Zvuková zpožďovací linka je technika, při které je daný zvukový signál předán řadou digitálních paměťových stupňů, dokud není konečný zvukový výstup zpožděn o určitou dobu (obvykle v milisekundách). Když se tento zpožděný zvukový výstup vrací zpět k původnímu zvuku, vede k úžasně vylepšenému zvuku, který je bohatší, objemnější a plný funkcí jako echo a reverb.

Přehled

Poslech hudby přehrávané v místnosti významně závisí na interiérech místnosti.

Pokud je interiér místnosti naplněn mnoha moderními dekory a skleněnými okny, mohlo by to na hudbu působit příliš silně.

Na druhou stranu, pokud místnost obsahuje mnoho prvků založených na látce, jako jsou těžké závěsy, polstrovaný nábytek atd., Hudba bude mít tendenci ztrácet všechny echo a reverbové efekty a může znít docela nudně a nezajímavě.

V druhém případě se pravděpodobně můžete rozhodnout odhodit a odhodit všechny závěsy, polštáře, polštáře, sedací soupravu nebo zvolit navrhovaný obvod zvukové zpožďovací linky, který vám pomůže přirozeně obnovit atmosféru hudby, aniž byste obětovali svou oblíbenou hudbu. interiéry.

Prostřednictvím tohoto obvodu můžete skutečně generovat ozvěnu (časové zpoždění zvukového signálu) a dozvuk (po odrazech) a dosáhnout mnohem bohatšího zvuku.

Až do nedávné doby byla jedinou technikou získávání zpoždění zvukového signálu používání velmi nákladných elektronických zařízení. Dnes máme zcela novou formu IC, nazvanou „bucket-brigade“, která vám umožňuje velmi levně postavit váš osobní zpožďovací systém.

“filtr zesilovače s vysokým průchodem ”

Koncept, který je připojen mezi zdroj zvuku a předzesilovač nebo mezi předzesilovač a výkonový zesilovač, nabízí variabilní signální ozvěnu, která by mohla obohatit zvuk většiny domácích hudebních systémů.

S malými úpravami obvodu by mohl být tento nápad navíc použit jako fázor / flanger, což uživateli umožňuje získat zvukové efekty pro nahrávací aplikace a pro elektrické kytary využívané odborníky.

Bucket-brigade IC je posuvný registr MOStype sestávající ze dvou 512stupňových registrů v osamělém 14kolíkovém balení.

Pokud je zvukový signál přiváděn na vstup konstrukce lopatkové brigády a příslušné integrované obvody poháněné generátorem hodin, způsobí, že se zvukový signál bude pohybovat stupňovitě, krok za krokem, až nakonec signál dorazí na výstup s zamýšlené zpoždění.

Blokové schéma obvodu zpožďovací linky je uvedeno níže:

Když je tento zpožděný signál přiváděn zpět (recirkulován) do původního signálu, je simulován efekt dozvuku.

Kromě zajištění atmosféry v reálném čase lze obvod bucket-brigade implementovat s jakýmkoli zvukovým systémem, který produkuje syntetický stereofonní zvuk z mono zvukových zdrojů, což je užitečná volba pro „dvojí hlas“ a „fázor / lemování“.

Co je to Bucket Brigade

Pojem „kbelíková brigáda“ nám připomíná řadu mužů, kteří podávají kbelíky s vodou k boji proti požáru.

Analogový posuvný registr s kbelíkovou brigádou funguje stejným způsobem, a proto i název.

U posuvných registrů naopak kondenzátory představují „kbelíky“ připojené přímo na integrovaném obvodu PMOS. Na každém čipu může být více než 1 000 takových kondenzátorů (jeden kondenzátor a několik tranzistorů MOS na stupeň).

Prvek, který je předáván, jsou ve skutečnosti pakety elektrického náboje přes jeden stupeň k druhému. Víme, že není snadné dávat vodu rovnoměrně do a ze vědra současně.

Stejným způsobem není snadné současně nabíjet a vybíjet kondenzátor. Tento problém je vyřešen posuvnými registry a dvojicí kmitočtů hodin mimo fázi.

Během období, kdy jsou první hodiny vysoké, jsou kbelíky s „lichými“ čísly vyhozeny do následujících kbelíků s „sudými“ čísly. Jakmile dorazí druhé vysoké hodiny, sudé kbelíky jsou vyhozeny do následujících po sobě jdoucích lichých kbelíků.

Tímto způsobem se jednotlivé náboje přesouvají po čáře z jednoho stupně po druhém.

Výše uvedený obrázek je schematickým projevem 4 standardních stupňů analogového posuvného registru MN3001.

Každý IC MN3001 se skládá ze dvou 512stupňových posuvných registrů. Nezapomeňte, že stupně A a C jsou spojeny s jedním konkrétním časem, zatímco stupně B a D jsou spojeny s ostatními hodinami, aby poskytly lichý / sudý vztah.

Jak funguje obvod zpožděné linky

Následující schéma ukazuje úplné schéma linky zpoždění zvuku.

