyến tính / bóng bán dẫn / 1 volt mỗi quãng tám. CV đầu ra '$ / CV đầu vào' giống nhau @ 1v / quãng tám. Tiêu chuẩn.

http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Vol thế-control-idcillator-VCO-circuit-with-a-555-timer.php

https://drive.google.com/file/d/0B23HmiX6RdPbVVVCOUhpS05lNDg/view?usp=drivedk

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.