מעגל קו עיכוב שמע - לאפקטים של הד, ריוורב

קו עיכוב שמע הוא טכניקה בה אות שמע נתון מועבר דרך סדרת שלבי אחסון דיגיטלי, עד שפלט השמע הסופי מתעכב בתקופה מסוימת (בדרך כלל באלפיות השנייה). כאשר פלט השמע המעוכב הזה מוחזר לאודיו המקורי, הוא גורם לאודיו משופר להפליא, שהוא עשיר יותר, רב יותר, וממולא בתכונות כמו הד וריבר.

סקירה כללית

חוויית ההאזנה למוזיקה המושמעת בתוך החדר תלויה משמעותית בפנים החדר.

אם פנים החדר מלא בעיצוב מודרני וחלונות זכוכית רבים, זה עשוי ליצור יותר מדי השפעת הד על המוסיקה.

מצד שני, אם החדר כולל הרבה אלמנטים מבוססי בד כמו וילונות כבדים, רהיטים מרופדים וכו ', המוסיקה תטה לאבד את כל השפעות ההד וההדהוד, והיא עשויה להישמע די משעממת ולא מעניינת.

במקרה האחרון, ככל הנראה תוכלו לבחור להשליך ולזרוק את כל הווילונות, הכריות, הכריות, ערכת הספות או לבחור במעגל קו השהיית השמע המוצע, שיעזור לכם להחזיר את האווירה של המוסיקה באופן טבעי מבלי לוותר על המועדף עליכם. פנים.

באמצעות מעגל זה אתה יכול למעשה ליצור הד (עיכוב זמן שמע של האודיו) והדהוד (לאחר השתקפויות) ולהשיג שמע עשיר בהרבה.

עד לפני זמן לא רב, הטכניקה היחידה לרכישת עיכוב של אות שמע הייתה באמצעות מכשירים אלקטרוניים יקרים מאוד. כיום יש לנו צורה חדשה לגמרי של IC, המכונה 'חטיבת דלי' המאפשרת לך לבנות את מערכת העיכוב האישית שלך בזול מאוד.

המוצג בין מקור השמע לקדם המגבר, או בין הקדם מגבר למגבר הכוח, הרעיון מציע הד אות משתנה, שיכול להעשיר את הצליל ממערכות המוזיקה הביתיות ביותר.

עם שינויים במעגל קטן, הרעיון יכול גם להיות מיושם כ- phasor / flanger, מה שמאפשר למשתמש להשיג אפקטים קוליים ליישומי הקלטה ולגיטרות חשמליות המשמשות את המומחים.

ה- IC של חטיבת הדלי הוא פנקס משמרות MOStype המורכב משני פנקסי 512 שלבים בחבילה בודדת של 14 פינים.

אם אות שמע מוזן לקלט של תכנון חטיבת הדלי, וה- IC הרלוונטיים המונעים באמצעות מחולל שעון, גורם לאות השמע לנוע בצורה מדורגת, שלב אחר שלב, עד שלבסוף האות מגיע לפלט עם העיכוב המיועד.

דיאגרמת החסימה של מעגל קווי העיכוב מוצגת להלן:

כאשר האות המעוכב הזה מוחזר (מחזור) לאות המקורי, מדמים אפקט הדהוד.

מלבד האווירה בזמן אמת, מעגל חטיבת הדלי יכול להיות מיושם עם כל מערכת שמע כדי לייצר צליל סטריאו סינתטי ממקורות שמע מונו, אפשרות שימושית ל'הצבעה כפולה 'ו'פאזור / אוגן'.

מהי חטיבת דלי

המונח 'חטיבת דלי' מזכיר לנו שורה של גברים שמסרים דליים מים בכדי להילחם בסכנת שריפה.

מרשם המשמרות האנלוגי של דלי-חטיבה פועל באופן זהה ומכאן השם.

לעומת זאת, עם רושמי משמרות הקבלים מייצגים את 'הדליים' המחוברים ישירות ל- PMOS IC. יכולים להיות יותר מ -1000 קבלים כאלה בכל שבב אחד (קבלים בודדים וכמה טרנזיסטורי MOS בכל שלב).

