サイレン効果音デジタルシンセサイザー。スキーム、説明

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サイレン効果音デジタルシンセサイザー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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オーディオ信号のデジタル合成は、最近ますます普及しています。アナログとは異なり、デジタル合成方法では、精度が高く、回路実装が比較的簡単で、設計ソリューションの高い再現性が得られます。この記事では、速い警察とゆっくりとした「ハウリング」消防サイレン用の効果音シンセサイザーの基本バージョンについて説明します。エフェクトの再生や繰り返しも自動で行われます。

基準正弦波発振器の周波数の微調整が必要なアナログ合成とは異なり、デジタル合成では、KR1564IE7 タイプの可変分周比を持つカウンターを使用することで回路を大幅に簡素化でき、使用するマイクロ回路の数を大幅に減らすことができます [1 ]。 KR1564IE7 カウンタは、分周比が可変の分周器です。これは、カウンタの並列ロードの入力に入力されるデジタルコードによって制御されます。このコードは、カウンタ除算係数の等価重み表現に対応する 1564 進数です。そして、このコードが特定のクロック周波数で変更されると、KR7IE2マイクロ回路の出力に、マスターオシレーターのいくつかの周波数分割が表示されます-トーン信号、その周波数は特定の法則に従って変化します[XNUMX] 。

トーン信号の周波数変化の法則は、例えば、８ビットの可逆カウンタを使用して形成されるバイナリコードの直線的に増加および減少するシーケンスとして設定することができる。このような場合、バイナリコードの等価な数値表現は、例えば、ゼロから最大値まで、またはその逆に変化する可能性がある。バイナリコードの立ち上がりと立ち下がりのレートの変更は、ハードウェアによって選択することもできます。これは、サイレン音の立ち上がりと立ち下がりのレートを変更することを意味します。

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サイレン効果音デジタルシンセサイザーの電気回路図を図1に示します。シンセサイザーは、調整可能な LF および HF ジェネレーター、それぞれ要素 DD1.1、DD1.2、および DD1.3、DD1.4 で構成されます。電子キー DD2.1; 可変分周比を備えた前置分周器 DD3; 増加と減少の法則に従ったバイナリコードの可逆逆形成器 DD6、DD7。コードシーケンスDD8の最大値と最小値のデコーダリミッタ。可変分周比の分周器 DD9、DD10; トリガーディバイダーシェイパーメアンダーDD11.1; トリガー状態「開始」〜「停止」DD11.2 およびサイレンの効果音期間の繰り返し回数のカウンター DD12。トリガー分圧器出力からの信号は、トランジスタ VT1 ... VT3 で作られたキーアンプに供給されます。シンセサイザーは、デバイスボードに取り付けられた KR142EN5A タイプの一体型スタビライザーを通じて電力供給されます。

シンセサイザーは、少なくとも 5 ns の持続時間を持つ振幅 100V の短い正のパルスによって、または SB1 ボタンを短く押すことによって起動されます。この場合、トリガ DD11.2 はゼロ状態にリセットされ、直接出力からの信号によりトリガ DD11.1 とカウンタ DD12 の動作が有効になり、反転出力からの信号によりカウンタ DD6、DD7、および DD1.1 のロックが解除されます。ジェネレータ DD1.2、DD1.3 および DD1.4、DD1.1 の動作を有効にします。この時点で、電子キーDD1.2が閉じられ、抵抗器R2が無効になるため、要素DD2.1、DD4の発生器はトリマ抵抗器R3によって設定された最小周波数で動作する。発生器の出力方形パルスはカウンタ DD1 によって分周され、その分周比はジャンパ S4 ... S12 によって設定されます。最初の瞬間では、カウンタDD4.4はゼロ状態にあり、したがって論理ユニットのレベルが要素DD3の出力で形成される。その結果、すべてのプリセット入力 D15 ... D0 (ピン 3、15、1、10) が論理ユニットのレベルを受信するため、カウンタ DD9 の分周比は最大で XNUMX に等しくなります。

