Рисунок синтезатор – Картинка синтезатор | Карточки музыкальных инструментов

Содержание

Звук из картинки. Оптический синтезатор Look Modular / Амперка corporate blog / Habr

Привет GT!
4 июня в Москве пройдёт очередной фестиваль музыкальных технологий Synthposium. На нём соберутся любители синтезаторов, чтобы крутить ручки, собирать патчи, нажимать на клавиши и восхищаться звуками.
Нас тоже пригласили сделать для фестиваля что-нибудь прикольное.
И мы собрали аналоговый оптический синтезатор.

(Осторожно, трафик!)

Сейчас вы увидите лучший в мире аналоговый синтезатор с мото-о-о-ором… И MIDI.Ладно, ладно. Лучшим аналоговым с мотором был Hammond Organ, но MIDI у него точно не было.

VCO

Знаете, как воспроизводят звук с киноплёнки в кинотеатре? В самом простом варианте звук записан на ту же киноплёнку в виде двух дорожек — левый и правый канал. Вот на этой картинке — стерео звук слева, в виде двух белых дорожек. Там рядышком ещё куча цифровой информации, но сейчас не об этом.
Свет проходит через плёнку и попадает на фототранзистор.
Если очень грубо, фототранзистор превращает попавшие в него фотоны в электрический ток и усиливает его.
Чем больше фотонов попало на транзистор, тем меньше его сопротивление, и, соответственно, меньше напряжение на Vout. Если освещённость фототранзистора меняется в диапазоне слышимых частот, то при подаче сигнала с Vout на усилитель с динамиком, мы услышим звук.

Я решил сделать синтезатор на том же эффекте.
В качестве звукоснимателя использовал вот такой датчик линии:

Этот датчик подсвечивает пространство под собой светодиодом и принимает отражённый свет фототранзистором. На выходе получим напряжение пропорциональное яркости под датчиком. Если что, чувствительность можно подрегулировать встроенным потенциометром.

Теперь возьмём какую-нибудь картинку и моторчик:

Крутанём мотор — яркость под датчиком начнёт циклически меняться. Вот такая форма волны у меня получилась из этой картинки:

Если крутить картинку с частотой не в пару герц, а, скажем, где-нибудь в 440 Гц, получим ноту ля первой октавы. С тембром, напоминающим тембр какой-то периодической функции. А если взять картинку посложнее? Получим тембр… посложнее.

Pitch

Наш аналоговый синтезатор должен уметь вращать картинку с частотой ноты, которая пришла к нему по MIDI. По высоте звука хотелось захватить хотя бы пятую октаву. В соответствии с таблицей нот и частот это где-то под 1 кГц.
Значит нам нужен очень шустрый мотор, который сможет обернуться 1000 раз в секунду. Я взял подходящий от радиоуправляемого вертолёта.

Сразу скажу — он выл как болгарка. Вдобавок, резал бумагой кожу на пальцах и расшвыривал картинки в разные стороны, как ниндзя — сюрикены. После очередного выстрела офис взбунтовался. Пришлось довольствоваться старым добрым тихим CD-приводом.

У CD-привода есть своя микросхема-драйвер, которая управляет двигателем. Достаточно подпаяться к нужным пинам, и мы получим возможность управлять скоростью вращения двигателя и узнаем частоту, с которой он вращается. В моём случае это была микросхема M63044FP. Даташита на неё я так и не нашёл. Зато нашёл даташит на очень похожую M63022FP. Она отличалась распиновкой, поэтому пришлось искать нужные ножки методом тыка.

Скорость вращения регулируется подачей аналогового напряжения на ножку SPIN. Я взял резистор на 220 Ом, подпаял к нему проводок. Включил питание. Тыкнул одним концом резистора в шину 5 В CD-привода, а проводком протыкал все ножки микросхемы. При контакте с нужной ножкой движок запустился. Я удивлён, но в процессе ничего не сгорело.

Для контроля частоты вращения осталось найти пин OSC, который выдаёт меандр при переключении обмоток двигателя. Тут уж пришлось расчехлить осциллограф, запустить двигатель и искать.

Дальше просто. Следим за дорожкой от ножки и ищем — куда бы припаяться?
Заодно припаяем LM7805 к пину 5V питания, чтобы питать всю конструкцию одним источником напряжения в 12 В.
Припаяны проводки на SPIN, OSC. И земля, чтобы все девайсы были на одной волне:

Картинка кликабельна

Регулятор, кстати, при работе очень горячий. Обжечься вполне реально. Но во время DIY-запоя меня такие вещи не особо напрягают. Работает.
Движок от CD-привода позволил разгонять картинку до 250 Гц. Стало быть, малая октава — максимум. Ничего не поделаешь, в таком случае у нас

басовый монофонический аналоговый синтезатор. Совсем как Moog Minitour.

ADSR envelope

Звук синтезатора определяется, ко всему прочему, низкочастотной модуляцией по громкости и/или частоте среза фильтра (ADSR envelope). Мне тоже хотелось такую штуку в своём синтезаторе. Как это сделать?
Следите за руками:
Так как постоянная составляющая сигнала с нашего звукоснимателя срезается входным конденсатором усилителя, громкость звука в нашем случае — это разница между самым тёмным и самым светлым участками картинки. Чем дальше датчик от картинки — тем меньше эта разница, поскольку всё меньше фотончиков долетает до фототранзистора от самых светлых участков. Чем ближе датчик — тем больше эта разница, а значит больше и амплитуда сигнала.
Если датчик поднести очень близко к картинке, в светлых местах транзистор откроется на полную катушку. Гладкие участки звуковой волны от этого срежутся. Результат — эдакий distortion-эффект с резким увеличением количества высоких гармоник. Это сильно украсит звук. Поэтому я посадил датчик на сервопривод.

При MIDI-событии NoteOn он будет быстро приближаться к картинке тем ближе, чем больше скорость нажатия клавиши MIDI-клавиатуры (velocity). С течением времени можно медленно поднимать датчик. Вот такой вот механический ADSR.

Аналоговый тракт

Аналоговый тракт не должен пересекаться с силовой и цифровой частью, чтобы не ловить оттуда помехи. Поэтому я просто впаял ещё один LM7805 с электролитическим и керамическим конденсаторами в Troyka Shield. На вход подал 12 В с Vin, а выход отправил на датчик линии и модуль-усилитель звука. Выход датчика линии припаял напрямую ко входу усилителя. Всё, теперь у нас отдельный аналоговый контур питания.

MIDI

MIDI-вход пришлось колхозить на оптопаре 6N137. Можно было обойтись и одним транзистором с парой резисторов, но так не по стандарту.

Сборка

Электроника

Сборка конструктива со #Структором — это просто. Из электроники у нас будет:

IskraJS — попробую наконец-то микроконтроллерный JavaScript. Кроме того, у неё есть 12-битный ЦАП. Он как раз пригодится для управления ножкой SPIN драйвера мотора;
Troyka Shield — мимимизируем пайку;
Микросервопривод FS90 — механический ADSR;
Датчик линии — наш звукосниматель;
Troyka-аудиоусилитель — секретные разработки нашего КБ. Пока дефицит, но уже в производстве;
Troyka-MIDI IN — TODO нашего КБ. Пришлось паять на макетке.

Все эти детали имеют специальную оснастку из #Структора, поэтому сборка это:

Одеть электронику в #Структор;
Ножом и линейкой вырезать из мегапанели площадку для творчества под размер CD-привода;

Закрыть глаза и натыкать электронику, куда влезет. У меня получилось вот так (кликабельно):

Механика

Для того, чтобы прикрепить картинку на вал моторчика нужен какой-то крепёж. Я пробовал приклеивать картинку сразу на шпиндель двусторонним скотчем, но картинки быстро отлетали. Да и менять их неудобно.
Хорошо, что в самом CD-приводе есть такое крепление. Этот кружок живёт в верхней крышке CD-привода, и фиксирует компакт-диски на шпинделе. В нём есть магнитик, поэтому его легко снимать со шпинделя и размещать обратно. Ну а картинку можно клеить на двусторонний скотч уже к нему.

Здесь же видно и супер-лайфхак для снижения времени портаменто при изменении частоты вниз. Моторчик от CD-привода не умеет тормозить. Поэтому портаменто вниз становится настолько неприлично длинным, что это уже прямо глиссандо какое-то. Поэтому был добавлен тормоз из сложенной бумажки.

Ставим электронику на CD-привод

Последний штрих. Электроника просто ставится в CD-привод. Если что, в любой момент можно вытащить.

Электрические соединения

MIDI-in — P0;
SPIN — A4;
OSC — P2;
Микросервопривод — P13.
Питание CD-привода — Vin

Код

Код доступен на github.com

Демонстрация

Мы, как всегда, записали про этот проект видео. Послушать, как этот синтезатор звучит можно с 10:36.

Как можно улучшить?

С огибающими из сервопривода получилось забавно, но всё-таки лучше было бы для этой цели обойтись без механики. Атака слишком длинная. Острую атаку можно было бы получить, если использовать вместо светодиода подсветки лампу накаливания и ШИМ.

Эпилог

В общем, если интересно поиграть на Look Modular, приходите 4 июня на Synthposium. Я в 16:30 буду его показывать. Принесу много бумаги, ножницы, двусторонний скотч, журналы и фломастеры. Поэкспериментируем вместе.

UPD

Вот и прошёл Синтпозиум. Спасибо организаторам и участникам, было очень интересно.
Спасибо всем, кто экспериментировал со звуком из картинок вместе со мной. Я не ожидал такого тёплого приёма. По результатам экспериментов, лучше всего звучит вот этот пресет:

Видео из инстаграма с мероприятия

habr.com

Советские синтезаторы

Автор:
04 марта 2014 20:52

Раньше интересовался, накачал кучу фоток, только вот с описанием туго.

fishki.net

Цифровой синтезатор своими руками | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Синусоидальный сигнал можно получить обычным аналоговым способом, но существуют и цифровые способы синтезирования сигналов. При использовании цифрового синтезатора искажения не зависят от частоты сигнала, а также стабильность частоты в этом случае гораздо выше. В статье, ниже давайте подробнее рассмотрим схему и принцип действия цифрового синтезатора.

Сегодня компьютеры, оборудованные звуковой картой могут генерировать различные сигналы, которые можно использовать для измерений. Также синусоидальный сигнал можно создать с помощью регистров сдвига, на которые подаётся сигнал с тактового генератора, и на выходе которых установлен набор резисторов, преобразующих параллельный цифровой код в аналоговый сигнал.

При использовании резисторов с разными значениями на выходе можно получить различную форму периодических сигналов. Однако из-за того, что система цифровая, и сигнал генерируется ступенчато, то в выходном сигнале могут присутствовать гармоники частоты дискретизации.

Поэтому или частота дискретизации должна быть очень большой и сигнал должен быть сформирован из большого числа ступенек, или частоту следует выбрать приемлемой и использовать небольшое число ступенек, например 32, но фильтровать выходной сигнал. В этом генераторе применён последний способ.

Принцип работы синтезатора сигнала

Схема цифрового генератора

Тактовые сигналы, которые имеют максимальную частоту 6,4 мГц сформированы астабильным мультивибратором на логических элементах G1..G3 микросхемы IC1. Перестройки частоты осуществляется потенциометром P1, в то время как для изменения частоты по декадам используется переключатель К/1.

Микросхема IC1 состоит из набора скоростных КМОП элементов, вместо неё можно использовать менее скоростные ТТЛ логические элементы, скорректировав значение сопротивления R2=270 Ом.

На микросхемы IC1..IC3 подаётся напряжение питания +6 вольт (по паспорту 74AC00 её максимальное напряжение питания может составлять 6 вольт, для серии 4000 — 15 вольт). Чем больше питающее напряжение, тем больше максимальная рабочая частота микросхем. Для делителя IC2 максимальная рабочая частота будет составлять 6,4 МГц при напряжении питания 6 вольт.

Микросхема 74AC00 может выдержать долговременное повышенное напряжение питания до 6..6,5 В (особенно при слабом нагружении выхода).

Тактовая частота задающего генератора в 32 раза больше, чем частота синтезируемого синусоидального сигнала. При максимальной тактовой частоте 6,4 МГц это будет соответствовать частоте синусоидального сигнала 200 кГц. Двоичный счётчик IC2 делит частоту входного сигнала на 32. С выхода Q4 счётчика IC2 сигнал подаётся на вход первого сдвигового регистра IC3, с его выхода Q3B сигнал поступает на вход DA следующего сдвигового регистра IC4. Состояния выходов сдвиговых регистров изменяются синхронно с тактовыми импульсами, поступающими с выхода задающего генератора IC1.

Давайте рассмотрим осциллограмму сигналов на входах и выходах сдвигового регистра IC3:

Сигналы на входах CpA, CpB, DA и выходах Q0A..Q3A, Q0B..Q3B сдвигового регистра IC3.

Из этого рисунка видно, что с каждым тактовым импульсом данные, поступающие на входы DA сдвиговых регистров, записываются в первый разряд каждого из регистров и одновременно сдвигаются на один разряд дальше, данные постепенно переходят с первого регистра на второй, и далее процесс повторяется.

К выходам сдвиговых регистров подключена матрица резисторов R3…R30, которая производит цифро-аналоговое преобразование сигнала и формирует синусоиду.

Сигнал на входе счётчика ID2, на его выходе и синусоида в точке соединения резисторов R3..R30.

Если использовать другие номиналы резисторов то можно будет сформировать любые другие периодические сигналы, например, сигнал треугольный формы. Сумма всех токов с выхода резисторной матрицы поступает на вход усилителя IC5. Синусоидальный выходной сигнал должен быть со средним значением ноль вольт (т.е. без постоянной составляющей выходного сигнала).

Сдвиг уровня сигнала осуществляется с помощью подачи на прямой вход операционного усилителя напряжения смещения с помощью делителей R31 и R32.

Поступающий с выхода IC5 ступенчатый сигнал фильтруется так, что бы осталась только основная гармоника. Для этого используется фильтр нижних частот. Применение цифровой фильтрации было бы предпочтительнее, но это значительно усложнило бы конструкцию.

Труднее всего осуществлять фильтрацию в нижнем диапазоне частот: проблема решается путём компромиссов. Здесь применяется активный фильтр третьего порядка на операционном усилителе IC6 и пассивных элементах R37…R39, C15…C17 в цепи обратной связи.

То же самое можно сказать и о других фильтрах, частоты которых лежат в диапазонах 200 Гц…2 кГц, 2 кГц…20 кГц, 20 кГц…200 кГц, которые очищают синусоидальный сигнал. Вообще для каждого фильтра необходим свой усилитель, но поскольку всё равно необходимо коммутировать цепи тактового генератора переключателем К/1, то используются коммутируемые полосовые фильтры в цепи IC6, коммутируемые переключателями К/2 и К/3.

Операционный усилитель TL080 (IC6) усиливает сигнал, поступающий на его вход в два раза по амплитуде, он имеет низкий уровень искажений и линейную частотную характеристику до частот 300 кГц. Интегрирующая цепь R36, C14 подавляет всплески сигнала, образующиеся в основном на высоких частотах. Сопротивление резистора R36 относительно невелико, что бы амплитуда сигнала не уменьшалась под нагрузкой. Для питания операционных усилителей необходимо симметричное стабилизированное напряжение питания, поэтому кроме источника +6 В применяется ещё и источник -6 В.

Сборка и настройка синтезатора

Рисунок печатной платы изображён на рисунках ниже.

Печатная плата

Конденсаторы, используемые в самом высокочастотном диапазоне должны быть припаяны с очень короткими выводами, в первую очередь это касается C5!

Тактовый генератор обеспечивает стабильность частоты порядка 10-3…10-4. Перемычка на входе IC2 переключается в верхнее по схеме положение, и на вход IC2 подаётся частота с синтезатора. Значение частоты должно быть в 32 выше, чем частота синтезируемой синусоиды.

Настройка синтезатора

Вместо переключателя K временно устанавливают короткие перемычки (что бы провода, ведущие к переключателю не мешали), настраивая прибор на третий диапазон. Убедитесь, что тактовый генератор работает и на выходе IC5 присутствует ступенчатое синусоидальное напряжение, а на выходе IC6 присутствует синусоидальный сигнал.Если при максимальном положении потенциометра P2 наблюдается несимметричное ограничение сигнала, то придётся подобрать резистор R34.

Далее следует отрегулировать потенциометр P2 так, что бы сигнал не был ограничен. Теперь надо проверить уровень постоянной составляющей сигнала, которая должна быть равна нулю, это проверяют осциллографом с включённым режимом по постоянному току (так называемый открытый вход), для регулировки подбирают величину сопротивления R31 (или уменьшить сопротивление R32 до 1,6 кОм и включить последовательно с ним подстроечный резистор 470 Ом для регулировки, отрегулировать, измерить сопротивление подстроечного резистора, прибавить к нему 1,6 кОм и таким резистором заменить резистор R32).

Амплитуда сигнала при перестройке на каждом диапазоне не должна изменяться более чем на 1%. На самом верху диапазона может наблюдаться некоторое его снижение (несколько процентов). Для подстройки этого фильтра можно припаять конденсатор ёмкостью 100 пФ параллельно конденсатору C22 со стороны фольги. Не забудьте так же проверить, что изменение амплитуды по диапазонам не превышают 1%! Такие же настройки следует провести и на других диапазонах.

При необходимости, конечно, может быть добавлен дополнительный диапазон частот 0,2…2 Гц. Для этого используют отдельную плату. Номинал конденсатора для задающего генератора должен иметь ёмкость 3 мкФ, сопротивления фильтра — по 150 кОм, ёмкости фильтра — 866 нФ, 280 нФ и 352 нФ. Переключатель K должен быть заменён на пятипозиционный.

Если всё работает, то можно подключить переключатель диапазонов, используя короткие проводники. Вполне возможно, что из-за паразитных ёмкостей проводников переключателя в верхнем диапазоне придётся уменьшить ёмкость конденсатора C5.

Устройство смонтировано в небольшом металлическом корпусе. Источник питания состоит из трансформатора с двумя вторичными обмотками (2×10..12 В, 1..2 Вт), выпрямителя на диодах 1N4001, электролитических конденсаторов 470 мкФ и двух интегральных стабилизаторов напряжения 78L06 (положительный) и 79L06 (отрицательный).

Для выходного разъёма генератора используется байонетный BNC коннектор. Общий провод печатной платы гальванически соединён с корпусом. Плата блока питания крепится винтами к корпусу. Ручка настройки должна быть оснащена большой шкалой. Выключатель питания — обычный тумблер.

Для выхода сигналов тактовой частоты f0 и f0/32 можно сзади корпуса установить разъёмы RCA или BNC. Для подключения внешней задающей частоты сигнала f0 там же можно разместить ещё один разъём.

Эскиз передней панели

Передняя панель

На ось переменного резистора точной настройки можно надеть шкалу, изготовленную из белого картона, проградуированную делениями, что упростит использование прибора, калибровку шкалы осуществляют с помощью частотомера.

И в заключение необходимо проверить коэффициент гармоник, обычно составляющий не более 0,1%, но если точнее подобрать сопротивления R30…R33, то можно получить коэффициент нелинейных искажений лучше чем 0,07%.

При использовании цифрового синтеза искажения не зависят от частоты сигнала. Стабильность частоты в этом случае гораздо выше, чем в аналоговом генераторе, а диапазон перестройки частоты получается больше, чем например у генератора на мосте Вина. Данную схему можно использовать в качестве лабораторного генератора или для радиостанции.

Hobby Elektronika 2000, №7-8

П О П У Л Я Р Н О Е:

Солнечная батарея для вентиляции туалета!

Альтернативное питание дачного туалета

Около 9 лет назад я собрал свою первую солнечную батарею из обломков фотоэлементов. Примерно 5 лет батарея просто валялась без дела, т.к. выдавала малоприменимое напряжение 5-6 В. Но потом я придумал где её можно использовать! Я сделал систему принудительной вытяжной вентиляции дачного туалета 🙂

Подробнее…

Обзор цифрового модуля терморегулятора W1209

Цифровой модуль терморегулятора W1209 из Китая пользуется популярностью из за своей многофункциональности и привлекательной цены.

Он может использоваться как для инкубатора (в режиме «нагрев»), так и для вентилятора (в режиме «охлаждение»).

Подробнее…

Самодельный сварочный аппарат

Сварочный аппарат из телевизионных трансформаторов своими руками

Давно уже не используются старые ламповые телевизоры. Мощные силовые трансформаторы, используемые в них могут пригодиться для изготовления блоков питания, зарядного, пускового устройств или соединив несколько трансформаторов можно даже собрать небольшой сварочный аппарат!

Подробнее…

— н а в и г а т о р —

Популярность: 2 583 просм.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

www.mastervintik.ru

Синтезатор обои, синтезатор картинки, синтезатор фото

Синтезатор обои, синтезатор картинки, синтезатор фото Приложение WallpapersCraft

6.2 1280×720 1539 синтезатор, клавиши, пальцы
5.3 1280×720 14583 синтезатор, пианино, музыкальный инструмент
6.5 1280×720 10199 наушники, синтезатор, провода
2.2 1280×720 4479 evelyn evelyn, брюнетки, синтезатор
6.2 1280×720 30485 макро, клавиатура, пианино
4.5 1280×720 5211 das ich, образ, игра
2.7 1280×720 4499 paloma faith, девушки, выступление
7.5 1280×720 8519 котенок, пушистый, пол

wallpaperscraft.ru