如何制作一个音频合成器?

合成器电路是能够使用电子设备产生音频信号的电路。现代合成器现在非常流行,因为它提供了制作优质音乐的便利性。您可能已经看到一些类似的合成器电路,例如电子钢琴,midi发生器等。该电路可以添加到音频合成器的长列表中。它可以通过按下按钮生成音符的声音。从某种意义上说,这是一个电子钢琴电路。
集成电路max038:
该芯片是高频波形发生器。它应通过其v+和v-引脚以+5v和-5v供电。为此,您可以使用此+5v和-5v电源电路。该芯片能够产生三种不同类型的波形:方形、三角形和正弦波。
该芯片的输出频率范围为0.1hz至20mhz。在此之上,输出波本质上将被扭曲。该芯片的输出波形将通过向a0和a1引脚馈送适当的逻辑输入来选择。
该芯片的输出频率取决于两个因素。一种是连接到cosc引脚的外部电容器。另一个是进入其iin引脚的电流。
它还提供修改占空比和微调输出波频率的规定,方法是向其fadj和dadj引脚施加-2.4v至+2.4v电压。当dadj引脚被拉至0v时,波形的占空比保持在50%。
同样,当fadj和dadj引脚被拉至0v时,频率调谐和占空比调整功能将关闭。此时,输出频率仅取决于cosc引脚中的iin电流和电容。
音频合成器电路的工作原理:
集成的max038是该电路的核心。该波形发生器使用外部电阻器和电容器进行配置,以产生三种不同波形的信号:正弦波、三角波和方波。如前所述,该芯片的输出频率取决于iin引脚的电流和连接到cosc引脚的电容值。
根据数据手册,ref引脚提供约2.5v的基准电压,并能够提供约200ma的电流。因此,我们使用5k电阻r1将电流限制在100ua,并将其馈送到iin引脚。这是因为 iin 引脚的推荐电流输入为 1ua 至 750ua,我们在这里选择 100ua。
流向iin引脚的电流馈送振荡器电流发生器,进而馈送至内部振荡器。外部电容器 c1、c2、c3、c4、c5 通过按钮连接到内部振荡器。
按下按钮时,振荡器对电容器进行充电和放电。因此,这会影响输出信号的频率。因此,当按下按钮时,它将电容器连接到cosc引脚,从而在第19个引脚中产生相应的频率输出。
这由公式控制。
fo(mhz) = iin( uf ) / cf ( pf )
这里还使用可变电阻rv2来修改fadj引脚的输入电压。这可以将使用上述公式固定的标称输出频率修改+70%至-70%。12k电阻r3从dadj接地,因为我们不需要调整电路中的占空比。使用可变电阻而不是 ref 中的 12k 来启用此功能。
钢琴键频率:
为了固定音频合成器每个键的输出频率,我将使用钢琴键频率
我选择了钢琴音符及其各自的频率来固定电容。请注意,该电路不能产生钢琴的声音,因为钢琴输出波形非常复杂,而是使用其频率作为参考。
固定电容值:
让我们使用公式固定上述频率的电容值。请注意,您必须将频率和电流值转换为下面指定的单位。
波形选择:
可以通过向引脚a0和a1馈送适当的逻辑来选择输出波形。电路中的两个单刀双掷开关(sw1和sw2)交替连接到+vcc和gnd。这将有助于我们做出此选择。下表显示了方波、正弦波和三角波的选择条件。
现在,max038的配置已经完成。按下按钮时,将使用连接到按钮的电容器固定频率的sw1和sw2的选定波形作为该音频合成器电路的输出。
输出波形从+5v电源轨变为-5v电源轨,最大电流为20ma。该电流不足以驱动扬声器,因此我们需要一个放大器级来执行此操作。
放大器级:
该放大器基于互补推挽放大器,因为它具有正轨至负轨输入。电路使用互补晶体管对tip2955(pnp)和tip3055(npn)来工作。
耦合电容c8和c9去除输入信号中的直流分量。使用r4、r5和rv1的电阻分压器网络设置两个晶体管的偏置点。晶体管应使用rv2设置为截止操作模式,因为当没有输入信号时,它将消除晶体管消耗的静态电流。
当输入信号的正周期馈入电路时,q1导通,q2将处于关断状态。q1集电极电流在此瞬间流动。正循环将在输出中表现出来。而在负循环期间,q2 导通,q1 将关闭。负循环将显示在输出中。
输出中再现的波形将驱动扬声器,因为它有足够的电流。这将产生类似于音符的声音。
使用按钮发疯

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