ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

May 17, 2010 by admin Комментировать »

Электромузыкальные инструменты пользуются популярностью у многих начинаю­щих радиолюбителей. Для тех, кто намерен заняться конструированием таких уст­ройств, повторение приведенных ниже схем можно рассматривать как первый шаг к освоению постройки более сложных и современных инструментов.

Известно, что спектры звуковых колебаний, используемых в электромузыкальных инструментах, должны удовлетворять определенным условиям. В частности, чтобы начало и конец каждой ноты не сопровождался хлопками, огибающая звуковых ко­лебаний должна быть плавной. Простейший одноголосный инструмент, удовлетворяю­щий этим условиям, можно собрать всего на одном транзисторе (рис. 1). Каждая клавиша этого инструмента замыкает один из контактов К1 — К12 и контакт К13. При этом соответствующий конденсатор С1 — С12 образует с индуктивностью катуш­ки L1 колебательный контур, который совместно с транзистором Т1 образует генера­тор с автотрансформаторной обратной связью.

Длительность «атаки» (возникновения) звука после нажатия клавиши задается постоянной времени цепочки R1C13. Длительность затухания звука определяется ве­личиной емкости конденсатора С13. В таблице приведены значения емкостей контур­ных конденсаторов для частот, соответствующих второй октаве музыкальной шкалы.

Название звука

До

до-диез

Ре

ре-диез

ми

фа

фа-диез

соль

соль-диез

ля

ля-диез

си

Частота, Гц

523

554

587

622

659

698

740

784

831

880

932

988

Емкость

Конденсаторов Cl — C12,

мкФ

0,42

0,38

0,33

0,29

0,26

0,24

0,21

0,18

0,15

0,13

0,11

0,09

Катушка индуктивности L1 и трансформатор Tp1 имеют сердечник из пластин ШЛ6Х10. Катушка L1 содержит 900+100 витков провода ПЭВ-1 0,12. Обмотка I трансформатора содержит 600, а обмотка II — 150 витков того же провода. Резисторы и конденсаторы — любого типа. В качестве 77 можно использовать транзисторы типа МП39 — МП42 любой буквенной серии.

При постройке инструмента следует обратить внимание на то, чтобы контакты К1 — К12 замыкались раньше и размыкались позже контакта К13. Резистор R3 под­бирают такой величины, чтобы надежно обеспечивалось возникновение колебаний, а ток коллектора не превышал 4 мА.

На рис. 2 приведен вариант схемы инструмента, позволяющего получить зату­хающие звуки (щипкового характера). В исходном положении конденсатор С13 за­ряжен до напряжения батареи Б1. При нажатии любой клавиши К1 — К12 замы­каются контакты 2, 3 и на генератор подается напряжение с конденсатора С13, вре­мя разряда которого зависит от данных цепи R4C14. Эта цепь определяет длитель­ность «атаки» звука. Длительность же его Затухания зависит от суммарной величины емкостей конденсаторов С13, С14 при нажатых клавишах К1 — К12 и емкости конден­сатора С14 — при отпущенной. Емкости контурных конденсаторов Cl — С12 в этой схеме значительно меньшие, чем в схеме, изображенной на рис. 1, так как на низшей частоте (клавиша нажата) в контур входит вся емкость, нужная для получения бо­лее высокого звука. Все остальные данные схемы, кроме характера контактных групп, такие же, как и в схеме предыдущего музыкального инструмента. Номиналы конден­саторов Cl — С12 легко подсчитать по уже известной таблице.

Так как контуры, настроенные на звуковые частоты, имеют низкую добротность, то при резком изменении питающего напряжения частота генератора также заметно меняется. Особенно это проявляется при затухании звука (частота повышается). Именно поэтому тембр инструмента, собранного по схеме рис. Г, приобретает- «игру­шечный» характер. Тембр же инструмента (рис. 2) имеет отдаленное сходство с тембром гавайской гитары.

Чтобы избежать изменения частоты звука при затухании, нужно добавить еще один транзистор (рис. 3). В этой схеме генератор, собранный на транзисторе 77, ра­ботает при постоянном напряжении питания, а плавная огибающая звука создается изменением напряжения питания усилителя,. выполненного на транзисторе Т2. Дли­тельность «атаки» звука определяется постоянной времени цепи R6C14, а длитель­ность затухания — величиной емкости конденсатора С14. В этой схеме, как и в схеме рис. 1, контакты К1 — К12 должны замыкаться раньше и размыкаться позже, чем контакт К13. Отвод от катушки L1 сделан от середины обмотки. Оба транзистора работают в режимах, близких к ключевому.

