Frage:
Wie mische ich zwei Audiotöne aus zwei 555s, um einen polyphonen Akkord zu erzeugen?
thatsagoal
2017-02-17 19:52:45 UTC
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Ich habe zwei 555-Chips im Astable-Modus eingerichtet, um jeweils einen Ton über einen Lautsprecher zu erzeugen.

Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie ich sie zusammenmischen soll, um einen Musikakkord zu erzeugen.

Wenn ich die beiden Ausgänge der 555er direkt zu einem einzigen Ausgang kombiniere, wird ein dritter Ton erzeugt, aber es ist nur ein einzelner Ton, der eine Kombination der beiden Frequenzen darstellt.

Stattdessen möchte ich jeden einzeln hören, aber übereinander, genau wie eine Tastatur (oder eine Hammond-Orgel, wenn Sie es vorziehen).

Ich habe versucht, einen Operationsverstärker zu verwenden, aber mit dem gleichen Ergebnis.

Ist hier ein Operationsverstärker die Lösung? Oder gibt es eine bessere Strategie?

Ich brauche nur einen Stoß in die allgemeine Richtung.

UPDATE

Beide Methoden scheinen zu funktionieren, aber es stellte sich heraus, dass das Hauptproblem darin bestand, dass die beiden 555 "entkoppelt" werden müssen, indem Kondensatoren über die Pins 1 und 8 gelegt werden. Das heißt, als ein 555 Strom aus der Batterie saugte, es beeinflusste die Frequenz des anderen. Dies (zusammen mit den großen Widerständen von den 555ern bis zum Operationsverstärker) hat das Problem mehr oder weniger gelöst, obwohl die Klangqualität nicht so reaktionsschnell oder stabil ist. Danke für die Hilfe!

Ein Akkord besteht aus 3 oder mehr Noten.
Ein Akkord besteht technisch gesehen aus zwei oder mehr Musiktönen, unabhängig von ihrer Harmonie.
Pedanten in der Musiktheorie nennen einen "Zwei-Noten-Akkord" eine Dyade.Der größte Teil der übrigen Welt (einschließlich der Musiker!) Macht sich nicht die Mühe, die Unterscheidung zu treffen, da ihr einziger Zweck eine willkürliche Einschränkung des theoretischen Konzepts eines "Akkords" ist, das wenig mit praktischem Musikmachen zu tun hat.
Fünf antworten:
#1
+11
Olin Lathrop
2017-02-17 19:59:55 UTC
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Der Grund, warum Sie etwas anderes als die Summe der beiden unabhängigen Signale erhalten, ist, dass sich die beiden Schaltkreise gegenseitig stören, wenn Sie ihre Ausgänge anschließen.

Eine Lösung besteht darin, mit jedem Ausgang genügend Widerstand in Reihe zu schalten, damit die Signalgeneratoren den Betrieb der anderen nicht stören können. 100-kΩ-Widerstände in Reihe mit jedem Signalgeneratorausgang sollten hoch genug sein, damit es keine Rolle spielt, was an den anderen Enden der Widerstände vor sich geht.

Das Problem ist nun, dass das kombinierte Signal aufgrund all dieser Vorwiderstände eine hohe Impedanz aufweist. Die Lösung ist ein Puffer mit Einheitsverstärkung. Jeder Rail-to-Rail-Operationsverstärker, der eine Verstärkung mit Einheitsverstärkung aufweist, kann das hochohmige Signal, von dem alle Widerstände angeschlossen sind, ein niederohmiges Signal erzeugen, das eine Endstufe oder ein anderes Audiogerät ansteuern kann.

Folgendes habe ich oben beschrieben:

Die Widerstände sind groß genug, damit die Schaltkreise an ihren linken Enden nicht durch das beeinflusst werden, was an ihren rechten Enden geschieht. Zusammen bilden diese Widerstände den Durchschnitt aller Eingangssignale. Wenn einer der Eingänge nicht verwendet wird, lassen Sie ihn schwebend und sie werden nicht in den Durchschnitt einbezogen.

Die Standard-Knie-Ruck-Antwort für so etwas ist ein invertierender Summierverstärker. Ich dachte früher oder später, jemand würde das posten. Ich bin tatsächlich überrascht, dass es so lange gedauert hat.

Der Grund, warum ich diesen Weg nicht gegangen bin, war der Einfachheit halber, insbesondere beim Umgang mit den DC-Pegeln.

Wenn Sie jeden Signalgenerator über seinen eigenen Widerstand an den invertierenden Eingang anschließen, erhalten Sie NICHT das, was Sie möchten, es sei denn, Sie sind bereit, mit der resultierenden negativen Spannung umzugehen, und haben eine negative Versorgung zur Hand, die Sie dem Operationsverstärker zur Verfügung stellen können. Die invertierende Summierschaltung kann so modifiziert werden, dass keine negative Netzspannung erforderlich ist und ein 0-5-V-Ausgang erzeugt wird, dies führt jedoch zu einer geringen Komplexität.

Ein weiteres kleines Problem ist, dass Sie wirklich den Durchschnitt wollen, keine Summe.Der Unterschied ist nur einer der Skalierungsfaktoren und kann daher behandelt werden.Die obige Schaltung ist von Natur aus gemittelt.Alle schwebenden Eingaben sind nicht im Durchschnitt enthalten.Der invertierende Summierverstärker hat eine feste Verstärkung von jedem Eingang zum Ausgang.Wenn sich die Anzahl der aktiven Eingänge ändert, muss die Gesamtverstärkung manuell angepasst werden, sodass das Ergebnis der Durchschnitt der Eingänge ist.

