Foi um sonho meu construir um sintetizador analógico por alguns anos.
Neste período, construí VCOs com base no timer 555, que eu sei que geralmente não têm uma resposta de frequência precisa sem muitos circuitos adicionais.
Também construí um VCO baseado no amplificador operacional LM358. Isso parece soar melhor e ser mais estável.
Muitos projetos de VCO que encontrei na internet são bastante complicados de construir e exigem a fonte de alimentação de +12V. Aqui está um exemplo de um projetado para funcionar com duas baterias de 9V invertidas.
O que eu estou procurando é um design simples, não uma quantidade enorme de componentes, resposta de frequência V / Octave e poder de DC de uma bateria (ou duas) (com uma faixa de freqüência de áudio entre 20Hz-12.5kHz).
Também estou considerando a abordagem do DCO, o método Juno de usar um divisor programável para obter uma frequência de um relógio mestre parece muito atraente.
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Respostas:
Existem razões pelas quais os sintetizadores analógicos são amplamente obsoletos hoje em dia, e o principal é que fazer um bom VCO que fique afinado em uma ampla faixa de tensões e temperaturas é super difícil. Sugiro uma abordagem alternativa e híbrida.
Use um microcontrolador simples, com o DAC embutido ou DAC de áudio externo, como seu "oscilador". A entrada para o MCU pode ser uma tensão analógica para o ADC interno, dados MIDI ou alguns outros dados digitais. A saída seria uma onda senoidal da frequência correta. A saída vai para o circuito analógico de sua escolha.
Certifique-se de executar o MCU de um oscilador XTAL ou de quartzo real e não do oscilador interno. O oscilador interno não é preciso o suficiente para manter as coisas em sintonia.
O legal dessa abordagem é que você pode facilmente produzir outras coisas além de ondas senoidais. Quadrado, triângulo, dente de serra ou algo "personalizado" é tão fácil quanto uma onda senoidal. Isso fornece aos seus filtros analógicos mais harmônicos para tocar e cria sons mais interessantes e úteis. Ah, e é uma potência bastante baixa quando comparada às formas típicas de fazer VCOs.
Os primeiros sintetizadores "digitais" na década de 1980 usaram essa abordagem híbrida e são realmente o principal avanço tecnológico que fez com que os sintetizadores tenham um apelo mais amplo no mercado - pelo menos até termos o poder de processamento para fazê-lo inteiramente no domínio digital.
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Acabei de criar um VCO com sucesso. Produz onda quadrada e triangular, pode ser controlada com tensão (LFO, sequenciador, etc.) e fácil de construir. Confira este artigo. O VCO está na página 10. Mesmo que o esquema implique em + -15V (30V), usei apenas 0-9V. O IC é um LM13700 OTA (amplificador de transcondutância operacional). Os OTAs são amplamente utilizados em sintetizadores analógicos, pois o controle de tensão pode ser realizado facilmente. Um OTA é um tipo de amplificador operacional com alguns recursos extras. Você pode criar um VCO, VCA e VCF usando esses ICs e no artigo da Marston há esquemas de exemplo para todos os três.
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Que tal algo como o AD654 ? O intervalo de frequência é de 0 a 500kHz. É sintonizável com um par RC, ondef=V10RC . Se você não conseguir acertar o intervalo, sempre poderá exibir uma divisão por 10 na saída.
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@JackDamery - se você pode sugerir um circuito VCO com trilhos de alimentação que não sejam uma boa combinação para uma bateria de 9V, talvez alguém possa sugerir alterações para fazê-lo funcionar com uma bateria de 9V. Mas somente você sabe o quanto "simples" significa. Além disso, pode ser mais fácil produzir circuitos de energia que ofereçam +/- 12V a partir da bateria de 9V, mas lembre-se de que a vida útil da bateria pode ser reduzida.
Além disso, agora você diz Hz / V na sua pergunta e acho que é isso que você precisa - você precisa dobrar a frequência para cada passo incremental idêntico na tensão inserida, isto é, 1 oitava por volt como mencionado anteriormente. Um VCO de sintetizador que não faz isso é limitado, pois você não pode "misturar" as saídas de VCO e controlá-las a partir da mesma tensão de controle de entrada sem desperdiçar os ouvidos.
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De um modo geral, a estabilidade é um grande problema com conversores de oitava para frequência de várias faixas de oitavas necessárias em um instrumento musical. Há muitos circuitos por aí, então vou abordar apenas a correção geral da preocupação com a estabilidade.
Você precisa de algum tipo de loop de feedback para ajustar o oscilador em tempo real. Você poderia implementá-lo em um pequeno microcontrolador que medisse a tensão do ponto de ajuste de frequência e também contaria a frequência de saída do oscilador. A saída de ajuste do MCU pode ser fornecida via potenciômetros digitais ou injetada como tensão no circuito do oscilador - tudo depende do design do oscilador.
A razão pela qual chamo o oscilador de "oitava para frequência" é que isso implica que o relacionamento VF é não-linear. A tensão é proporcional ao logaritmo da frequência.
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Usando uma junção NPN / PNP do transistor / +/- 9 volts de bateria como fonte de referência de corrente constante / em um divisor de tensão resistivo escalonado igual / pode ser derivada uma tensão de controle precisa de 1 volt / oitava. A conversão exponencial é feita pelos diodos / log de base 2 / ou 1v / oitava = 12 semitons = 2f.
Ambos os circuitos seqüenciais e Oberheim usaram abordagens semelhantes. Um ADC foi empregado para ler / registrar valores dos potes de controle / e essas palavras digitais armazenadas como patches do programa.
O VCO real '$ / VCF' $ / VC @ '$ era o Curtis Electronics Chips 3310/3320/3330 / ou SEM' $, um chip menos estável usado nos Profetas da Revisão 1 e 2.
DACS foram usados para moduladores digitais / LFO $ / SAH / Arpeggiatos / Portamento / Summers etc. Existem várias maneiras diferentes de fazer isso.
Antes de tudo decidir / Aditivo ou Subtrativo Synth? Uma subtração opera usando VCF '$ para modelar as ondas / VCA' $ para controlar o ADSR em ambos os VCO '$ / A maioria dos sintetizadores antigos tinha um recurso para sincronizar esses osciladores de voz.
Todos foram baseados em 1 volt / oitava. Um bom livro ? Aplicações Musicais de Microprocessadores ... Hal Chamberlain ... Eletro Notas ...
Muitas fontes para listar aqui. Google it. Tente o Profeta 5 Esquemas? OBXA / OB-8
Divisores de tensão descendente / exponencial / não linear / divisores de teclado baseados em transistor / 1 volt por oitava. CV de saída '$ / CV de entrada' mesmo @ 1v / oitava. Padrão.
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
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