האלמנט שמועבר הם למעשה חבילות המטען החשמלי על פני שלב אחד לשלב אחר. אנו יודעים שלא קל להכניס מים באופן שווה לדלי וממנו בו זמנית.

באותו אופן, לא קל לטעון ולפרוק קבלים בו זמנית. נושא זה נפתר על ידי רושמי המשמרות ודרך זוג תדרים של שעונים מחוץ לשלב.

בתקופה בה השעון הראשון גבוה, הדליים עם הדמויות 'המוזרות' נזרקים לדליים הבאים עם דמויות 'זוגיות'. ברגע שהשעון הגבוה השני מגיע, הדליים השווים מושלכים לדליים המשונים הבאים.

בדרך זו מטענים אישיים מועברים על פני הקו משלב אחד בכל פעם.

התמונה לעיל היא ביטוי סכמטי של 4 שלבים סטנדרטיים של MN3001 משמרת אנלוגית.

כל IC MN3001 מורכב משני רושמי משמרות 512 שלבים. זכור כי שלבים A ו- C מקושרים לשעון מסוים אחד, ואילו שלבים B ו- D מצמידים לשעון השני כדי לספק את הקשר המוזר / זוגי.

איך עובד מעגל קו עיכוב

התרשים הבא מציג את הסכמה המלאה עבור קו עיכוב השמע.

כשאתה יוצר למעשה עיכוב באות שמע, אתה מייצר מגוון אפקטים שמע מעניינים. הבולט ביותר הוא הדמיית אפקט ההד.

עם זאת, עיכובים שנוצרו על ידי חטיבת הדלי הם בדרך כלל קטנים מאוד כדי לזהות אותם כהדים נפרדים.

חזרה על האות המעוכב עם רווח מופחת עשויה לחקות את ריקבון ההדים הבריא במרחב מהדהד.

על ידי הכנסת רווח מסוים לאורך כל מחזור האות המעוכב, יתכן וייצור תוצאה 'טבעית-קפיץ' לא טבעית למוזיקה.

גרימת עיכוב לאות אינסטרומנטלי או רצועת דיבור על ידי 30 או 40 אלפיות השנייה ודחיקת האות המעוכב חזרה לאות המקורי, תפיק את שמע הפלט רב יותר וייתן לו את הרושם שיש לו יותר מהכמות הראשונית של הקולות או העומק המוסיקלי.

סוג זה של גישה פופולרית נקרא 'השמעה כפולה'. אפקט אחר של עיכוב קצר ידוע יכול להיות בצורה של צליל מוזר המתעורר באמצעות טכניקה הנקראת 'phasing' או 'flanging flanging'.

הכותרת נובעת מהניסוי המקורי שבו הוקלט קלטת כדי לייצר את עיכוב הזמן, ושפשוף יד מיומנת בצד החיצוני של גלגל הזנת הקלטת שינה את העיכוב ליצירת האפקט האקוסטי.

כיום, ניתן לפתח אפקט זה לחלוטין באמצעות טכנולוגיה דיגיטלית, על ידי עיכוב האות 0.5 עד 5 אלפיות השנייה תוך הוספת או הפחתת האות המעוכב מהאות המקורי.

בהגדרת פאזור / פלנג'ר, התדר וההרמוניות שלו שאורכי הגל שלהם זהים לעיכוב הזמן, מסתיימים במקרה לחלוטין, בעוד שכל שאר התדרים מתחזקים.

באופן זה מסנן מסרק בעל תדר בין החריצים משתנה על ידי שינוי תדר השעון, כמוצג להלן.

התוצאה היא, שיפור טונאלי שהוכנס לאודיו לא טונאלי, למשל תופים, מצלתיים, כמו גם תדרים קוליים.

מצב פאזור / פלנג'ר מאפשר לך לשכפל אותות סטריאופוניים ממקור מונופוני. כדי להשיג זאת, הפלט השלבי המופק על ידי הכנסת האות המעוכב נשלח לערוץ אחד, ואילו הפלט המופק על ידי חיסור האות המעוכב נשלח להפך.

עבור הקהל, אפקט השלבים מתבטל ומאפשר אפקט סטריאו סינטטי טוב לאוזניים.