Wenn ich Sie also richtig verstehe, reduzieren die Widerstände jedes der Signale auf einen sehr kleinen Pegel, damit sie sich nicht gegenseitig stören und richtig kombiniert werden können. Anschließend verwenden Sie einen Operationsverstärker, um das kombinierte Signal auf eine angemessene Lautstärke zu bringenNiveau?(Ich bin mir nicht ganz sicher, wie sie sich übrigens gegenseitig "stören", sicherlich würden sie sich auch dann noch gegenseitig stören, wenn die Ausgabe reduziert wird?)
@thatsagoal Die Widerstände reduzieren nicht die Spannung jedes Signals.Sie reduzieren den Strom, den Sie aus dem Signal erhalten können, bevor es auf Null fällt und Sie kein Signal haben.Sie verwenden also einen Operationsverstärker, um eine kleine Menge Strom aus Ihrem Signal zu entnehmen, und der Operationsverstärker kann wieder einen großen Strom ausgeben, obwohl die Spannung gleich bleibt.(Hoffentlich ist das eine angemessene Erklärungsebene)
#2
+5
Cort Ammon
2017-02-18 03:11:26 UTC
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Ein Operationsverstärker ist das, was Sie wollen, aber Sie müssen ihn richtig anschließen.Was Sie suchen, ist ein Summierverstärker wie dieser:

Summing op amp

Wenn Sie Ihre 555 auf Va und Vb setzen, macht die Ausgabe, was Sie wollen.

Sie ignorieren DC-Vorspannungsprobleme völlig.Nein, dies wird nicht das tun, was Sie wollen, es sei denn, Sie möchten eine negative Ausgangsspannung und eine negative Netzspannung, über die der Operationsverstärker betrieben werden kann.
#3
+1
RoyC
2017-02-17 20:41:43 UTC
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Was für das Ohr (den Reichtum) eines Musikakkords interessant ist, ist nicht die Summe der beiden Grundfrequenzen, die addiert werden, sondern alle Seitenbandfrequenzen, die ebenfalls enthalten sind.

Sie haben zwei Probleme. Zunächst ist der Ausgang eines 555 eine Rechteckwelle. Dies schließt eine Reihe von Frequenzen von der Grundwelle bis zur Unendlichkeit (perfekte Rechteckwelle) ein, die den Ausgang stören werden. Die zweite ist, wie Sie diese effektiv addieren.

Für das erste Problem müssen Sie die Wellenformen des 555 formen. Was Sie hier tun, ist anwendungsabhängig. Der Akkord einer Geige unterscheidet sich vom Akkord einer Akustikgitarre. Dies liegt an der unterschiedlichen Wellenform einer einzelnen Saite beider Instrumente. Recherchiere hier und entscheide dich für die Art von Sound, die du brauchst.

Das zweite Problem wurde behoben. Sie müssen diese Spannungen so addieren, dass das eine das andere nicht stört. Ich würde einen Kondensator vorschlagen, um jedes Signal einem Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz zuzuführen.

#4
  0
supercat
2017-02-18 00:28:32 UTC
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Damit zwei Tonhöhen wie ein Akkord klingen, muss die Wellenform, die an den Lautsprecher ausgegeben wird, die Summe oder Differenz der einzelnen Rohwellenformen sein.Das Durchleiten der Ausgänge der 555s durch einen Spannungsteiler (der die durchschnittliche Spannung von den beiden Ausgängen ergeben würde) und dann durch einen Verstärker wäre eine Möglichkeit, dies zu erreichen.Ein einfacherer Ansatz bei Verwendung von zwei 555s, obwohl er nicht auf mehr als zwei 555s skaliert werden kann, besteht darin, die beiden Enden eines Lautsprechers mit Ausgängen der 555s zu betreiben (wahrscheinlich einen Widerstand und / oder Kondensator hinzuzufügen, um die 555s zu schützen).oder vielleicht jeden Ausgang über einen Hochleistungswechselrichter und dann einen Widerstand / Kondensator speisen).

#5
  0
Lee Wilson
2017-02-22 22:46:01 UTC
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Ich bin mir nicht sicher, ob Sie nur nach einem Hardware-Fix suchen (da meine Eingabe eher softwarebezogen ist), aber ich werde ihn trotzdem einwerfen!Wenn Ihr Treiber (Tonquelle) von Software gesteuert wird, sehen Sie sich, wie bereits erwähnt, wahrscheinlich die Rechteckwellensynthese an, damit Ihre Hardware A # spielen kann, aber nicht wie eine Geige im Gegensatz zu einem Cello klingen kann.LEDs verwenden Rechteckwellen, können aber das Gehirn dazu verleiten, das Licht mit unterschiedlichen Helligkeiten durch Ein- / Ausschalten der Geschwindigkeit zu sehen. Haben Sie dies mit Ihren 555s versucht, z.Spielen Sie Ton A für 5Ms und dann Ton B für 5Ms. Auf diese Weise spielen Sie wirklich oben & unten im Wellenbereich (Zweifel, ob 5Ms eine ausreichend lange Wechselzeit sind - zu schnell und Sie hören nur etwas Ähnliches wie Ihr bestehendes Problem, zu langsam und es klingt nur wie 2 Töne abwechselnd)



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