Μια γραμμή καθυστέρησης ήχου είναι μια τεχνική στην οποία ένα δεδομένο σήμα ήχου περνά μέσα από μια σειρά από στάδια ψηφιακής αποθήκευσης, έως ότου η τελική έξοδος ήχου καθυστερήσει για μια συγκεκριμένη περίοδο (συνήθως σε χιλιοστά του δευτερολέπτου). Όταν αυτή η καθυστερημένη έξοδος ήχου επιστρέφει στον αρχικό ήχο, οδηγεί σε έναν εκπληκτικά βελτιωμένο ήχο, ο οποίος είναι πλουσιότερος, πιο ογκώδης και γεμάτος με χαρακτηριστικά όπως ηχώ και αντήχηση.

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Η εμπειρία ακρόασης για μια μουσική που παίζεται μέσα σε ένα δωμάτιο εξαρτάται σημαντικά από το εσωτερικό του δωματίου.

Εάν το εσωτερικό του δωματίου είναι γεμάτο με πολλά μοντέρνα διακοσμητικά και γυάλινα παράθυρα, αυτό θα μπορούσε να δημιουργήσει πάρα πολύ ηχώ στη μουσική.

Από την άλλη πλευρά, εάν το δωμάτιο περιλαμβάνει πολλά στοιχεία με βάση το ύφασμα, όπως βαριές κουρτίνες, μαξιλάρια επίπλων κ.λπ., η μουσική θα τείνει να χάνει όλα τα εφέ ηχούς και αντήχησης και μπορεί να ακούγεται αρκετά θαμπό και μη ενδιαφέρουσα.

Για την τελευταία περίπτωση, πιθανότατα μπορείτε να επιλέξετε να απορρίψετε και να πετάξετε όλες τις κουρτίνες, τα μαξιλάρια, τα μαξιλάρια, το σετ καναπέ ή να επιλέξετε το προτεινόμενο κύκλωμα γραμμής καθυστέρησης ήχου, το οποίο θα σας βοηθήσει να επαναφέρετε την ατμόσφαιρα της μουσικής φυσικά χωρίς να θυσιάσετε το αγαπημένο σας εσωτερικοί χώροι.

Μέσω αυτού του κυκλώματος μπορείτε πραγματικά να δημιουργήσετε μια ηχώ (καθυστέρηση χρόνου σήματος ήχου) και αντήχηση (μετά από ανακλάσεις) και να επιτύχετε έναν πολύ πιο πλούσιο ήχο.

Μέχρι πριν από λίγο καιρό, η μόνη τεχνική απόκτησης καθυστέρησης σήματος ήχου ήταν με τη χρήση πολύ δαπανηρών ηλεκτρονικών συσκευών. Σήμερα έχουμε μια ολοκαίνουργια μορφή IC, που ονομάζεται «bucket-brigade» που σας επιτρέπει να κατασκευάσετε το προσωπικό σας σύστημα καθυστέρησης πολύ φθηνά.

“πώς λειτουργεί ένα γαλβανόμετρο ”

Συνδεδεμένο μεταξύ της πηγής ήχου και του προενισχυτή, ή μεταξύ του προενισχυτή και του ενισχυτή ισχύος, η ιδέα προσφέρει μια ηχώ σήματος μεταβλητής, η οποία θα μπορούσε να εμπλουτίσει τον ήχο από τα περισσότερα συστήματα οικιακής μουσικής.

Με μικρές τροποποιήσεις κυκλώματος, η ιδέα θα μπορούσε επιπλέον να εφαρμοστεί ως φάσο / φλάντζα, επιτρέποντας στον χρήστη να έχει ηχητικά εφέ για εγγραφή εφαρμογών και για ηλεκτρικές κιθάρες που χρησιμοποιούν οι ειδικοί.

Το bucket-brigade IC είναι ένας καταχωρητής αλλαγής τύπου MOS που αποτελείται από δύο καταχωρητές 512 σταδίων σε ένα μοναχικό πακέτο 14 ακίδων.

