VCO per synth V / Octave e alimentazione della batteria?

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È stato un mio sogno costruire un sintetizzatore analogico per alcuni anni.

In questo momento ho costruito VCO basati sul timer 555, che so che generalmente non hanno una risposta in frequenza accurata senza molti circuiti aggiuntivi.

555 VCO

Ho anche costruito un VCO basato sull'op-amp LM358. Questo sembra suonare meglio ed essere più stabile.

358 VCO

Molti progetti VCO che ho trovato su Internet sono piuttosto complicati da costruire e richiedono l'alimentatore + -12v. Ecco un esempio di uno progettato per funzionare con due batterie da 9 V invertite.

358 V / Hz VCO

Quello che sto cercando è un design semplice, non un'enorme quantità di componenti, una risposta in frequenza V / ottava e alimentabile a corrente continua da una batteria (o due) (con una gamma di frequenze audio compresa tra 20Hz e 12,5 kHz).

Sto anche considerando l'approccio DCO, il metodo Juno di utilizzare un divisore programmabile per ottenere una frequenza da un orologio master sembra molto attraente.

oscillator music vco

— Blarg
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Quale gamma di frequenza? Menzionare 555 implica che stai parlando di kHz, non di MHz, ma non lo dici mai.

— Il fotone

gamma di frequenze audio. ho appena modificato la domanda per includerlo.

— blarg

1 V / ottava implica una relazione esponenziale tra tensione e frequenza. Fare questo nel dominio analogico di solito comporta una giunzione a diodi di qualche tipo, e ci vuole un po 'di attenzione (e complessità) per rendere un circuito tanto accurato e abbastanza stabile per scopi musicali. Come ti sentiresti a "simulare" questa funzione con un microcontrollore a chip singolo?

— Dave Tweed,

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1 V per ottava con intervallo da 20Hz a 15KHz è una tensione di controllo che probabilmente sarà un problema con una batteria da 9V. Non sto dicendo che non puoi ridimensionarlo, ma sto dicendo che questo aggiunge un po 'più di complessità e stai cercando un design semplice. La linearità dei semplici VCO analogici è troppo scarsa, specialmente se devono estendersi oltre 9 ottave. Vorrei prendere in considerazione approcci digitali.

— Andy aka

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@JackDamery - il nuovo circuito che hai aggiunto è ancora un circuito lineare Hz per volt - non puoi usarlo per un VCO in un sintetizzatore - deve essere ottava / volt.

— Andy aka

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Ci sono ragioni per cui oggi i sintetizzatori analogici sono in gran parte obsoleti e il principale è che creare un buon VCO che si sintonizzi su una vasta gamma di tensioni e temperature è super difficile. Suggerisco un approccio ibrido alternativo.

Usa un semplice microcontrollore, con DAC incorporato o DAC audio esterno, come "oscillatore". L'ingresso all'MCU potrebbe essere una tensione analogica all'ADC interno, ai dati MIDI o ad altri dati digitali. L'uscita sarebbe un'onda sinusoidale della frequenza corretta. L'uscita quindi passa ai circuiti analogici di tua scelta.

Assicurati di far partire l'MCU da un vero oscilatore XTAL o al quarzo e non dall'oscillatore interno. L'oscillatore interno non è abbastanza preciso per mantenere le cose in sintonia.

La cosa interessante di questo approccio è che puoi facilmente produrre cose diverse dalle onde sinusoidali. Quadrato, triangolo, dente di sega o qualcosa di "personalizzato" è facile come un'onda sinusoidale. Ciò fornisce ai filtri analogici più armoniche con cui giocare e crea suoni più interessanti e utili. Oh, ed è abbastanza bassa potenza rispetto ai modi tipici di fare VCO.

I primi sintetizzatori "digitali" negli anni '80 hanno utilizzato questo approccio ibrido ed è davvero il principale progresso tecnologico che ha reso i sintetizzatori più appetibili dal mercato, almeno fino a quando non avremo la potenza di elaborazione per farlo interamente nel dominio digitale.

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Grazie per questa risposta informativa. Questo approccio è molto interessante, forse potrei ottenere un suono simile al Korg DW8000? Penso che il livello di difficoltà, la curva di apprendimento ripida e l'imprevedibilità siano parte dell'attrazione di costruire un synth analogico.

— blarg

@JackDamery: se segui questa strada, non sottovalutare la precisione dell'ADC. Il controllo a 3 ottave da 1 V a 4 V copre 36 semitoni e se vuoi un effetto glissando "liscio" probabilmente vorrai puntare a 20 passi per semitono. All'estremità inferiore dello spettro, un cambiamento di semitono sarebbe un cambiamento di volt di circa 50mV e quindi occorreranno 2,5mV per la fase di 1/20 di un semitono. Ciò implica una risoluzione ADC di circa 11 bit e questo è solo per un VCO a tre ottave. Vai per 16 bit se puoi.

