Ses Gecikme Hattı Devresi - Yankı, Yankı Efektleri için

Bir ses gecikme hattı, belirli bir ses sinyalinin, nihai ses çıkışı belirli bir süre (genellikle milisaniye cinsinden) geciktirilene kadar bir dizi dijital depolama aşamasından geçirildiği bir tekniktir. Bu gecikmiş ses çıkışı orijinal sese geri beslendiğinde, daha zengin, daha hacimli ve yankı ve yankı gibi özelliklerle doldurulmuş inanılmaz derecede geliştirilmiş bir sesle sonuçlanır.

Genel Bakış

Bir odanın içinde çalınan bir müziğin dinleme deneyimi, büyük ölçüde odanın iç kısmına bağlıdır.

Odanın içi birçok modern dekor ve cam pencereyle doluysa, bu müzik üzerinde çok fazla yankı etkisi yaratabilir.

Öte yandan, odada ağır perdeler, yastıklı mobilyalar vb. Gibi çok sayıda kumaş temelli öğe varsa, müzik tüm yankı ve yankı efektlerini kaybetme eğiliminde olacak ve oldukça sıkıcı ve ilgi çekici olmayabilir.

İkinci durumda, muhtemelen tüm perdeleri, yastıkları, yastıkları, koltuk takımını atıp atmayı seçebilir veya en sevdiğiniz müzikten ödün vermeden müziğin ambiyansını doğal bir şekilde eski haline getirmenize yardımcı olacak önerilen ses gecikme hattı devresini tercih edebilirsiniz. iç mekanlar.

Bu devre sayesinde aslında bir yankı (ses sinyali zaman gecikmesi) ve yankılanma (yansımalardan sonra) üretebilir ve çok daha zengin bir ses elde edebilirsiniz.

Çok uzun zaman öncesine kadar, bir ses sinyali gecikmesi elde etmenin tek tekniği çok maliyetli elektronik cihazlar kullanmaktı. Bugün, kişisel gecikme sisteminizi çok ucuza kurmanıza olanak tanıyan 'kova-tugay' adı verilen yepyeni bir IC formumuz var.

Ses kaynağı ile ön amplifikatör arasına veya preamp ile güç amplifikatörü arasına takılan konsept, çoğu ev müzik sisteminden gelen sesi zenginleştirebilecek değişken bir sinyal yankısı sunar.

Küçük devre modifikasyonları ile, fikir ek olarak fazör / flanger olarak da uygulanabilir ve kullanıcının kayıt uygulamaları ve uzmanlar tarafından kullanılan elektro gitarlar için ses efektleri elde etmesine izin verir.

Kova-tugay IC, tek bir 14 pinli pakette iki 512 aşamalı kayıttan oluşan MOS tipi bir kaydırma yazmacıdır.

Kova-tugay tasarımının girişine bir ses sinyali beslenirse ve bir saat üreteci ile sürülen ilgili IC'ler, ses sinyalinin kademeli bir şekilde adım adım hareket etmesine neden olur ve sonunda sinyal çıkışa ulaşana kadar. amaçlanan gecikme.

Gecikme hattı devresi için blok şeması aşağıda gösterilmiştir:

Bu gecikmiş sinyal orijinal sinyale geri beslendiğinde (yeniden dolaştırıldığında), bir yankılama efekti simüle edilir.

Gerçek zamanlı ambiyans sunmanın yanı sıra, kova-tugay devresi, mono ses kaynaklarından sentetik stereo ses üretmek için herhangi bir ses sistemi ile uygulanabilir, 'çift seslendirme' ve 'fazör / ses efekti' için kullanışlı bir seçenek.

Kova Tugayı nedir

'Kova tugayı' terimi bize bir yangın tehlikesiyle mücadele etmek için kova su veren bir grup adamı hatırlatır.

Kova-tugay analog vardiya yazmacı aynı şekilde çalışır ve dolayısıyla adı.

Öte yandan, kaydırma yazmaçları ile kapasitörler, doğrudan PMOS IC'ye bağlanan 'kovaları' temsil eder. Her bir yongada 1000'den fazla kapasitör olabilir (tek bir kapasitör ve kademe başına birkaç MOS transistörü).