Εάν ένα ηχητικό σήμα τροφοδοτείται στην είσοδο του σχεδιασμού της κάδου και τα αντίστοιχα IC που κινούνται με μια γεννήτρια ρολογιού, προκαλεί την κίνηση του ηχητικού σήματος με βήμα, βήμα προς βήμα, έως ότου φτάσει τελικά το σήμα στην έξοδο με την προβλεπόμενη καθυστέρηση.

Το διάγραμμα μπλοκ για το κύκλωμα γραμμής καθυστέρησης φαίνεται παρακάτω:

Όταν αυτό το καθυστερημένο σήμα τροφοδοτείται ξανά (ανακυκλοφορεί) στο αρχικό σήμα, προσομοιώνεται ένα φαινόμενο αντήχησης.

Εκτός από την παροχή ατμόσφαιρας σε πραγματικό χρόνο, το κύκλωμα bucket-brigade θα μπορούσε να εφαρμοστεί με οποιοδήποτε σύστημα ήχου για την παραγωγή συνθετικού στερεοφωνικού ήχου από μονοφωνικές πηγές ήχου, μια χρήσιμη επιλογή για «διπλή φωνή» και «φασκόρ / φλάντζα».

Τι είναι η Ταξιαρχία Bucket

Ο όρος «ταξιαρχία» θυμίζει μια σειρά ανδρών που παραδίδουν κουβάδες νερού για να καταπολεμήσουν τον κίνδυνο πυρκαγιάς.

Ο αναλογικός καταχωρητής βάρδια-ταξιαρχίας λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο και επομένως το όνομα.

Με τους καταχωρητές μετατόπισης, από την άλλη πλευρά, οι πυκνωτές αντιπροσωπεύουν τους «κουβάδες» που συνδέονται απευθείας στο PMOS IC. Μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από 1000 τέτοιοι πυκνωτές σε κάθε τσιπ (ένας πυκνωτής και δύο τρανζίστορ MOS ανά στάδιο).

Το στοιχείο που περνάει είναι στην πραγματικότητα τα πακέτα ηλεκτρικής φόρτισης από το ένα στάδιο στο άλλο. Γνωρίζουμε ότι δεν είναι εύκολο να βάζουμε νερό ομοιόμορφα μέσα και από έναν κάδο ταυτόχρονα.

Με τον ίδιο τρόπο, δεν είναι εύκολο να φορτίζετε και να αποφορτίζετε ταυτόχρονα έναν πυκνωτή. Αυτό το ζήτημα επιλύεται από τους καταχωρητές μετατόπισης και μέσω ενός ζεύγους συχνοτήτων ρολογιών εκτός φάσης.

Κατά τη διάρκεια της περιόδου κατά την οποία το πρώτο ρολόι είναι υψηλό, οι κάδοι με τα «περίεργα» σχήματα ρίχνονται στους επόμενους κουβάδες με «ζυγά». Μόλις φτάσει το δεύτερο υψηλό ρολόι, οι ζυγοί κάδοι ρίχνονται στους ακόλουθους διαδοχικούς κάδους.

Με αυτόν τον τρόπο, οι μεμονωμένες χρεώσεις μετατοπίζονται κατά μήκος της γραμμής από ένα στάδιο ένα κάθε φορά.

Η παραπάνω εικόνα είναι μια σχηματική εκδήλωση 4 τυπικών σταδίων του αναλογικού καταχωρητή αλλαγής MN3001.

Κάθε IC MN3001 αποτελείται από δύο καταχωρητές αλλαγής σταδίων 512. Θυμηθείτε ότι τα στάδια Α και Γ συνδέονται με ένα συγκεκριμένο ρολόι, ενώ τα στάδια Β και Δ συνδέονται με το άλλο ρολόι για να αποδώσουν τη μονή / ζυγή σχέση.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα καθυστέρησης γραμμής

Το παρακάτω σχηματικό δείχνει το πλήρες σχηματικό για τη γραμμή καθυστέρησης ήχου.

