БЛОК ЗВУКОВЫХ ЭФФЕКТОВ «ФОНИСТЕР»
ЗВУКОТЕХНИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
А. Барановский
БЛОК ЗВУКОВЫХ ЭФФЕКТОВ «ФОНИСТЕР»
Данное устройство, разработанное инженером Н. Бугайчуком из г. Красногорска Московской области, предназначено для использования в качестве источника звуковых эффектов и имитации некоторых естественных звуков. Оно может быть применено в самодеятельном театре, эстрадном ансамбле, при записи передачи в условиях радиоузла и других случаях, когда использование сложных профессиональных устройств неоправдано. Блок звуковых эффектов «Фо-нистер» реализует большое число эффектов, основанных на управлении высотой, тембром и силой звука напряжением, имеющим быстропеременный или стационарно-периодический характер. Кроме того, он позволяет получать некоторые шумовые и комбинационные эффекты.
«Фонистер» имеет развитую сеть коммутации без применения переключателей с круговым вращением оси, что позволило уменьшить габариты блока. У большинства примененных переключателей каждая контактная группа используется для реализации нескольких различных эффектов с целью увеличения их общего количества при определенном постоянном числе переключателей. В блоке предусмотрены подключение внешнего источника звука и предварительный контроль получаемых эффектов с последующей подачей их на выход блока.
«Фонистер» содержит управляемый напряжением генератор тока, два модулирующих генератора, генератор шума, управляемый напряжением фильтр, узлы формирующих напряжений, фазер, два ограничите-ля-темброобразователя, манипулятор — панель ручного управления. Модулирующие генераторы и генератор шума используются как совместно с другими узлами, так и в качестве самостоятельных источников звуков.
Основные технические характеристики «Фонистера»
Диапазон частот, Гц:
генератора тона.......0... 15 000
I модулирующего генератора . . . 0,5...20
II модулирующего генератора и дополнительного генератора тока . . 0...3000
Диапазон перестройки резонансной частоты фильтра, Гц......200... 1500
Время уменьшения тембра в автоматическом режиме и время затухания, с 0...3
Время автоглиссандо, с......0,2,5,60
Чувствительность с внешнего входа, мВ 75
Выходное напряжение, мВ.....500
Напряжение питания, В......220
Потребляемая мощность, Вт .... 5
Принципиальная схема блока приведена на рис. 1. Сложность цепей коммутации в некоторой мерс затрудняет чтение принципиальной схемы, поэтому на рис. 2 приведен эскиз передней панели, по которому можно проследить функциональные связи между элементами управления. Генератор тока построен по принципу биений при сложении сигналов двух высокочастотных генераторов. Такой генератор может перекрывать весь звуковой диапазон при сохранении синусоидальной формы сигнала даже при быстром изменении частоты. Высокочастотные генераторы, вырабатывающие сигналы частотой от 100 до 150 кГц, собраны по схеме с емкостной «трехточкой» на транзисторах V25, V33. Звуковой сигнал (тон) снимается с нагрузки детектора-усилителя, собранного на транзисторах V34, V35, — резистора R111. Высоту звука регулируют резисторами R68 (грубо), R70 (точно). Высо-тно-динамические эффекты формируют, подавая на базы транзисторов в высокочастотных генераторах различные управляющие напряжения, в соответствии с которыми изменяется высота тона. Управляющие напряжения на первый генератор поступают через развязывающий каскад на транзисторе V24 и контакты Sll.l, S13.1, S14 в разных комбинациях с выходов модулирующего генератора на транзисторах V2, V3, формирователя импульсов (транзисторы V5, V6) и делителя на резисторах R15 — R22, находящегося на панели ручного управления. При этом степень изменения частоты зависит от положения движка переменного резистора R66, а скорость ее изменения определяется емкостью конденсатора, подключаемого контактной группой S12.1.
Модулирующий генератор на транзисторах V2, V3 собран по схеме симметричного мультивибратора. Его частоту генерации можно регулировать плавно переменным резистором R5 и дискретно переключателем S1.
Формирователь импульсов представляет собой ждущий мультивибратор (транзисторы V5, V6), запускаемый импульсами с мультивибратора либо поступа ющими через согласующий каскад на транзисторе V8 с панели ручного управления. Резисторы R14 — R22, R31 и транзистор VII вместе с кнопками S23 — S31 образуют делитель напряжения на 9 уровней. Выбранный уровень благодаря большому входному сопротивлению транзистора VII «запоминается» конденсатором С8. Если уровень «запоминать» не надо, следует нажать кнопку S32. При этом параметры управления можно дополнительно изменять резистором R65. При включении S3.1 в нижнее по схеме положение («Сброс») отпускание кнопки S32 мгновенно влечет за собой сброс поданного через контакты S32.1 напряжения, и частота сразу возвращается к исходному значению. Это дает возможность получить интересные высотно-динамиче-ские эффекты в режиме ручного управления.