Aktarılan eleman aslında bir aşamadan diğerine elektrik yükü paketleridir. Bir kovaya aynı anda eşit miktarda su koymanın kolay olmadığını biliyoruz.

Aynı şekilde, bir kapasitörün aynı anda şarj edilmesi ve boşaltılması da kolay değildir. Bu sorun, kaydırma yazmaçları ve bir çift faz dışı saat frekansı aracılığıyla çözülür.

İlk saatin yüksek olduğu dönemde, 'tek' rakamlı kovalar 'çift' rakamlı sonraki kovalara atılır. İkinci yüksek saat gelir gelmez, çift kovalar aşağıdaki ardışık tekli kovalara fırlatılır.

Bu şekilde, bireysel yükler hat boyunca her seferinde bir aşamadan kaydırılır.

Yukarıdaki görüntü, MN3001 analog kaydırma yazmacının 4 standart aşamasının şematik bir tezahürüdür.

Her MN3001 IC, iki adet 512 aşamalı kaydırma yazmacından oluşur. A ve C aşamalarının belirli bir saate bağlı olduğunu, B ve D aşamalarının ise tek / çift ilişkisini sağlamak için diğer saate bağlandığını unutmayın.

Gecikme Hattı Devresi Nasıl Çalışır?

Aşağıdaki şema, ses gecikme hattı için tam bir şema göstermektedir.

Bir ses sinyalinde gerçekten bir gecikme yarattığınızda, çeşitli ilginç ses efektleri oluşturursunuz. En dikkat çekici olanı yankı etkisinin simülasyonudur.

Bununla birlikte, kova tugayının yarattığı gecikmeler, ayrık yankılar olarak kabul edilmek için genellikle çok küçüktür.

Gecikmiş sinyalin azaltılmış kazançla tekrarlanması, yankılanan bir alanda yankıların sağlıklı bir şekilde azalmasını taklit edebilir.

Gecikmiş sinyalin yeniden sirkülasyonu boyunca belirli bir kazanım getirilerek, müzik için doğal olmayan bir 'kapı yay' sonucunun üretilmesi mümkün olabilir.

Bir enstrümantal sinyal veya konuşma izinde 30 veya 40 ms gecikmeye neden olmak ve gecikmiş sinyali orijinal sinyale geri itmek, çıkış sesini daha hacimli üretecek ve ona ilk ses miktarından veya müzik derinliğinden daha fazlasına sahip olduğu izlenimini verecektir.

Bu tür popüler yaklaşıma 'çift seslendirme' denir. İyi bilinen başka bir kısa gecikme etkisi, 'fazlama' veya 'makara-flanşlama' adı verilen bir teknikle ortaya çıkan özel bir ses biçiminde olabilir.

Başlık, zaman gecikmesini oluşturmak için bir kayıt cihazının kullanıldığı ve yetenekli bir elin bant besleme makarasının dış tarafına sürtünmesinin akustik efekt oluşturmak için gecikmeyi değiştirdiği orijinal deneyinden geliyor.

Günümüzde bu etki, orijinal sinyalden gecikmeli sinyal eklerken veya çıkarırken sinyali 0,5 ila 5 ms geciktirerek tamamen dijital teknolojiyle geliştirilebilir.

Fazör / flanger ayarında, dalga boyları zaman gecikmesiyle aynı olan frekans ve harmonikleri, diğer tüm frekanslar güçlendirilirken tamamen sonlandırılır.

Bu şekilde, çentikler arasında bir frekansa sahip olan bir tarak filtresi, aşağıda gösterildiği gibi saat frekansı değiştirilerek modifiye edilir.

Sonuç, ton olmayan bir sese, örneğin davullara, zillere ve ayrıca vokal frekanslarına eklenen bir ton iyileştirmesidir.

Fazör / flanger modu, stereofonik sinyalleri monofonik bir kaynaktan kopyalamanızı sağlar. Bunu başarmak için, gecikmeli sinyalin eklenmesiyle çıkarılan aşamalı çıktı bir kanala gönderilirken, gecikmeli sinyalin çıkarılmasıyla çıkarılan çıktı tersine gönderilir.

Seyirciler için, aşamalı efekt iptal edilerek kulaklarına iyi bir sentetik stereo efekti verir.