Όταν δημιουργείτε πραγματικά καθυστέρηση σε ένα ηχητικό σήμα, δημιουργείτε μια ποικιλία από ενδιαφέροντα ηχητικά εφέ. Η πιο αξιοσημείωτη είναι η προσομοίωση του ηχώ.

Ωστόσο, οι καθυστερήσεις που δημιουργούνται από την ταξιαρχία κουβά είναι συνήθως πολύ μικρές για να αναγνωριστούν ως διακριτές ηχώ.

Η επανάληψη του καθυστερημένου σήματος με μειωμένο κέρδος θα μπορούσε να μιμηθεί την υγιή αποσύνθεση των ηχώ σε έναν αντηχητικό χώρο.

Με την εισαγωγή ορισμένου κέρδους καθ 'όλη τη διάρκεια της επανακυκλοφορίας του καθυστερημένου σήματος, μπορεί να είναι δυνατό να δημιουργηθεί ένα αφύσικο αποτέλεσμα «πόρτας-ελατηρίου» για τη μουσική.

Προκαλώντας καθυστέρηση σε ένα οργανικό σήμα ή ένα κομμάτι ομιλίας κατά 30 ή 40 ms και ωθώντας το καθυστερημένο σήμα πίσω στο αρχικό σήμα, θα παράγει τον ήχο εξόδου πιο ογκώδες και θα του δώσει την εντύπωση ότι έχει περισσότερα από την αρχική ποσότητα φωνών ή μουσικό βάθος.

Αυτό το είδος της δημοφιλούς προσέγγισης ονομάζεται «διπλή φωνή». Ένα άλλο γνωστό εφέ μικρής καθυστέρησης μπορεί να είναι με τη μορφή ενός ιδιότυπου ήχου που προκύπτει μέσω μιας τεχνικής που ονομάζεται «φάση» ή «κύλινδρο».

Ο τίτλος προέρχεται από τον αρχικό του πειραματισμό στον οποίο χρησιμοποιήθηκε ένα μαγνητόφωνο για τη δημιουργία της χρονικής καθυστέρησης και το τρίψιμο ενός εξειδικευμένου χεριού στην εξωτερική πλευρά του κυλίνδρου τροφοδοσίας ταινίας άλλαξε την καθυστέρηση για τη δημιουργία του ακουστικού αποτελέσματος.

Σήμερα, αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να αναπτυχθεί εξ ολοκλήρου μέσω της ψηφιακής τεχνολογίας, καθυστερώντας το σήμα 0,5 έως 5 ms ενώ προσθέτοντας ή αφαιρώντας το καθυστερημένο σήμα από το αρχικό σήμα.

Στη ρύθμιση phasor / flanger, η συχνότητα και οι αρμονικές της, των οποίων τα μήκη κύματος είναι ίδια με την χρονική καθυστέρηση, συμβαίνει να τερματίζεται πλήρως, ενώ όλες οι άλλες συχνότητες ενισχύονται.

Με αυτόν τον τρόπο ένα φίλτρο χτένας που έχει συχνότητα μεταξύ των εγκοπών τροποποιείται αλλάζοντας τη συχνότητα ρολογιού, όπως φαίνεται παρακάτω.

Το αποτέλεσμα είναι, μια τονική βελτίωση που εισήχθη σε έναν μη τονικό ήχο, για παράδειγμα τύμπανα, κύμβαλα, καθώς και στις φωνητικές συχνότητες.

Η λειτουργία phasor / flanger σάς επιτρέπει να αναπαράγετε στερεοφωνικά σήματα από μονοφωνική προέλευση. Για να επιτευχθεί αυτό, η σταδιακή έξοδος που εξάγεται με την εισαγωγή του καθυστερημένου σήματος αποστέλλεται σε ένα κανάλι, ενώ η έξοδος που εξάγεται αφαιρώντας το καθυστερημένο σήμα αποστέλλεται στο αντίθετο.