המרכיבים העיקריים של העיצובים הם ללא ספק ה- IC של חטיבת הדלי המסוגלים לסנתז ישירות את האותות האנלוגיים. המעגלים אינם כוללים ממירים אנלוגיים לדיגיטליים ודיגיטליים לאנלוגיים יקרים.

ברגע שדופק השעון מהכפכף מוזרם ל- IC של חטיבת הדלי, אספקת ה- DC הקיימת בכניסה מועברת לרשומה. החלקים הנפרדים מועברים שלב אחר שלב דרך פעימות שעון רציפות עד שבסופו של דבר, לאחר 256 פעימות, הם מגיעים לסוף הקו ומספקים את אות הפלט.

את צורת גל הפלט מנקים בעזרת פילטר נמוך-מעבר וכל אות כפול שהיה קיים בכניסה אך עוכב פי 256 מהתקופה של תדר השעון.

לדוגמא, כאשר תדר השעון הוא 100 קילוהרץ, העיכוב יכול להיות 256 x 1/10000 = 2.56 אלפיות השנייה. בהתחשב בכך שקצב הדגימה של אות המוזיקה בכניסה תלוי בתדר השעון, מגבלת הנחה של 50% בתדר שעון נמוך יותר יכולה להיות תדר השמע המרבי שניתן להעביר ביעילות.

עם זאת, בגלל אילוצי החיים האמיתיים, 1/3 מתדר השעון עשוי להראות מטרה עיצובית מציאותית יותר. מעגלים יכולים להיות מחוברים ברצף או מדורגים על מנת להציע עיכובים ארוכים יותר בשיעורי שעון מוגברים, אם כי הרעש הגבוה יותר במעגלים המחוברים לסדרה עשוי לעלות על העלייה ברוחב הפס.

במצב השהיה, שני רושמי המשמרת מחוברים בסדרה, מה שמאפשר שימוש בתדרי שעון גבוהים פי שניים.

זה מאפשר לתכנת את פעמיים רוחב הפס של כל רושם משמרות לאותו עיכוב זמן. גם במצב רוחב פס כפול זה, תדר השעון הדרוש לעיכוב של 40 אלפיות השנייה, מגביל את רוחב הפס לאות קלט מרבי של 3750 הרץ, שנראה די מספיק לתדר קול, אם כי לא מספיק לרוב הציוד המוזיקלי.

ביישומים רבים שבהם השידור המתעכב מיושם לאות המקורי, הירידה ברוחב הפס יכולה להסתתר עקב האותות בתדירות גבוהה הכלולים בקלט האות המקורי. כדי לפצות על דעיכת אות רגילה, מגבר 8.5 dB משמש בין רושמי המשמרות.

במצב פאזור / פלנג'ר, העיכוב הגבוה ביותר הדרוש הוא כ -5 אלפיות השנייה, שהוא קטן מספיק לשימוש במרשם משמרות יחיד מבלי לוותר על רוחב הפס.

לפיכך רושם משמר המשמרת השני במקביל לראשון המשפר את יחס ה- S / N. תדרי האות מוחלים בשלב, ואילו אותות הרעש מתווספים ומנוכים באופן אקראי.

הפאסור / פלנג'ר

דיאגרמת הגוש של עיצובי הפאזור / פלנגר מוצגת בתרשים הבא.

התרשים הסכימטי של הפאזור / פלנגר מופיע להלן:

בכל אחד מהתרחישים, מרובע NOR שער IC4 מחובר כמו רב-ויברטור מדהים המתפקד פי שניים מתדר השעון שצוין.

פלט IC4 מתחבר לכפכף IC5, המציע כמה תורמים (180 ° מחוץ לשלב זה עם זה) אותות שעון פלט עם חמישים מחזורי חובה.

פעימות אלה משמשות ככניסות שעון עבור רושמי המשמרות ב- IC2. הנגד R16 קובע את התדר והוא מהווה נקודה קבועה במעגל העיכוב.

ניתן לשנות את תדר השעון לפי הצורך על ידי הוספת נגדים נוספים במקביל דרך המחברים הנתונים בפאזור / פלנג'ר.