— Andy aka

Sto indagando sull'uso di questa libreria per Arduino come generatore di forme d'onda e poi sulla forma d'onda / filtro usando circuiti analogici. Preferirei davvero astrarre la generazione della forma d'onda da qualsiasi microcontrollore. Devo capire nella tua risposta originale, stai suggerendo di usare una tensione analogica per variare la frequenza dell'oscillatore digitale per simulare la variazione analogica.

— blarg

@JackDamery Puoi usare qualunque mezzo tu voglia controllare l'MCU: MIDI, ingresso analogico, I2C, SPI, ecc. Dipende tutto da te e dipende da come appare il resto del tuo sistema. Personalmente, userei una connessione digitale perché non mi piace pasticciare con le imprecisioni dei segnali analogici, ma anche l'analogico potrebbe funzionare.

Un altro approccio che ricordo di aver visto sul sintetizzatore plug-board di qualcuno (circa 1989) ma mai usato personalmente è stato quello di utilizzare un microprocessore, un DAC e un campione analogico quad e hold ("quash") per produrre tensioni di controllo per quattro oscillatori V / F lineari . Il processore potrebbe utilizzare una tabella di ricerca delle altezze, eliminando la necessità di un convertitore esponenziale di precisione.

— supercat,

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Ho appena costruito con successo un VCO. Produce onda quadra e triangolare, può essere controllato con tensione (LFO, sequencer, ecc.) E facile da costruire. Dai un'occhiata a questo articolo. Il VCO è a pagina 10. Anche se gli schemi implicano + -15 V (30 V), ho usato solo 0-9 V. L'IC è un LM13700 OTA (amplificatore di transconduttanza operativa). Gli OTA sono ampiamente utilizzati nei sintetizzatori analogici poiché il controllo della tensione può essere realizzato facilmente. Un OTA è una specie di amplificatore operazionale con alcune funzionalità extra. Puoi costruire un VCO, VCA e VCF usando questi circuiti integrati e nell'articolo di Marston ci sono schemi di esempio per tutti e tre. OTA VCO dall'articolo di Ray Marston (Nuts & Volts)

— alkopop79
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Inviami un messaggio a alkopop79 su gmail dot com! Posso approfondire ulteriormente le OTA. Consiglio vivamente di leggere il libro "Circuiti integrati op-amp IC (mini-notebook) dell'ingegnere Forest Forest". L'LM13700 può essere acquistato a buon mercato da Rapid Online nel Regno Unito (sono dannatamente costosi su Ebay!). L'uso di OTA non è così semplice ma molto più divertente dei microcontrollori! Sono stati usati dagli anni '70 in molti sintetizzatori.

— alkopop79,

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Che ne dici di qualcosa come AD654 ? L'intervallo di frequenza è 0-500kHz. È sintonizzabile con una coppia RC, dove . Se non riesci a ottenere l'intervallo corretto, puoi sempre visualizzare un divario per 10 sull'output. $f=\frac {V}{10RC}$

— Scott Seidman
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Se inizi a cercare da solo, trovo che per le basse frequenze come questa il termine di ricerca migliore sia "Convertitore da tensione a frequenza", poiché VCO produrrà dispositivi a frequenza molto più elevata

— Scott Seidman

Vedo che c'è una piccola comunità di sintetizzatori. Ma spesso i loro progetti si basano su circuiti integrati obsoleti e alimentatori +/- 15v difficili da ottenere. L'AD564 sembra interessante. Sto provando a trovarne un esempio usato come VCO.

— blarg

Si tratta di un VCO. Questo circuito integrato dovrebbe fare ciò di cui hai bisogno, a condizione che non ti serva un'onda sinusoidale o qualcosa del genere. Leggere attentamente la scheda tecnica, tuttavia. Se si desidera un intervallo di input 5v, sembra che sia necessario alimentare w / 9v. Non riesco a vedere i limiti sulla velocità con cui l'ingresso può variare, ma parlano dell'IC che segue un'onda sin di 60Hz senza prob, e sospetto che seguirà molto più velocemente di così.

— Scott Seidman,

Sembra che la comunità dei synth sia come alcune delle comunità con cui ho avuto a che fare con le scienze, dove i circuiti sono stati elaborati anni fa da alcuni studenti laureati di talento (o meno) molto tempo fa, e poi passati dal mentore all'allievo come era una scrittura delicata, da non cambiare mai. ;)

— Scott Seidman,

L'AD654 sembra una parte interessante, ma ha un "errore di calibrazione del fondo scala" del 10%. Non è chiaro cosa contribuisca a questo errore, ma molto probabilmente sono variazioni e invecchiamento da chip a chip. Esistono anche diverse pagine del foglio dati che tratta della calibrazione.

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@JackDamery - se puoi suggerire un circuito VCO con binari di alimentazione che non sono una buona corrispondenza per una batteria da 9 V, forse qualcuno può suggerire delle modifiche per farlo funzionare da una batteria da 9 V. Ma solo tu sai quanto significa "semplice". Inoltre, potrebbe essere più semplice produrre circuiti di alimentazione che forniscono +/- 12 V dalla batteria da 9 V, ma tenere presente che la durata della batteria potrebbe essere ridotta.