Για το κοινό, το φαινόμενο φάσης ακυρώνεται, επιτρέποντας ένα καλό συνθετικό στερεοφωνικό εφέ στα αυτιά τους.

Τα κύρια στοιχεία των σχεδίων, αναμφίβολα, είναι τα IC-bucket-brigade, τα οποία μπορούν να συνθέσουν άμεσα τα αναλογικά σήματα. Τα κυκλώματα δεν περιλαμβάνουν ακριβούς μετατροπείς αναλογικού σε ψηφιακό και ψηφιακού σε αναλογικό.

Μόλις ο παλμός του ρολογιού από το flipflop τροφοδοτηθεί στο IC του κάδου, η τροφοδοσία DC που υπάρχει στην είσοδο μεταφέρεται στον καταχωρητή. Τα διακριτά bits μετατοπίζονται σταδιακά μέσω διαδοχικών παλμών ρολογιού έως ότου τελικά, μετά από 256 παλμούς, φτάνουν στο τέλος της γραμμής και παραδίδουν το σήμα εξόδου.

Η κυματομορφή εξόδου καθαρίζεται με φίλτρο χαμηλής διέλευσης και όποιο διπλό σήμα υπήρχε στην είσοδο αλλά καθυστέρησε κατά 256 φορές την περίοδο της συχνότητας του ρολογιού.

Για παράδειγμα, όταν η συχνότητα ρολογιού είναι 100 kHz, η καθυστέρηση θα μπορούσε να είναι 256 x 1 / 100.000 = 2,56 ms. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ρυθμός δειγματοληψίας του μουσικού σήματος στην είσοδο εξαρτάται από τη συχνότητα ρολογιού, ένα υποθετικό όριο 50% χαμηλότερης συχνότητας ρολογιού θα μπορούσε να είναι η μέγιστη συχνότητα ήχου που μπορεί να μεταφερθεί αποτελεσματικά.

Ωστόσο, λόγω των πραγματικών περιορισμών της ζωής, το 1/3 της συχνότητας του ρολογιού μπορεί να φαίνεται να είναι πιο ρεαλιστικός σχεδιαστικός στόχος. Τα κυκλώματα θα μπορούσαν να συνδεθούν διαδοχικά ή να καταρρέουν για να προσφέρουν μεγαλύτερες χρονικές καθυστερήσεις με αυξημένους ρυθμούς ρολογιού, αν και ο υψηλότερος θόρυβος στα κυκλώματα που συνδέονται με τη σειρά ενδέχεται να ξεπεράσει την αύξηση του εύρους ζώνης.

Στη λειτουργία καθυστέρησης, οι 2 καταχωρητές αλλαγής συνδέονται σε σειρά, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση συχνότητας ρολογιού δύο φορές υψηλότερη.

Αυτό επιτρέπει, δύο φορές το εύρος ζώνης για κάθε καταχωρητή βάρδιας να προγραμματίζεται για την ίδια χρονική καθυστέρηση. Ακόμη και σε αυτήν τη λειτουργία διπλού εύρους ζώνης, η συχνότητα ρολογιού που απαιτείται για καθυστέρηση 40 ms, περιορίζει το εύρος ζώνης σε ένα μέγιστο σήμα εισόδου 3750 Hz, το οποίο φαίνεται αρκετά αρκετό για τη συχνότητα φωνής, αν και δεν επαρκεί για τους περισσότερους μουσικούς εξοπλισμούς.

Σε πολλές εφαρμογές στις οποίες η καθυστερημένη μετάδοση εφαρμόζεται στο αρχικό σήμα, η μείωση του εύρους ζώνης μπορεί να αποκρυφτεί λόγω των σημάτων υψηλής συχνότητας που περιέχονται στην αρχική είσοδο σήματος. Για να αντισταθμιστεί η κανονική εξασθένηση σήματος, ένας ενισχυτής 8,5 dB χρησιμοποιείται μεταξύ των καταχωρητών αλλαγής.