אות קלט השמע מעובד בשבעה קטבים של שלבי סינון נמוכים, בהם נעשה שימוש ב- IC3 ו- 1/2 IC1. המסננים מבטיחים הנחתה כוללת של 42 dB / אוקטבה על פני תדר מכוון.

כהמחשה, כאשר מכוון את המסנן ל- 5000 הרץ, אות 10,000 הרץ מוחלש ביותר מ- 100: 1.

בעוד המסננים מופעלים עם מגברי אופ-רווח גבוהים, אתה מסוגל להגדיל את התפוקה שלהם לפני שהם מתגלגלים בקצב 6 dB / אוקטבה לקוטב. סוג זה של פילטרים נקרא 'תחת דעוך'.

באמצעות בחירה נכונה של האיזון בין שלבי המסננים המפוגגים תחת דעיכת יתר (RC), קל להגדיר מסנן בעל תגובה שטוחה בפס המעבר המיועד, על מנת להשיג 3 dB בתדר הכוונון, ותכונה קצב הפעלה של 6 dB כפול הקטבים.

זה בדיוק מה שמוטמע בעיצוב קו העיכוב והפאזור / פלנגר המוצג במאמר זה. בדרך כלל יש צורך בכמות משמעותית של אימון סטטיסטי בכדי לזהות את ערכי הנגד של המסננים.

כדי להקל על הדברים, תוכל לבחור את ערכי הנגד המתאימים מטבלת ערכי הנגד לסינון.

נצל את הטבלה הזו לבחירת ערכי נגדים במיוחד עבור מעגל קווי העיכוב. (ערכי נגדי הפילטר המופיעים באיור 4 ומגוון החומרים המשויך לו יעניקו לכם עיכוב משופר של 5 מילישניות, כאשר הפלט 3 dB למטה ב 15 קילוהרץ עבור הפאזור / פלנגר.)

ספק כוח

רשימת חלקים

C12 - 470 µF, 35 וולט
C13, C15, C16 - 0.01 קבלים דיסק uF, קבלים דיסק C14 -100 pF
C17 - 33 µF, 25 וולט

D1, D2 - IN4007
D3 -1N968 (20 V) דיודת זנר
F1 -1/10 - נתיך אמפר
ויסות מתח מדויק IC6 -723

כל הנגדים הם סובלנות I / 4 וואט 5%:

R17-1k
R18 - 1 מיליון

RI9-10 אוהם
R20 - 8.2k אוהם
R21 - 7.5k אוהם
R22 - 33,000 אוהם
R23 - 2.4k

מעגל אספקת החשמל עבור קו השהיית השמע מוצג בתמונה לעיל. הוא בנוי סביב וסת מתח, IC6, כדי לאחוז את תפוקת האספקה ​​העיקרית של 15 וולט. מרשם המשמרות כולל מקורות של כל +1 ו -20 וולט.

מסילת +20 וולט נרכשת באמצעות דיודת זנר D3, וקו +1 וולט מגיע ממחלק המתח המוגדר סביב R22 ו- R23.

מכיוון שמגברי ה- OP מונעים באמצעות אספקה ​​חד-קצבית, הופך להיות חיוני לתפקד של קו המתח 10.5 וולט כנקודת התייחסות במעגל עבור מכשירים אלה.

בְּנִיָה

המדריך החריטה והקידוח הממדי האמיתי, וזהה לשתי מערכי המעגלים אך מחובר בצורה שונה לפי הצורך, מוצג באיורים שלהלן.

לפני התאמת חלקים כלשהם ב- PCB, עליך להכניס ולהלחין את קישורי המגשרים השונים לחריצים. לאחר מכן, חבר את הלוח כמפורט לעיל, על פי אופן הפעולה המועדף.

היזהר מכיווני הסיכה של כל התקני המוליכים למחצה וקבלים אלקטרוליטיים, והכנס אותם כהלכה.

הקפד להחזיק ולהרכיב את התקני ה- MOS בזהירות מכיוון שאלה רגישים למטענים סטטיים ועלולים להיפגע מהמטען הסטטי שפותח על אצבעותיך. אתה יכול להכניס את ה- IC ישר על PCB או גם להשתמש בשקעי IC.

מפרטים עיקריים של מעגל קו עיכוב השמע המוצע