カウンタ DD6、DD7 の初期状態は、トリガ DD11.2 のリセット前に、カウンタデータのプリセット「C」（ピン 11）の入力が論理 15 レベルの影響を受けていたため、最大バイナリコードに対応します。。この場合、ジャンパ S17 を介してデコーダ DD8 の最上位ビット「6」（ピン 5.1）の出力で生成された論理 5.2 レベルが、RS フリップフロップ DD6 ～ DD7 をゼロにリセットします。州。カウンタ DDXNUMX、DDXNUMX の動作モードは減算として定義されています。装置のこの状態は、ゆっくりとした「ハウリング」火災サイレンの音の増加に対応します。

ＲＦ発生器の出力からの約１００ｋＨｚの周波数を有する方形パルスは、カウンタＤＤ９の減算入力に供給され、その出力からカウンタＤＤ１０の減算入力に供給される。 DD100 の出力では、プリセットカウンタ DD9、DD10 の入力に来るバイナリコードの現在のカウントに対応するトーン信号が生成されます。 DD10 の出力のパルスは大きなデューティサイクル (逆デューティサイクル) を持っているため、蛇行を形成するにはトリガ分周器 DD9 を使用する必要があります。積分チェーン C10R10 は、クリアトリガ DD11.1 の期間の出力パルスを増加します。

カウンタ DD7 がゼロ状態に達すると、デコーダ DD0 の出力「1」(ピン 8) が論理 5.1 レベルを生成し、トリガ DD6 を単一状態に設定し、それによってカウンタ DD7 のモードが変更されます。 , DD4.3 を合計します。同時に、負のパルスが DD12 要素の出力で形成され、その正の降下によりカウンタ DD6 の状態が 7 つ増加します。ここで、加算モードでのカウンタ DD7、DD1 の動作のおかげで、呼び出しスローサイレンの音が減少します。カウンタ DD14 の状態の変化は、LED HLXNUMX ～ HLXNUMX のラインによって示されます。

カウンタ DD12 が 1 番目の状態に移行し、ダイオード VD1 が取り付けられると、ダイオードデコーダ VD7 ... VD2.1 の出力にロジックユニットレベルが形成され、キー DD1.1 が開き、ジェネレータの最大周波数が設定されます。 DD1.2、DD9。高速のパトカーのサイレンの効果音の再生開始に対応します。次に、速い警察のサイレンが 11 周期にわたって生成され、その後、カウンタ DD12 の出力「11.2」(ピン XNUMX) で正のパルスが生成され、トリガ DDXNUMX が初期単一状態に移行します。これで、デバイスは新たなスタートの準備が整いました。

デジタルサイレン効果音シンセサイザー

このデバイスは、厚さ 2 mm の両面フォイルグラスファイバーからなる 150 x 90 mm の寸法のプリント基板 (図 1,5) 上に組み立てられます。このデバイスは、K561、KR1564シリーズのIC、定抵抗器 - MLT-0,125、調整抵抗器 - SP3-38b、コンデンサ - 無極性タイプ K10-17、酸化物 - タイプ K50-35、LED HL1 ... HL14 - タイプを使用します。 AL307AM、BM、一体型スタビライザー DA1 - タイプ KR142EN5A、ボタンタイプ KM1-1。 KR1564 (74HCxxN) シリーズの IC は、KR1554 (74ACxxN) シリーズの対応する類似品と互換性があります。

デバイスのセットアップは、抵抗 R6 とジャンパ S5、S6 を使用して希望のサイレントーン周波数を設定することと、抵抗 R2、R4 とジャンパ S1 ... S4 を使用して繰り返し周期を設定することで構成されます。保守可能な部品から組み立てられ、エラーがないデバイスは、電源を入れるとすぐに動作します。

文学

チェレバテンコ V. と A. プログラマブルミュージカルベル - 自動: 土: 「アマチュア無線を助けるために。」、Vol. 103、p. 52. - M.: ドーサーフ、1989
Cherevatenko V. と A. メロディアスな信号装置。 - 「ラジオ」、1992 年、第 8 号、12 ～ 15 ページ。

著者: Leonidovich O.A.

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