Στη λειτουργία phasor / flanger, η υψηλότερη απαιτούμενη καθυστέρηση είναι περίπου 5 ms, το οποίο είναι αρκετά μικρό για τη χρήση ενός μόνο καταχωρητή μετατόπισης χωρίς να θυσιάζεται το εύρος ζώνης.

Ο δεύτερος καταχωρητής μετατόπισης είναι συνεπώς προσαρτημένος παράλληλα με τον πρώτο για ενίσχυση της αναλογίας S / N. Οι συχνότητες σήματος εφαρμόζονται σε φάση, ενώ τα σήματα θορύβου προστίθενται και αφαιρούνται τυχαία.

Το Phasor / Flanger

Το διάγραμμα μπλοκ των σχεδίων φασόρων / φλαντζών φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα.

Το σχηματικό διάγραμμα για το phasor / flanger δίνεται παρακάτω:

Σε κάθε σενάριο, η τετραπλή πύλη NOR IC4 είναι ανθεκτική ως ασυμβίβαστος πολυ-δονητής που λειτουργεί δύο φορές τη συχνότητα του καθορισμένου ρυθμού ρολογιού.

Η έξοδος IC4 συνδέεται με το flip-flop IC5, το οποίο προσφέρει μερικά σήματα ρολογιού εξόδου (180 ° εκτός φάσης το ένα με το άλλο) με κύκλους λειτουργίας FIFTY PERCENT.

Αυτοί οι παλμοί λειτουργούν στη συνέχεια ως είσοδοι ρολογιού για τους καταχωρητές μετατόπισης στο IC2. Η αντίσταση R16 καθορίζει τη συχνότητα και είναι σταθερή ταχύτητα στο κύκλωμα καθυστέρησης.

Η συχνότητα του ρολογιού θα μπορούσε να αλλάξει όπως επιθυμείται με την προσθήκη περισσότερων αντιστάσεων παράλληλα μέσω των δεδομένων συνδέσμων στη φασόρα / φλάντζα.

Το σήμα εισόδου ήχου υποβάλλεται σε επεξεργασία μέσω επτά πόλων σταδίων φίλτρου χαμηλής διέλευσης, όπου χρησιμοποιούνται IC3 και 1/2 IC1. Τα φίλτρα διασφαλίζουν μια συνολική εξασθένηση 42-dB / οκτάβα σε συντονισμένη συχνότητα.

Ως παράδειγμα, όταν το φίλτρο συντονίζεται για 5000 Hz, ένα σήμα 10.000 Hz εξασθενεί περισσότερο από 100: 1.

Ενώ τα φίλτρα λειτουργούν με ενισχυτές υψηλής απόδοσης, μπορείτε να μεγιστοποιήσετε τις εξόδους τους πριν ξεκινήσετε με ρυθμό 6 dB / οκτάβα ανά πόλο. Αυτού του είδους τα φίλτρα ονομάζονται «υπό απόσβεση».

Μέσω της σωστής επιλογής της ισορροπίας των σταδίων χαμηλής απόσβεσης και υπερβολικής απόσβεσης (RC), είναι εύκολο να διαμορφώσετε ένα φίλτρο με επίπεδη απόκριση στην προβλεπόμενη ζώνη διέλευσης, προκειμένου να επιτύχετε μείωση 3 dB στη συχνότητα συντονισμού και λειτουργία ρυθμός κύλισης 6 dB επί της ποσότητας των πόλων.

Αυτό είναι ακριβώς αυτό που εφαρμόζεται στα σχέδια καθυστερημένης γραμμής και φάσης / φλάντζας που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο. Συνήθως απαιτείται σημαντική ποσότητα στατιστικής επεξεργασίας για τον προσδιορισμό των τιμών αντίστασης για τα φίλτρα.