Длительность импульса в нагрузке — динамической головке Гр1 — и, следовательно, характер звучания можно изменять с помощью выключателя В2. Транзисторы 77, Т2 — маломощные, низкочастотные (МП39 — МГТ42). Остальные данные такие же, как у первого инструмента.

Незначительное число деталей в схеме, приведенной на рис. 1, позволяет офор: мить такой электромузыкальный инструмент в виде игрушечного пианино. Эскиз конструкции клавиатуры изображен на рис. 4. К клавишам 3 (белым) шириной при­мерно 13 мм, вырезанным из электротехнического картона или белого оргстекла, сни­зу приклеивают полоску фольги 6 из фосфористой бронзы толщиной 0,2 мм. Пружи­ны 7 также сделаны из полосок этой фольги. Резиновая лента 5 толщиной 3 — 5 мм служит изоляцией между верхними и нижними полосками. Одновременно она создает силу, возвращающую клавиши в исходное положение. Ленту с краев следует при­клеить к верхней крышке 1. Контакт между двумя полосками фольги соответствует контактам K1 — К12. При монтаже конденсаторы С1 — С12 следует соединять с пру­жиной 7, а не с клавишей-контактом 6. Контакт К13 образуется между пружиной 7 и струной 8 из никелиновой и константановой проволоки без изоляции диаметром 1 мм.

При такой конструкции клавишы любой из контактов К1 — К12 замыкается рань­ше и размыкается позже, чем контакт К13. Верхние полоски из гетинакса 4 удержи­вают клавиши от перемещения в горизонтальном направлении. К нижней полоске 4 приклеивают пружины 7, причем для каждой пружины следует сделать надфилем паз. Для улучшения контакта между пружиной 7 и струной 8, а также между пру­жиной 7 и полоской 6 на соответствующих деталях нужно сделать выдавки диамет­ром 1 мм. На полоске 6, приклеиваемой к клавише, выдавка делается в направлении, параллельном струне 8, а на пружине 7 — перпендикулярном. В электромузыкальном инструменте, собранном по схеме рис. 2, под каждой клавишей следует установить контактную группу на переключение, а к клавишам прикрепить толкатели.

При оформлении конструкции в корпусе карманного приемника в качестве Tpl можно использовать выходной трансформатор от приемника «Сокол» (сердеч­ник ШЗ X 6, обмотка I содержит 2 X 450 витков провода ПЭВ-1 0,09, обмотка II — 102 витка провода ПЭВ-1 0,23). В цепь эмиттера транзистора 77 включается полови­на первичной обмотки. В качестве катушки индуктивности L1 (рис. 1, 2) использует­ся такой же трансформатор, однако его обмотки соединяются последовательно, а в цепь эмиттера (точки «а», «б») включается обмотка, содержащая 102 витка.

На рис. 5 приведена схема рростого одноголосного электромузыкального инстру­мента, диапазон которого простирается от звука «до» первой октавы до звука «ми» второй октавы. Электронную часть инструмента образуют генератор тона, генератор вибрато и усилитель низкой частоты.

Генератор тона представляет собой несимметричный мультивибратор, смонтиро­ванный на транзисторах ТЗ, Т4 и генерирующий напряжение пилообразной формы. В таком генераторе отсутствуют переходные процессы при изменении его частоты. Частота генератора тона изменяется замыканием клавишных контактов K1 — K17, включающих в цепь эмиттера транзистора ТЗ резисторы Rl — R17 различных сопро­тивлений. Величины сопротивлений этих резисторов подбирают опытным путем во время настройки инструмента.

Цепочку резисторов Rl — R17 называют частотно-задающей. При замыкании од­ного из контактов, например К1, замыкание любых других, расположенных слева (по схеме) от него, контактов К2 — КП не приведет к изменению сопротивления в цепи эмиттера транзистора ТЗ. В этом случае частота колебаний генератора опреде­ляется только сопротивлением резистора Rl и будет соответствовать самому верхне­му тону инструмента. Такую схему построения частотно-задающей цепи называют схемой верхнего или прямого выбора звука.