Když ve skutečnosti vytvoříte zpoždění zvukového signálu, vygenerujete řadu zajímavých zvukových efektů. Nejnápadnější je simulace efektu ozvěny.

Zpoždění způsobená kbelíkovou brigádou jsou však obvykle velmi malá, aby byla rozpoznána jako diskrétní ozvěny.

Opakování zpožděného signálu se sníženým ziskem by mohlo napodobit zdravý rozklad ozvěn v dozvukovém prostoru.

Zavedením určitého zisku během opětovné cirkulace zpožděného signálu je možné vygenerovat nepřirozený výsledek „door-spring“ pro hudbu.

Způsobení zpoždění pro instrumentální signál nebo stopu řeči o 30 nebo 40 ms a posunutí zpožděného signálu zpět na původní signál způsobí, že výstupní zvuk bude objemnější a poskytne mu dojem, že má více než počáteční množství hlasů nebo hudební hloubku.

Tento druh populárního přístupu se nazývá „dvojí hlas“. Další známý efekt krátkého zpoždění může mít podobu zvláštního zvuku, který vzniká technikou zvanou „fázování“ nebo „navíjení příruby“.

Název pochází z původního experimentu, při kterém byl ke generování časového zpoždění použit magnetofon a tření zkušené ruky na vnější straně navijáku s páskou změnilo zpoždění, aby se vytvořil akustický efekt.

Dnes by tento efekt mohl být vyvinut zcela pomocí digitální technologie, zpožděním signálu o 0,5 až 5 ms při přidávání nebo odečítání zpožděného signálu od původního signálu.

V nastavení phasor / flanger je frekvence a její harmonické, jejichž vlnové délky jsou totožné s časovým zpožděním, zcela ukončeny, zatímco všechny ostatní frekvence zesílí.

Tímto způsobem je hřebenový filtr mající frekvenci mezi zářezy upraven změnou taktovací frekvence, jak je znázorněno níže.

Výsledkem je tonální vylepšení zavedené do netónového zvuku, například bicích, činelů a také do hlasových frekvencí.

Režim phasor / flanger umožňuje replikovat stereofonní signály z monofonního původu. K dosažení tohoto cíle je fázový výstup extrahovaný zavedením zpožděného signálu odeslán do jednoho kanálu, zatímco výstup extrahovaný odečtením zpožděného signálu je odeslán opačně.

Pro diváky se fázovací efekt ruší a umožňuje jejich sluchům dobrý syntetický stereofonní efekt.

Hlavními prvky návrhů jsou nepochybně integrované obvody brigádní brigády, které jsou schopné přímo syntetizovat analogové signály. Obvody nezahrnují drahé analogově-digitální a digitálně-analogové převaděče.

Jakmile je hodinový puls z flipflopu přiveden do IC kbelíkové brigády, je stejnosměrné napájení existující na vstupu přeneseno do registru. Diskrétní bity jsou posunuty krok za krokem sekvenčními hodinovými pulsy, až nakonec po 256 pulzech dorazí na konec řádku a vydají výstupní signál.

Výstupní křivka je vyčištěna dolnoprůchodovým filtrem a jakýkoli duplicitní signál existující na vstupu, ale zpožděný o 256násobek doby hodinové frekvence.

Například když je taktovací frekvence 100 kHz, zpoždění může být 256 x 1/100 000 = 2,56 ms. Vezmeme-li v úvahu, že vzorkovací frekvence hudebního signálu na vstupu závisí na hodinové frekvenci, předpokládaný limit o 50% nižší taktovací frekvence může být maximální zvukovou frekvencí, kterou lze efektivně přenášet.

Kvůli omezením v reálném životě se však 1/3 hodinové frekvence může jevit jako realističtější designový cíl. Obvody by mohly být postupně připojovány nebo kaskádovitě nabízet delší časová zpoždění při vyšších rychlostech hodin, ačkoli vyšší šum v sériově zapojených obvodech může pravděpodobně překonat nárůst šířky pásma.

V režimu zpoždění jsou 2 posuvné registry zapojeny do série, což umožňuje použití hodinových frekvencí dvakrát vyšší.

To umožňuje naprogramovat dvojnásobnou šířku pásma pro každý posuvný registr na stejné časové zpoždění. Dokonce i v tomto režimu s dvojitou šířkou pásma hodinová frekvence potřebná pro zpoždění 40 ms omezuje šířku pásma na maximální vstupní signál 3750 Hz, což vypadá docela dobře pro hlasovou frekvenci, i když pro většinu hudebních zařízení nestačí.

V mnoha aplikacích, ve kterých je zpožděný přenos implementován do původního signálu, může být pokles šířky pásma skrytý kvůli vysokofrekvenčním signálům obsaženým v původním vstupním signálu. Pro kompenzaci normálního útlumu signálu je mezi posuvnými registry použit zesilovač 8,5 dB.

V režimu fázor / flanger je nejvyšší nutné zpoždění přibližně 5 ms, což je dostatečně malé pro použití jediného posuvného registru bez obětování šířky pásma.