Вторым высокочастотным генератором управляют, подавая напряжение с генератора шума, выполненного на стабилитроне V29 и транзисторах V30, V31, широкодиапазонного модулирующей) генератора на транзисторах V19 — V22, а также цепочки R61C17R62 с помощью реле KI. Чтобы исключить влияние других узлов «Фонистера» на генератор шума, стабилитрон V29 и первый каскад усилителя питаются от отдельного стабилизированного источника. Модулирующий генератор на транзисторах V10 — V22 вырабатывает пилообразное напряжение, амплитуда которого близка к напряжению питания, а частота регулируется переменным резисторомR47. Выключателем S16 можно ввести двойную модуляцию, при которой пилообразное напряжение окажется промодулированным сигналом, поступающим через V32 с генератора шума.
Переключив S16.1 и 577 вверх, вместо шума на транзистор V33 с ограничителя на транзисторе VI, который подсоединен к мультивибратору через резистор R2, можно подать напряжение прямоугольной формы.
При переводе выключателя S10 в верхнее по схеме положение обмотка поляризированного реле К1 соединяется с корпусом и реле переключается с частотой мультивибратора.
При помощи контактов KI.I и цепочки R61R62R63C17 получается специфический высотно-динамический эффект.
Тембродинамические эффекты в «Фонистере» реализуются каскадом на транзисторе V36 (псевдоунисон), фильтром на транзисторах V39, V40 («вау» — эффект) и каскадом на V48 (изменяющаяся отсечка). Сигнал на V36 может быть подан либо от внешнего источника через двухкаскадный усилитель на транзисторах VI6, V17, либо через регистры R115, R118 с выхода детектора-усилителя на транзисторах V34, V35. В последнем случае он будет иметь синусоидальную форму. Если подвижный контакт переключателя S5 находится в среднем положении, каскад на транзисторе V36 изменяет синусоидальную форму сигнала на прямоугольную со скважностью около 2. При замыкании групп S5.2 и S19.2 скважность сигнала или тона периодически меняется от малой до большой. Возникает эффект «псевдоунисон», напоминающий одновременное звучание нескольких тонов с близкими частотами. Подав на базу транзистора V36 через переключатели S12.2 и S20.1 пилообразное напряжение со второго модулирующего генератора, получают эффекты, связанные как с изменением скважности и амплитуды по пилообразному закону при инфранизких частотах, так и с нелинейным смещением двух сигналов в ограничителе при звуковых частотах модулирующего генератора.
Управляемый напряжением фильтр представляет собой двухкаскадный усилитель с непосредственной связью и с управлением Т-мостом в цепи обратной связи. Напряжение, изменяющее резонансную частоту фильтра, поступает через эмиттерный повторитель V26 на базу транзистора V27, коллекторный переход которого играет роль управляемого сопротивления. При включении S15 в правое по схеме положение переменным резистором R79 можно задавать тембр вручную. Если переключатель S14 будет находиться в положении «Фильтр», то тембром управляют с пульта ручного управления. Конденсатор С25 ослабляет щелчки, возникающие при замыкании контактов S15, а также кнопок 523 — 532.
Переключателем S4 вводят управление тембром по пилообразному закону или скачкообразно в соответствии с импульсами ждущего мультивибратора.
Сигнал с выхода фильтра поступает на транзистор V48, который работает в изменяющемся по постоянному току режиме в зависимости от положения движка переменного резистора R136. Таким образом можно получить эффект изменяющейся отсечки. Помимо этого каскад на транзисторе V48 выполняет функции инвертора. При сложении на R145 сигнала с детектора-усилителя и инвертированного сигнала, прошедшего через ограничитель и фильтр, получают своеобразный тембр тона.
На транзисторах V14 и V15 собран манипулятор. Участок коллектор — эмиттер транзистора V15 играет роль управляемого сопротивления, значение которого зависит от тока базы транзистора V14. Управляемое сопротивление входит в делитель, который определяет значение сигнала на выходе «Фонистера». Когда на базе V14 нет напряжения, управляемое сопротивление минимально, и при включении манипулятора выключателем S8 сигнал на фильтр почти не поступает. При указанном на схеме положении выключателя S7 и при нажатии на кнопку на панели ручного управления сигнал попадает на фильтр и далее на выход блока. При этом скорость атаки мала, а скорость затухания можно изменять переключателем S5.