Inoltre, ora dici Hz / V nella tua domanda e questo, non credo, è ciò di cui hai bisogno: devi raddoppiare la frequenza per ogni identico gradino incrementale in tensione immesso, cioè 1 ottava per volt come precedentemente menzionato. Un sintetizzatore VCO che non lo fa è limitato dal fatto che non è possibile "mescolare" le uscite VCO e controllarle dalla stessa tensione di controllo dell'ingresso senza sporcare le orecchie.

— Andy aka
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Ecco un circuito che ho provato senza successo su +/- 9v usando due batterie mp3. Mi piacerebbe molto adattarlo a 9v electro-music.com/forum/topic-41483.html

— blarg

Questo è un circuito lineare Hz per volt e non è adatto per un sintetizzatore musicale. Deve essere un'ottava per volt, ovvero la frequenza raddoppia per ogni aumento di volt sull'ingresso VCO o in un altro modo ogni aumento di semitono è determinato da un identico aumento della tensione di ingresso - a 100Hz, un semitono più alto è 105,9Hz, il semitono successivo più alto è 112.2Hz - il nuovo passo è 6.3Hz rispetto a 5.9Hz per il primo passo.

— Andy aka

Da allora l'ho fatto funzionare su +/- 12v e ho costruito un convertitore esponenziale 1v per ottava per il controllo. Il controllo è fornito da MIDI a CV usando un Arduino con DAC IC.

— blarg,

@JackDamery che è così fico Jack - quale convertitore esponenziale hai usato?

— Andy aka

Grazie andy, segue solo circa 3 ottave anche se MOLTO analogico. Ecco una clip audio soundcloud.com/dot Ho usato il convertitore expo illustrato nella finestra in basso a sinistra di questo schema, ma ho dovuto sostituire i transistor. electro-music.com/forum/phpbb-files/40106vco_954.png

— blarg

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In generale, la stabilità è un grosso problema con i convertitori da ottava a frequenza di diverse gamme di ottava necessari in uno strumento musicale. Ci sono molti circuiti là fuori, quindi affronterò solo la correzione generale del problema della stabilità.

È necessario una sorta di loop di feedback per sintonizzare l'oscillatore in tempo reale. Potresti implementarlo in un piccolo microcontrollore che misurerebbe la tensione del setpoint di frequenza e conterebbe anche la frequenza di uscita dell'oscillatore. L'uscita di regolazione dell'MCU può essere fornita tramite potenziometri digitali o iniettata come tensione nel circuito dell'oscillatore: tutto dipende dal design dell'oscillatore.

La ragione per cui chiamo l'oscillatore "ottava-frequenza" è che implica che la relazione VF non è lineare. La tensione è proporzionale al logaritmo della frequenza.

— Ripristina Monica
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Utilizzando una giunzione NPN / PNP a transistor / batteria +/- 9 volt come sorgente di riferimento di corrente costante / in un divisore di tensione resistivo a gradino uguale / è possibile ricavare una tensione di controllo accurata a 1 volt / ottava. La conversione esponenziale viene effettuata dai diodi / base 2 Log / o 1v / ottava = 12 semitoni = 2f.

Entrambi i circuiti sequenziali e Oberheim hanno usato approcci simili. È stato impiegato un ADC per leggere / registrare i valori dei control pot / e queste parole digitali memorizzate come patch di programma.

L'attuale VCO '$ / VCF' $ / VC @ '$ erano i chip Curtis Electronics 3310/3320/3330 / o SEM' $ un chip meno stabile usato nei Profeti Revisione 1 e 2.

I DAC sono stati usati per modulatori digitali / LFO $ / SAH / Arpeggiatos / Portamento / Summers ecc. Esistono diversi modi per farlo.

Prima di tutto decidere / additivo o sottrattivo Synth? Un sottrattivo funziona usando VCF '$ per modellare le onde / VCA' $ per controllare ADSR su entrambi VCO '$ / I sintetizzatori più antichi avevano una funzione per sincronizzare questi oscillatori vocali.

Tutti erano basati su 1 volt / ottava. Un buon libro ? Applicazioni musicali di microprocessori ... Hal Chamberlain ... Note elettro ...

Troppe fonti da elencare qui. Google. Prova gli schemi del Profeta 5? OBXA / OB-8

Divisori per tastiera top down / esponenziali / non lineari / basati su transistor / 1 volt per ottava. Uscita CV '$ / Ingresso CV' uguale a 1v / ottava. Standard.

http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Voltage-controlled-oscillator-VCO-circuit-with-a-555-timer.php

https://drive.google.com/file/d/0B23HmiX6RdPbVVVCOUhpS05lNDg/view?usp=drivesdk

— Edward M Caraccioli
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