Για να διευκολύνετε τα πράγματα, μπορείτε να διαλέξετε τις κατάλληλες τιμές αντίστασης από τον πίνακα τιμών τιμών αντιστάσεων φίλτρου.

Επωφεληθείτε από αυτόν τον πίνακα για την επιλογή τιμών αντίστασης ειδικά για το κύκλωμα καθυστέρησης. (Οι τιμές της αντίστασης φίλτρου που δίνονται στο Σχ. 4 και ο σχετικός πίνακας υλικών θα σας δώσουν μια βελτιωμένη καθυστέρηση 5 ms, με την έξοδο 3 dB να μειωθεί στα 15 kHz για τη φασαρία / φλάντζα.)

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Λίστα ανταλλακτικών

C12 - 470 μF, 35 V
Πυκνωτής δίσκου C13, C15, C16 - 0,01 uF, πυκνωτής δίσκου C14 -100 pF
C17 - 33 µF, 25 V

D1, D2 - IN4007
Δίοδος zener D3 -1N968 (20 V)
F1 -1/10 -αμπέρ ασφάλεια
IC6 -723 ρυθμιστής τάσης ακριβείας

Όλες οι αντιστάσεις έχουν ανοχή I / 4 watt 5%:

R17-1k
R18 - 1Μ

RI9-10 ωμ
R20 - 8,2k ohms
R21 - 7.5k ohms
R22 - 33k ohms
R23 - 2.4k

Το κύκλωμα τροφοδοσίας για τη γραμμή καθυστέρησης ήχου εμφανίζεται στην παραπάνω εικόνα. Είναι χτισμένο γύρω από έναν ρυθμιστή τάσης, IC6, για να εκτοξεύσει την κύρια παροχή 15 volt. Ο καταχωρητής μετατόπισης περιλαμβάνει πηγές κάθε +1 και +20 βολτ.

Η ράγα +20 volt αποκτάται χρησιμοποιώντας τη δίοδο zener D3 και η γραμμή +1 volt προέρχεται από το διαχωριστικό τάσης που έχει διαμορφωθεί γύρω από τα R22 και R23.

Καθώς οι ενισχυτές λειτουργούν μέσω μιας τροφοδοσίας ενός άκρου, καθίσταται απαραίτητο να υπάρχει η λειτουργία γραμμής τάσης 10,5 volt ως αναφορά στο κύκλωμα για αυτές τις συσκευές.

Κατασκευή

Το πραγματικό εγχειρίδιο χάραξης και διάτρησης, και το ίδιο και για τις δύο διατάξεις κυκλώματος αλλά ενσύρματο με διαφορετικό τρόπο, όπως απαιτείται, φαίνεται στα παρακάτω σχήματα.

Πριν από την τοποθέτηση οποιωνδήποτε εξαρτημάτων στο PCB, πρέπει να τοποθετήσετε και να κολλήσετε τους διάφορους συνδέσμους άλματος στις υποδοχές. Μετά από αυτό, συνδέστε την πλακέτα όπως ορίζεται παραπάνω, σύμφωνα με τον προτιμώμενο τρόπο λειτουργίας.

“τι είναι μια γραμμή φορτίου ”

Προσέξτε τον προσανατολισμό των ακίδων όλων των συσκευών ημιαγωγών και των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών και τοποθετήστε τους σωστά.

Βεβαιωθείτε ότι κρατάτε και συναρμολογείτε τις συσκευές MOS με προσοχή, καθώς αυτές είναι ευαίσθητες στα στατικά φορτία και ενδέχεται να υποστούν ζημιά από τη στατική φόρτιση που αναπτύσσεται στα δάχτυλά σας. Θα μπορούσατε να τοποθετήσετε το IC ευθεία στο PCB ή επίσης να χρησιμοποιήσετε πρίζες IC.