При переключении S7 управление манипулятором осуществляется от ждущего мультивибратора (при каждом импульсе сигнал на 0,2 с проходит на выход) и от мультивибратора (при включенном переключателе S13.1 и в левом по схеме положении переключателя S11). В правом положении S11 и включенной группе S13.1 возможно управление манипулятором с панели ручного управления, но по другой цепи. В двух последних случаях атаку и затухание сигнала можно плавно регулировать переменным резистором R65 и скачкообразно переключателем 572.
При управлении от мультивибратора и от ждущего мультивибратора в автоматическом режиме может быть реализован эффект тремоло и амплитудного вибрато. Диоды V7, V9, VIO, V12, V13 служат для исключения влияния разных каналов управления друг от друга.
Блок «Файзер» собран на микросхемах А2 — А4 и представляет собой три одинаковых фазовращающих каскада, включенных последовательно. Управляемыми элементами блока являются транзисторы V50 — V52, от сопротивления участка коллектор — эмиттер которых зависит сдвиг фазы на выходе каскадов по сравнению с фазой на входе. Управляющее напряжение в зависимости от положения 56 подается на базы транзисторов либо с мультивибратора, либо с панели ручного управления. Каскад на транзисторе V38 выполняет функцию согласования. Переключением S18.2 можно изменять скорость эффекта «файзер». Питание операционных усилителей подается от общего источника питания. Средняя точка задана делителем на резисторах R161, R162.
Рис. 1. Принципиальная схема блока звуковых эффектов «Фоиистер»: 1 — модулирующий генератор; 2 — формировагель импульсов; 3 — панель ручного управления; 4 — манипулятор; 5 — усилитель внешнего сигнала; б — модулирующий генератор П; 7 — формирователь с реле; 8 — генератор шума; У — генератор тона; 10 — контрольный усилитель; 11 — фильтр; 12 — блок питания; 13, 14 — ограничители-преобразонатели; 15 — блок «фаизер»
Для контроля эффектов в «Фонистере» предусмотрен усилительный каскад на транзисторе V28, который через резистор R80 постоянно подключен к выходу фильтра. Прослушивание ведут на высоко-омные головные телефоны, подсоединенные к гнездам Х2. При включении выключателя S9 управление частотой модулирующего генератора происходит через транзистор V18 от канала управления частотой 1-го высокочастотного генератора. При этом может быть получена как совместная, так и раздельная модуляция первого высокочастотного и модулирующего генераторов с использованием модулирующего генератора 2-го высокочастотного генератора. Это второй вид двойной модуляции в «Фонистере».
Рис.2. Эскиз передней панели
Название «Глисс. общий» обусловлено тем, что в этом режиме может быть получено одновременное изменение высот основного и дополнительного тонов с раздельной регулировкой глубины изменения и относительного положения высот в ручном и автоматическом режиме.
На схеме разные группы контактов одного и того же переключателя ориентированы одинаково и направления переключения каждой группы соответствуют взаимным положениям групп на схеме. Названия эффектов на схеме указаны возле групп, выполняющих для данного эффекта основную функцию.
Налаживание устройства начинают с генератора тона. Подключив осциллограф параллельно резистору R111, подбирают элементы V25, V33, С22, С37, R97, R98 такими, чтобы форма сигнала была синусоидальной вплоть до частоты 40...50 Гц. При правильной настройке среднему положению движка переменного резистора R68 соответствует частота, близкая к нулю. Подбором R108 устраняют ограничение сигнала на низких частотах.
Для настройки модулирующего генератора осциллограф подключают к эмиттеру транзистора V22. Подбирая резистор R55, устанавливают максимальную амплитуду пилообразного напряжения при отсутствии ограничения. Затем подбирают R48, R49 такими, чтобы в верхнем по схеме положении движка R47 частота была наибольшей, а в нижнем - — генерация отсутствовала. Последнее условие, должно соблюдаться при любом положении переключателей 52 и S16.