Druhý posuvný registr je následně připojen paralelně s prvním, aby se zlepšil poměr S / N. Frekvence signálu jsou aplikovány ve fázi, zatímco šumové signály jsou náhodně přidávány a odečítány.

Fázor / Flanger

Blokové schéma návrhů fázorů / flangerů je uvedeno v následujícím diagramu.

Schematický diagram pro fázor / flanger je uveden níže:

V každém scénáři je čtyřnásobná brána NOR IC4 zmanipulovaná jako astabilní multivibrátor fungující na dvojnásobku stanovené frekvence hodin.

Výstup IC4 je propojen s klopným obvodem IC5, který nabízí několik přispívajících (180 ° mimo fázi mezi sebou) výstupních hodinových signálů s FIFTY PERCENT pracovními cykly.

Tyto impulsy pak fungují jako hodinové vstupy pro posuvné registry v IC2. Rezistor R16 určuje frekvenci a je pevnou velue v zpožďovacím obvodu.

Taktovací frekvenci lze podle potřeby změnit přidáním více rezistorů paralelně přes dané konektory ve fázoru / flangeru.

Zvukový vstupní signál je zpracováván přes sedm pólů nízkofrekvenčních stupňů filtru, kde jsou použity IC3 a 1/2 IC1. Filtry zajišťují celkový útlum 42 dB / oktávu na naladěné frekvenci.

Pro ilustraci, když je filtr naladěn na 5 000 Hz, signál 10 000 Hz bude zeslaben o více než 100: 1.

I když jsou filtry provozovány s vysoce zesilovanými operačními zesilovači, můžete jejich výstupy maximalizovat, než se rozběhnou rychlostí 6 dB / oktávu na pól. Tento druh filtrů se nazývá „tlumený“.

Díky správnému výběru vyvážení stupňů tlumeného a příliš tlumeného (RC) filtru je snadné nakonfigurovat filtr s plochou odezvou v zamýšleném pásmu, aby se dosáhlo 3 dB na ladicí frekvenci a funkce rychlost roll-off 6 dB násobek počtu pólů.

To je přesně to, co je implementováno v návrhech zpožďovací linky a fázor / flanger představených v tomto článku. K identifikaci hodnot rezistorů filtrů je obvykle zapotřebí značné množství statistického zpracování.

Aby to bylo jednodušší, můžete vybrat vhodné hodnoty rezistorů z tabulky hodnot filtrových rezistorů.

Využijte výhody této tabulky pro výběr hodnot rezistorů konkrétně pro obvod zpožďovací linky. (Hodnoty rezistoru filtru uvedené na obr. 4 a související seznam materiálů vám poskytne vylepšené zpoždění 5 ms s výstupem 3 dB při 15 kHz pro phasor / flanger.)

“bezkartáčový esc s kartáčovaným motorem ”

Zdroj napájení

Seznam dílů

C12 - 470 µF, 35 V
C13, C15, C16 - diskový kondenzátor 0,01 uF, diskový kondenzátor C14 -100 pF
C17 - 33 µF, 25 V

D1, D2 - IN4007
Zenerova dioda D3 -1N968 (20 V)
F1 -1/10 - pojistka proudu
Přesný regulátor napětí IC6 -723

Všechny rezistory mají toleranci I / 4 watt 5%:

R17-1k
R18 - 1M

RI9-10 ohmů
R20 - 8,2k ohmů
R21 - 7,5k ohmů
R22 - 33k ohmů
R23 - 2,4 tis

Napájecí obvod pro zvukovou zpožďovací linku je zobrazen na obrázku výše. Je postaven na regulátoru napětí IC6 k vyřazení primárního 15voltového napájecího výstupu. Posuvný registr zahrnuje zdroje každého +1 a +20 voltů.

Kolejnice +20 V se získává zenerovou diodou D3 a vedení +1 V pochází z děliče napětí konfigurovaného kolem R22 a R23.

Vzhledem k tomu, že operační zesilovače jsou poháněny prostřednictvím zdroje s jedním koncem, je nezbytné mít v obvodu pro tato zařízení funkci vedení napětí 10,5 voltů.

Konstrukce

Skutečný manuál pro leptání a vrtání skutečných rozměrů, který je stejný pro obě rozložení obvodů, ale je zapojen jiným způsobem, jak je nutné, je ukázán na obrázcích níže.

Před namontováním jakýchkoli dílů na desku plošných spojů byste měli do slotů vložit a pájet různé propojky. Poté připojte desku, jak je uvedeno výše, podle preferovaného režimu provozu.

Dávejte pozor na orientaci vývodů všech polovodičových součástek a elektrolytických kondenzátorů a vložte je správně.

Nezapomeňte držet a sestavovat zařízení MOS opatrně, protože jsou citlivá na statický náboj a mohou se poškodit statickým nábojem vyvíjeným na vašich prstech. Můžete integrovat integrované obvody přímo na desku plošných spojů nebo také použít zásuvky IC.