Tasarımların ana unsurları şüphesiz analog sinyalleri doğrudan sentezleyebilen kova-tugay IC'leridir. Devreler, pahalı analogdan dijitale ve dijitalden analoğa dönüştürücüler içermez.

İki duraklılıktan gelen saat darbesi kova-tugay IC'ye beslenir beslenmez, girişte mevcut olan DC kaynağı yazmacıya aktarılır. Ayrık bitler, 256 darbeden sonra, hattın sonuna varana ve çıkış sinyalini verene kadar, ardışık saat darbeleri aracılığıyla aşama aşama kaydırılır.

Çıkış dalga formu, bir alçak geçiren filtre ile ve girişte mevcut olan ancak saat frekansının periyodunun 256 katı kadar geciktirilen her neyse, yinelenen sinyal ile temizlenir.

Örneğin, saat frekansı 100 kHz olduğunda, gecikme 256 x 1 / 100.000 = 2.56 ms olabilir. Girişteki müzik sinyalinin örnekleme oranının saat frekansına bağlı olduğu dikkate alındığında,% 50 daha düşük saat frekansı gibi bir varsayım sınırı, etkin bir şekilde aktarılabilen maksimum ses frekansı olabilir.

Bununla birlikte, gerçek yaşam kısıtlamaları nedeniyle, saat frekansının 1 / 3'ü daha gerçekçi bir tasarım hedefi gibi görünebilir. Devreler, artan saat hızlarında daha uzun zaman gecikmeleri sunmak için sıralı olarak bağlanabilir veya kademeli olarak bağlanabilir, ancak seri bağlı devrelerdeki yüksek gürültü bant genişliğindeki artışı muhtemelen aşabilir.

Gecikme modunda, 2 vardiya kaydı seri olarak bağlanır, bu da saat frekanslarının iki kat daha yüksek kullanılmasını sağlar.

Bu, her kaydıran yazmaç için bant genişliğinin iki katı kadar aynı zaman gecikmesi için programlanmasına izin verir. Bu çift bant genişliği modunda bile, 40 ms'lik bir gecikme için gerekli olan saat frekansı, bant genişliğini maksimum 3750 Hz giriş sinyali ile sınırlar, bu da çoğu müzik ekipmanı için yeterli olmasa da ses frekansı için oldukça yeterlidir.

Gecikmeli iletimin orijinal sinyale uygulandığı birçok uygulamada, bant genişliğindeki azalma, orijinal sinyal girişinde bulunan yüksek frekanslı sinyaller nedeniyle gizlenebilir. Normal sinyal zayıflamasını telafi etmek için, kaydırmalı yazmaçlar arasında 8,5 dB'lik bir amplifikatör kullanılır.

Fazör / flanger modunda, gereken en yüksek gecikme yaklaşık 5 ms'dir ve bu, bant genişliğinden ödün vermeden tek bir kaydırma yazmacının kullanılması için yeterince küçüktür.

İkinci kaydırma yazmacı sonuç olarak S / N oranını geliştirmek için birinciye paralel olarak eklenir. Sinyal frekansları faz içi uygulanır, gürültü sinyalleri ise rastgele eklenir ve çıkarılır.

Fazör / Flanger

Fazör / flanş tasarımlarının blok şeması aşağıdaki şemada gösterilmektedir.

Fazör / flanger için şematik diyagram aşağıda verilmiştir:

Her senaryoda, dörtlü NOR geçidi IC4, belirtilen saat hızının frekansının iki katı hızda çalışan kararsız bir multivibratör gibi donatılmıştır.

IC4 çıkışı, FIFTY PERCENT görev döngüsüne sahip birkaç yardımcı (birbiriyle 180 ° faz dışı) çıkış saati sinyali sunan flip-flop IC5 ile bağlanır.

Bu darbeler daha sonra IC2'deki kaydırma yazmaçları için saat girişleri olarak işlev görür. Direnç R16, frekansı belirler ve gecikme devresinde sabit bir hızdır.

Saat frekansı, fazör / flangerdeki belirli konektörler aracılığıyla paralel olarak daha fazla direnç eklenerek istenildiği şekilde değiştirilebilir.