Генератор шума настраивают подбором резисторов R84 — R86 по максимальной амплитуде шума (10... 11 В), не доходящей, однако, до уровня ограничения. Ждущий мультивибратор при нажатии на любую из кнопок S23... S31 на панели ручного управления должен генерировать один импульс, который можно наблюдать на экране осциллографа, подключенного к коллектору транзистора V6. При размыкании контактов кнопки импульса быть не должно. Добиваются этого подбором резистора R12. Ограничитель настраивают при помощи осциллографа и усилителя НЧ. Вход усилителя подсоединяют к коллектору транзистора V36 через резистор сопротивлением 200 кОм. Переключатель S19.1 должен быть включен в левое по схеме положение, S5.2 — в правое. Затем подбирают резисторы R109, R110, R119 так, чтобы при частоте изменения тембра около 5 Гц (устанавливается резистором R5) и высоте тона около 50 Гц (устанавливается резистором R5) и высоте тона около 50 Гц глубина изменения тембра была наибольшей, а громкость оставалась постоянной.
Осциллограмма сигнала тона периодически должна меняться от импульсов большой скважности до импульсов скважностью 2 и затем до импульсов большой скважности обратной полярности. Суммарное значение сопротивлений резисторов R109 и R110 должно составлять 1,8 кОм. Если при их подборе появится ограничение на выходе детектора-усилителя, резистор R108 нужно подобрать заново.
Затем устанавливают переключатель S5 в нейтральное положение и подбирают резистор R126 так, чтобы сигнал тона на выходе ограничителя был ограничен симметрично до возможно более высокой частоты. Сопротивление резистора R126 не должно быть меньше 10 кОм. Максимальная амплитуда ограниченного сигнала тона на низких частотах должна быть в 1,5...2 раза меньше амплитуды сигнала тона с переменного резистора R111. Это зависит от резистора R114.
Подбором элементов R129, R130, R156 достигается глубина и плавность эффекта «файзер» в автоматическом режиме. При этом 527 должен находиться в верхнем по схеме положении, S6 — в положении «Авто», S1 и S18.2 включены, а частота импульсов с мультивибратора должна быть минимальна. Остальные резисторы подбирают, прослушивая сигнал через усилитель НЧ, подключенный к выходу «Фонистера». Переключатель S21 надо установить в нижнее положение, S18 — в правое.
Подбором резистора R30 при включенном переключателе S4.1 достигается состояние, когда при нажатии на любую из кнопок панели ручного управления появляются булькающие звуки, сходные со звуком падающих капель. Резистор R133 подбирают по отсутствию на слух комбинационных искажений при одновременной подаче на вход фильтра основного и дополнительного тонов.
В конструкции применены электролитические конденсаторы К53-1, К53-4. Конденсаторы С56, С55 — К50-6, С8, СЗ — МБМ, СП — МБГ. Конденсаторы. С21, С22, С37, С38 — любые с малым ТКЕ. Выключатели и переключатели — П2Т, ПЗ. Переменные резисторы — СП-1, постоянные — МЛТ-0,125. Гнезда XI, ХЗ — СГ-3,
Транзисторы можно заменить на другие соответствующей структуры.
Надо только учесть, что транзи сторы ГТ308А, МП40А, МП42 следует заменять на такие, у которых коэффициент h21Э не более 50; ГТ308В и КТ301Е — не менее 50; КТ301Ж — не менее 100. Транзистор V39 должен быть малошумя-щим (h21Э не менее 100).
Катушки LJ, L2 намотаны проводом ПЭВ-2 0,06 внавал до заполнения цилиндрического каркаса диаметром 7 мм из фторопласта. Расстояние между щечками каркаса и их диаметр соответственно равны 5 и 12 мм. Для контактов кнопок панели ручного управления использованы контактные группы реле РЭС-9. Реле К1 — поляризованное РП5 (паспорт РС4.522.013П1) с сопротивлением обмотки постоянному току не менее 10 кОм. Трансформатор T1 — унифицированный ТН36 127/220-50.
ББК 32.84
Л87
Рецензент Л. И. Гусев
Л87 Лучшие конструкции 29-й и 30-й выставок творчества радиолюбителей: Сборник/Сост. В. М. Бондаренко, Е. В. Суховерхов. — М.: ДОСААФ, 1984. — 62 с, ил.
15 к.
Помещены статьи о лучших разработках радиолюбителей — участников выставок. Рассказано о спортивной, звукотехнической, радиовещательной и измерительной аппаратуре.
Для радиолюбителей, имеющих достаточный опыт и чтении схем, и монтаже и налаживании радиотехнических устройств.
2402020000 — 085 КБ — 26 — 16 — 84 ББК 32.84
Л 072(02)-84 Б3В — 1 — 11 — 84 642.М
Издательство ДОСААФ СССР.1984 г.
OCR Pirat
