50 ways... The simplest synthesizer, ribbon controlled

De Wikijoan
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Contingut

Referències

Principis de síntesi d'àudio

Introduction to the Principles of Music Synthesis (amb exemples de Pure Data)

Similar, però fet amb CSound (bona pràctica per aprendre CSound):

construcció d'un ribbon sensor

construcció d'un ribbon sensor de fusta amb acabats de qualitat:

amb cinta de video (l'autor obté 150K, i jo obtinc de l'ordre de 1M)

referències

Ribbon controlled synthesizer

And here's some secret insider info: many a gliss'ing lick attributed to theremin was in fact played on a ribbon controller such as the Tannerin or PAiA Gnome, including the most famous riff of all from Brian Wilson's "Good Vibrations" -> canço dels Beach boys que utilitza un ribbon controller

Estudiant les diferents possibilitats, em decanto per realitzar el circuit proposat a http://www.gregsbasicelectronics.com/circuits/audio_oscillator.htm

La segona opció, la que guanya, és utilitzar un oscil.lador que es diu de relaxació:

Abstract

Anem a tocar Una Plata d'Enciam amb el sintetitzador d'audio més simple que ens puguem imaginar, fet a partir de components discrets. Per construir la senyal d'audio s'utilitza un oscil.lador, que s'aconsegueix desfasant la senyal 180º i realimentant-la a l'entrada. Podem fer variar la freqüència de ressonància mitjançant un sensor de resistència linial (ribbon sensor). Finalment, un senzill amplificador (utilitzant el xip LM386) ens dóna la senyal suficient per atacar un altaveu petit o l'entrada d'un amplificador.

Abstract in English

We are going to play Una Plata d'Enciam with the simplest audio synth that we can imagine, made from scratch, from discret electronic components. To build the audio signal we use an oscillator, made adding the signal whit the 180 degrees shifted signal. we can change the frequence thanks to a ribbon sensor (variable resistor). Finally, a simple audio amplifier (using the LM386 IC) outputs enough signal to drive a simple speaker or an amplifier input.

Resum

Objectius

A part de realitzar una manera més de tocar Una Plata d'Enciam, s'ha pensat que la construcció d'un sintetitzador simple a partir de parts discretes pot donar lloc a una performance. Es tractaria de construir en directe el sintetitzador, visualitzant per projector tot el procés de construcció. Mentrestant, l'actor fa un discurs/monòleg sobre algun tema. Finament, quan el sinte està construït, l'actor toca una cançó relacionada amb el discurs que ha fet, i així es tanca el número.

Desenvolupament

Twin-T Oscillator

Simulació amb LTSpice

Twin T phase shift oscillator.jpg

Material necessari

oscil.lador:

amplificador:

Segueixo l'esquema de

de totes maneres, el LM386 com a amplificador d'audio ja l'havia utilitzat en el projecte del cartrobot. Cartrobot:_robot_de_cartró_amb_materials_reciclats#LM386:_amplificador_d.27audio

Doncs al final la construcció no m'acaba de funcionar i és més difícil del que em pensava. Sembla ser que per que oscil.li és important que les resistències estiguin ben ajustades (i evidentment amb el meu ribbon això seria difícil). D'altra banda, trobo a faltar un oscil.loscopi per veure el senyal que produeix l'oscil.lador (per veure si realment oscil.la...)

Explicació de l'oscil.lador

Tt2.gif

El filtre Twin-T està explicat bé en aquest enllaç, d'on s'agafa la mateixa informació que en l'enllaç anterior de la wikipedia.

Com es veu en les gràfiques, es tracta de dos filtres: un és un filtre R-C-R ("T"), que és passa-baix que retrassa el senyal 90 graus; i l'altre és un filtre C-R-C passa-alt que avança el senyal 90 graus. Els dos junts, formen un pont (bridge) que corre el senyal 180 graus, i que si es realimenta amb un amplificador comença a oscil.lar a la freqüencia de ressonància. Totes les altres freqüencies queden eliminades. La freq de ressonància és

f=1/2*PI*RC

R1=R2=R: resistència del filtre R-C-R
C1=C2=C: condensador del filtre C-R-C
R3=R/X
C3=C*x

la condició per tal que oscil.li és que la senyal és realimenti (feedback), i que x>2.

Fent una mica de números puc veure quina és la freqüència de ressonància:

si
R=15K = R1=R2
C=0.02uF = C1=C2

f=1/2*PI*RC = 530 Hz

efectivament, dins l'espectre audible.

Per tant, per tal de què el ribbon sensor funcioni correctament he d'aconseguir que el ribbon sensor doni sortida a dues resistències iguals, i uns valors similars a 15K per al ribbon sensor:

5K - 1592 Hz
10K - 786 Hz
15K - 530 Hz
20K - 398 Hz
30K - 265 Hz

L'esquema de l'amplificador no funciona. He de fer servir el esquema del pdf del LM386 (amb guany 200 i que utilitza un condensador de 10uF). Aleshores sí que funciona. A més, l'exemple de l'amplificador de guany 20 tampoc em fa sonar res.

Altres coses que he trobat que estan mal explicades: això de què connectar i desconnectar l'emissor a terra fa que s'engegui i s'apagui l'oscil.lador jo no veig que sigui cert. El deixo sempre connectat a terra.

Evidentment, el senyal que s'obté és quadrat, i el so que produeix és de buzzer (bronzidor). Si vull un so és elegant podria començar a barallar-me amb filtres, o bé passar el senyal per un mòdul d'efectes de so com Jack-Rack.

La manera més senzilla d'aconseguir un circuit oscil.lador és amb el xip 555 (timer/oscil.lador).

Relaxation Oscillator

Fototheremin.png

És un projecte petit i està molt ben explicat a http://www.paia.com/bckit1/theory.asp

Un altre projecte/video on s'utilitza l'oscil.lador de relaxació (una fotoresistència en comptes de un ribbon sensor):

S'adjunta un foto, i efectivament, és la mateixa configuració (2 transistors: NPN i PNP). La manera com treballen els transistors i com es carrega i descarrega el condensador està ben explicat a http://www.paia.com/bckit1/theory.asp.

Una cosa important és que si en comptes del petit altaveu d'impedància de 8ohm vull ficar un jack per connectar-ho a l'entrada aux d'un ampli, aleshores he de ficar en paral.lel una resistència de 8 ohm.

Material necessari

pregunta al forum de forosdeelectronica.com

Me es fácil encontrar altavoces de 8ohm, pero me es imposible encontrarlos de 16 y 32ohm (¿alguien sabe donde?). El caso es que con 16ohm el volumen es mayor, y me gustaría que alguien me diese una explicación.

Entiendo que un altavoz de 8ohm es la impedancia, que sería la impedancia que ofrece el altavoz a quien lo ataque. Si aplico una onda de 1Vpp al altavoz, la corriente que consume el altavoz es de I=V/R. Entiendo que el volumen que da el altavoz depende de la excitación de las membranas, y por tanto a mayor corriente mayor volumen. Entonces, si el altavoz és de 16ohm, la intensidad sería menor, y el volumen menor (!pero no!, es mayor).

¿Dónde está el error en mi argumentación?

Otra cosa, he montado el proyecto http://www.paia.com/bckit1/theory.asp

Como se puede leer, si en vez de atacar la salida con un altavoz de 8ohm quiero poner un jack de audio y atacar un amplificador, he de poner una resistencia de 8ohm. ¿Cómo se explicaría pedagógicament este hecho?

"A speaker impedance from 4 to 16 ohms is required. If you want to run the audio output into an amplifier or other equipment, replace the speaker with a 6.8 ohm resistor and connect your audio input cable across that resistor."

Att,
Joan Quintana

Simulació amb LTSpice

Relaxation oscillator.jpg

Construcció del ribbon controller

La cinta de video no em va bé, doncs em dóna una resistència de l'ordre de 2MOhm, quan jo necessito un material resistiu i linial de 10-20K. Si no trobo el material adient una solució segura són els sensors soft potentiometer que es pot trobar a Sparkfun:

Una altra possibilitat seria utilitzar un llapis de grafit. En una tenda de belles arts es podria trobar algun llapis d'un número molt fort, amb força contingut de grafit... -> dóna una resistència molt alta. I què tal el paper carbó de tota la vida?? -> resistència infinita.

una altra possibilitat, tot i que no especifica ben bé el material que utilitza:

My ribbon controller is constructed three parts as follow.

"Ribbon controller" - which is made with a film of electric conductor
(like black paper which include carbon , or rubber conductive bag.
It is pasted to the vinyl chloride seat.)
Body is made by conduit pipe which is used at office etc. 

Video

Transcripció català

Anem a tocar Una Plata d'Enciam amb el sintetitzador d'audio més simple que ens puguem imaginar, fet a partir de components discrets. L'esquema elèctric és el que aquí es mostra, bàsicament és un circuit oscil.lador que dóna una freqüència de ressonància en l'espectre audible. El circuit està format per una resistència i un condensador. Quan el condensador es carrega a través de la resistència, la parella de transistors es posen a conduir; i quan es posen a conduir, el condensador es descarrega fins que els transistors es tanquen; i tornem a començar. Així doncs, és un circuit oscil.lant, és un disseny que s'anomena oscil.lador de relaxació. Podem variar la freqüència mitjançant un sensor de resistència linial que hem construit nosaltres mateixos a partir d'un plàstic resistiu.

Transcripció castellà

Vamos a tocar Una Plata d'Enciam con el sintetizador de audio más simple que nos podamos imaginar, hecho a partir de componentes discretos. El esquema eléctric es el que aquí se muestra. Básicamente es un circuito oscilador que da una frecuencia de resonancia en el espectro audible. El circuito está formado por una resistencia y un condensador. Cuando el condensador se carga a través de la resistencia, la pareja de transistores se ponen a conducir; y cuando se ponen a conducir, el condensador se descarga hasta que los transistores se cierran; y volvemos a empezar. Así pues, es un circuito oscilante, es un diseño que se llama oscilador de relajación. Podemos variar la frecuencia mediante un sensor de resistencia lineal que hemos construido nosotros mismos a partir de un plástico resistivo.

Transcripció anglès

We are going to play Una Plata d'Enciam with the simplest audio synth that we can imagine, made from scratch, from discret electronic components. I show the schematic, basically is an oscillator circuit with a ressonance frequency in the audio spectrum. The circuit has a resistor and a condenser. When the condenser charges through the resistor, the transistors pair turns on; and then, the condenser starts discharging until the transistors turn off; and we start again, so it's an oscillating circuit, we call it the relaxation oscillator. We can change the frequence thanks to a ribbon sensor made myself from a resistive plastic, that works like a lineal resistor.

Notes tècniques

Enllaços


creat per Joan Quintana Compte, gener 2011

Eines de l'usuari
Espais de noms
Variants
Accions
Navegació
Institut Jaume Balmes
Màquines recreatives
CNC
Informàtica musical
joanillo.org Planet
Eines