Ses giriş sinyali, IC3 ve 1/2 IC1'in kullanıldığı yedi kutuplu düşük geçişli filtre aşaması aracılığıyla işlenir. Filtreler, ayarlanmış bir frekans üzerinden 42 dB / oktavlık genel bir zayıflama sağlar.

Örnek olarak, filtre 5000 Hz için ayarlandığında, 10.000 Hz sinyal 100: 1'den daha büyük oranda zayıflatılır.

Filtreler yüksek kazançlı op amplifikatörlerle çalıştırılırken, kutup başına 6 dB / oktav hızında yuvarlanmadan önce çıkışlarını maksimize edebilirsiniz. Bu tür filtrelere 'under sönümlü' denir.

Düşük sönümlü ve aşırı sönümlü (RC) filtre aşamalarının dengesinin doğru seçilmesiyle, ayarlama frekansında 3 dB aşağıya ulaşmak için amaçlanan geçiş bandında düz bir yanıta sahip bir filtre yapılandırmak kolaydır ve özellik Kutup miktarının 6 dB katı yuvarlanma oranı.

Bu makalede sunulan gecikme hattı ve fazör / flanger tasarımlarında tam olarak uygulanan şey budur. Filtreler için direnç değerlerini belirlemek için genellikle önemli miktarda istatistiksel çalışma gerekir.

İşleri kolaylaştırmak için, Filtre Direnç Değerleri Tablosundan uygun direnç değerlerini seçebilirsiniz.

Özellikle gecikme hattı devresi için direnç değerlerini seçmek için bu Tablodan yararlanın. (Şekil 4'te verilen filtre direnci değerleri ve ilişkili malzeme listesi, fazör / flanger için 15 kHz'de 3 dB daha düşük çıkış ile size gelişmiş bir 5 ms gecikme verecektir.)

Güç kaynağı

Parça listesi

C12 - 470 µF, 35 V
C13, C15, C16 - 0.01 uF disk kondansatör, C14 -100 pF disk kondansatör
C17 - 33 µF, 25 V

D1, D2 - IN4007
D3 -1N968 (20 V) zener diyot
F1 -1/10 - amper sigortası
IC6 -723 hassas voltaj regülatörü

Tüm dirençler I / 4 watt% 5 toleranslıdır:

R17-1k
R18 - 1 milyon

RI9-10 ohm
R20 - 8.2k ohm
R21 - 7,5k ohm
R22 - 33k ohm
R23 - 2.4k

Ses gecikme hattı için güç kaynağı devresi yukarıdaki resimde gösterilmektedir. Birincil 15 volt besleme çıkışını kranklamak için bir voltaj regülatörü, IC6 etrafına inşa edilmiştir. Kaydırma yazmacı, her +1 ve +20 voltluk kaynakları içerir.

+20 voltluk ray, zener diyot D3 kullanılarak elde edilir ve +1 voltluk hat, R22 ve R23 çevresinde yapılandırılan voltaj bölücüsünden gelir.

Op amperleri tek uçlu bir kaynakla sürüldüğünden, bu cihazlar için devrede referans olarak 10,5 voltluk voltaj hattı fonksiyonuna sahip olmak gerekli hale gelir.

İnşaat

Gerçek boyut aşındırma ve delme kılavuzu, ve her iki devre düzeni için de aynıdır, ancak gerektiği şekilde farklı bir şekilde bağlanmıştır, aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir.

PCB üzerindeki herhangi bir parçayı takmadan önce, çeşitli köprü bağlantılarını yuvalara yerleştirmeli ve lehimlemelisiniz. Bundan sonra, tercih edilen çalışma moduna göre kartı yukarıda belirtildiği gibi bağlayın.

Tüm yarı iletken cihazların ve elektrolitik kapasitörlerin pim yönelimlerine dikkat edin ve bunları doğru şekilde takın.

MOS cihazlarını dikkatlice tuttuğunuzdan ve monte ettiğinizden emin olun, çünkü bunlar statik yüklere duyarlıdır ve parmaklarınızda oluşan statik yükten zarar görebilir. IC'leri doğrudan PCB'ye yerleştirebilir veya IC soketlerinden de yararlanabilirsiniz.

Önerilen Ses Gecikme Hattı Devresinin Ana Özellikleri