Общая подстройка тона всех звуков осуществляется переменным резистором R29. Генератор тона рассчитан на работу при напряжении 7, 2 В. Избыточное напряжение гасится переменным резистором R31. Когда устанавливают новые батареи, движок этого резистора перемещают в левое (по схеме) положение, а по мере разряда бата­реи — в правое.

Генератор вибрато служит для получения вибрирующего звука. Он собран на транзисторах 77, Т2 по аналогичной схеме и генерирует колебания с частотой 5 — 7 Гц.

Усилитель низкой частоты собран по типовой схеме на транзисторе 75. Конден­сатор С8 служит для изменения тембра звучания. Включается он тумблером ВЗ.

С помощью гнезд Гн1, Гн2 инструмент может быть. подключен к входу внешнего усилителя.

В конструкции использованы маломощные низкочастотные транзисторы МП39 — МП42. В качестве Tpl взят выходной транформатор от приемника «Сокол». Клавиа­тура (рис. 6) изготовлена из электротехнического картона толщиной 1 — 1,5 мм и со­стоит из следующих деталей: 1 — подклавишный выступ; 2 — белая клавиша; 3 — черная клавиша; 4 — прокладка (замша или сукно); 5 — контактные пружины; 6 — фанерная пластинка; 93 — гвоздь; 82 — шнурок; 71 — подклавишная прокладка (бархат или сукно).

Прорези в картоне для черных клавиш делают острозаточенным ножом по метал­лической линейке. Пластинки 6 с клавишами 2 и 3 и другие детали склеивают клеем «88» или «БФ-2». Клавиши окрашивают белой и черной краской. Для удержания клавиш на одном уровне к каждой из них прикреплен шнурок, натяжение которого регулируется отгибанием гвоздя 9, вбитого в общую рейку клавиатуры. Контактные пружины 5 должны быть отрегулированы так, чтобы усилие нажатия было одина­ковым для всех клавиш.

Один из вариантов конструктивного оформления этого электромузыкального ин­струмента, выполненного автором схемы Ю. Иванковым, приведен на рис. 7. Это — музыкальная игрушка «Электронный рояль»,

Настройка инструмента сводится к точному подбору сопротивлений резисторов R1 — R17. Генератор вибрато в этом случае должен быть отключен выключателем В1. Сначала подбирают резистор R1. Для этого вместо него включают переменный рези­стор на 5 — 10 кОм, а между его движком и контактами К1 постоянной резистор на 1 кОм. Изменяя сопротивление перешенного резистора, устанавливают на слух по образцовому музыкальному инструменту (пианино, аккордеон) частоту колебаний ге­нератора тона, соответствующую звуку «ми» второй октавы. Совпадение частот гене­ратора и музыкального инструмента определяют по отсутствию биений. Затем ом­метром измеряют сопротивление временно включенной цепочки резисторов и вместо них включают в частотно-задающую цепь постоянный резистор R1 такого же сопро­тивления. Точно так же подбирают сопротивление резистора R2 (клавиша «ми-бе­моль» второй октавы), а затем последовательно сопротивления резисторов R3 — R17 (ноты: «ре», «ре-бемоль», «до», «си», «си-бемоль», «ля», «ля-бемоль», «соль», «соль-бемоль», «фа», «ми», «ми-бемоль», «ре», «ребемоль», «до»).

После настройки генератора тона приступают к регулировке генератора вибрато, которая заключается в подборе конденсатора С1, с тем чтобы частота равнялась 5 — 7 Гц. Глубину вибрации подбирают резистором R23. Если амплитуду вибрации нужно увеличить, то сопротивление резистора R23 следует уменьшить, и наоборот. Учитывая, что в данной схеме амплитуда вибрации возрастает с высотой звука, на­стройку генератора вибрато по амплитуде надо производить при нажатии верхних клавиш инструмента (К1 — КЗ). Для стабилизации частоты генератора тона можно переменный резистор R31 заменить постоянным на 510 Ом и между ним (точка «а») и плюсом источника -питания включить стабилитрон Д808 (на 7,2 В) или КС168 (6,8 В).

Питание инструментов можно производить от батареи «Крона» (рис. 1 — 3) или от двух батарей 3336Л, соединенных последовательно (рис. 5).

clip_image002[4]

Москва, Издательство ДОСААФ СССР, 1976 г. Г-80688 от 18/Ш-1976 г. Изд. № 2/763з Зак. 766

OCR Pirat

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты