Синтезатор-стилофон 4

   В этом разделе представлены варианты схемных решений некоторых узлов данного ЭМИ. Инструмент собран на основе синтезатора Е.Петрова, разработанного в середине 1980-х годов. Мной успешно испытывалась его часть без фильтра, генератора шума и низкочастотного модулирующего генератора. Но в настоящее время большинство микросхем серии К176 считается морально устаревшими по причине небольшого интервала питающего напряжения (8-10 вольт) и некоторых других характеристик (частота переключения), кроме того, найти их бывает труднее, чем аналоги более современных серий К561, КР1561 (CD4000A/B). Кроме того, в настоящее время, в отличие от 1980-х, найти недорогие хорошие ОУ значительно проще, они доступны также по 2 и по 4 штуки в одном корпусе. Поэтому, вероятно, на ОУ построить модулирующий генератор, фильтр, а также шумовой генератор будет проще, чем заниматься вводом логических элементов в аналоговый режим.
   Возможно, микросхему ИР1 или ИР10 (CD4006A/B) серии 561/1561 найти будет сложно, К564ИР1 - в корпусе с шириной 1,25 мм между выводами, что не очень удобно, поэтому на рис. слева вверху представлен генератор шума (псевдослучайной последовательности) в 8-разрядном варианте, с применением К561ИР2 (4015). Схема имеется на нескольких сайтах и представлена как измерительный шумовой генератор для частот 20-20000 Гц. На практике такой вариант мной не проверялся, и возможно, понадобится налаживание схемы, заключающееся в подборе пассивных элементов и способов подключения DD1.3, DD1.4 - попробовать разные выходы регистров. Под схемой генератора псевдослучайной последовательности приведены схемы предлагаемых к измерительному генератору пассивных RC-фильтров для получения разных шумовых оттенков - вернее, для белого шума фильтра практически нет, а для розового- ФНЧ.
  В интернете можно найти схему шумового LFSR-генератора с 16-разрядным регистром на двух К555ИР8 с комбинацией из трех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в цепи ОС, а акже рекомендации по подключению элементов обратной связи для регистров разной разрядности в таких генераторах.
  См. также  Григорян В., Мартыновским В. Генераторы шума и устройства выборки-хранения ЭМС.—Радио, 1981, № 7—8, с. 69, 70.
  Вверху справа показана схема генератора шума на стабилитроне. Перевести усиленный двумя каскадами ОУ шумовой сигнал в цифровую форму предполагается при помощи триггера Шмитта на интегральном таймере NE555 (DD1). Схема проверялась на практике. Чтобы шумовой сигнал проходил на выход триггера Шмитта, пассивными элементами ОС ОУ DA1.1, DA1.2 следует задать достаточный коэффициент усиления. Возможно вместо стабилитрона применить обратносмещенный эмиттерный переход биполярного транзистора. Если это транистор n-p-n (КТ315 и т.п.), база включается к общему проводу, а эмиттер - к точке соединения R1,R2. В случае использования p-n-p транзистора (КТ361 и аналоги), эмиттер подключается к общему проводу, а база - к точке соединения R1,R2.
   Возможно, в принципе, саму микросхему DD1 (таймер, включенный ТШ) использовать в качестве элемента манипуляции, подобно DD8.5 и DD17.1 на основной схеме, подключив ее выводы 4,8 к эмиттеру VT10 или VT19.
   Под схемой генератора шума со стабилитроном показан полосовой фильтр на транзисторах с применением в качестве ШИМ-ключей микросхемы К561КТ3 (4066).Схема взята из той же публикации Е.Петрова, добавлены только КМОП-ключи. Ключи ИМС К561КТ3 (4066) отличаются от К176КТ1 (4016) тем, что закорачивают свой вход при нулевом сигнале управления. Такой режим замыкания может быть нежелателен как для нагрузки, так и для самого ключа, поэтому в справочниках рекомендуется в случаях, к которым относится и коммутация в данном фильтре, подключать входы ключей к нагрузке через ограничительные резисторы R4*,R5* в данной схеме фильтра с транзисторами и R59.1,R60.1 на основной схеме. Возможно, будет более уместным применение в качестве ШИМ-ключей биквадратного фильтра микросхем КР1014КТ1 или МДП-транзисторов КП501 и подобных.
   Ниже приведены схемы вариантов низкочастотного можулирующего генератора. Первая взята из даташита на LM358 с формулами для расчета частоты, а вторая - из публикации Н.Бугайчука "Простой синтезатор" ("Радио", №9/1985 г., с.27-30). Вторая схема перестроена тут под однополярное питание и в ней есть регулятор формы вырабатываемого сигнала, но на практике она в однополярном варианте мной не проверялась - в двуполярном работала хорошо. Регулятор формы (скважности) сигнала - неизвестно, насколько полезная на практике вещь, может, от этой регулировки звук не так уж сильно зависит, просто, возможно, достаточно установить некую оптимальную, наиболее приятную на слух форму "пилы".  Кроме того, генератор с подобной функцией можно строить и на одной NE555, там "пила" снимается с частотозадающего конденсатора, но в той точке высокое выходное сопротивление. Тогда регулятор R69 на основной схеме придется поставить на 500кОм, либо 1МОм , либо применить для согласования эмиттерный повторитель. В генератор на NE555 тоже можно вводить регулятор скважности с двумя встечными диодами ("Радио", 1986 г., №9, с.36-37, но там самой такой схемы нет и написано между строк). Подобная схема приведена на рис. слева внизу (может поребоваться коррекция номиналов).
  Ниже предсталены разные схемные вариации биквадратного фильтра на трех ОУ с разными номиналами пассивных элементов. Подобные схемы есть и в даташитах на LM358/LM324. Автор И.Басков в статье "Управляемый фильтр для ЭМС" ("Радио" 1984 г., № 10 , с.56) предложил управлять таким фильтром с помощью резисторных оптопар.
  В середине справа представлена схема фильтра с Т-мостом ("вау-приставка"). На слух она почти как биквадратный фильтр, но проще и управляеся одним элементом ("В помощь радиолюбителю", выпуск 101, 1988 г.,с.89).Базовая резонансная частота изменяется ступенчато переключателем SA1 введением пар конденсаторов различных номиналов в Т-мост.