Linijski krug kašnjenja zvuka - za odjeke, efekte reverbacije

Linijski krug kašnjenja zvuka - za odjeke, efekte reverbacije

Linija kašnjenja zvuka tehnika je u kojoj se zadani audio signal prolazi kroz niz digitalnih stupnjeva pohrane, sve dok konačni izlaz zvuka ne kasni za određeno razdoblje (obično u milisekundama). Kad se ovaj odgođeni audio izlaz vrati na izvorni zvuk, to rezultira nevjerojatno poboljšanim zvukom, koji je bogatiji, obimniji i punjen značajkama poput odjeka i reverbacije.



Pregled

Iskustvo slušanja glazbe koja se svira u sobi značajno ovisi o unutrašnjosti sobe.





Ako je unutrašnjost sobe ispunjena mnogim modernim dekorima i staklenim prozorima, to bi moglo stvoriti previše efekta odjeka na glazbi.

S druge strane, ako soba sadrži puno elemenata na bazi tkanine poput teških zavjesa, jastukastog namještaja itd., Glazba će izgubiti sve efekte odjeka i odjeka, a možda će zvučati prilično dosadno i nezanimljivo.



U potonjem slučaju vjerojatno možete odbaciti i baciti sve zavjese, jastuke, jastuke, garnituru za kauč ili se odlučiti za predloženi sklop linije za kašnjenje zvuka, koji će vam pomoći da prirodno vratite ambijent glazbe bez žrtvovanja svoje omiljene interijera.

Kroz ovaj sklop zapravo možete generirati odjek (kašnjenje zvučnog signala) i odjek (nakon refleksija) i postići puno bogatiji zvuk.

Donedavno, jedina tehnika dobivanja kašnjenja audio signala bila je upotreba vrlo skupih elektroničkih uređaja. Danas imamo potpuno novi oblik IC-a, koji se naziva 'kašika-brigada' i omogućuje vam vrlo jeftinu konstrukciju vašeg osobnog sustava odgode.

Priključen između izvora zvuka i pretpojačala ili između pretpojačala i pojačala snage, koncept nudi promjenjivi odjek signala, koji bi mogao obogatiti zvuk većine domaćih glazbenih sustava.

S malim izmjenama kruga, ideja bi se dodatno mogla primijeniti kao fazor / flanger, omogućavajući korisniku da dobije zvučne efekte za snimanje aplikacija i za električne gitare koje koriste stručnjaci.

IC kasetne brigade je registar pomaka MOS-tipa koji se sastoji od dva registra s 512 stupnjeva u osamljenom 14-pinskom paketu.

Ako se audio signal dovede na ulaz konstrukcije brigadne brigade, a odgovarajuće IC-ove pokretane generatorom takta, uzrokuju da se audio signal kreće postupno, korak po korak, sve dok konačno signal ne stigne na izlaz s namjeravano kašnjenje.

Blok dijagram kruga kašnjenja prikazan je u nastavku:

Kad se ovaj odgođeni signal vrati (recirkulira) u izvorni signal, simulira se efekt odjeka.

Osim pružanja ambijenta u stvarnom vremenu, sklop žice-brigade mogao bi se implementirati s bilo kojim audio sustavom kako bi se proizveo sintetički stereo zvuk iz mono audio izvora, korisna opcija za 'dvostruko glasanje' i 'fazor / prirubnica'.

Što je Bucket Brigade

Izraz 'kašička brigada' podsjeća nas na red muškaraca koji su predali kante vode za borbu protiv opasnosti od požara.

Analogni registar pomaka žlice-brigade funkcionira na identičan način, pa otuda i naziv.

S registarom pomaka, s druge strane, kondenzatori predstavljaju 'kante' izravno povezane na PMOS IC. Na svakom pojedinom čipu može biti više od 1000 takvih kondenzatora (jedan kondenzator i nekoliko MOS tranzistora po stupnju).

Elementi koji se prenose su zapravo paketi električnog naboja od jedne do druge faze. Znamo da nije lako istovremeno staviti vodu ravnomjerno u kantu i iz nje.

Na isti način, nije lako istovremeno napuniti i isprazniti kondenzator. Ovaj problem rješavaju registri pomicanja i nekoliko frekvencija taktova izvan faze.

Tijekom razdoblja kada je prvi sat visok, kante s neparnim brojevima izbacuju se u slijedeće kante s ličnim brojevima. Čim stigne drugi visoki sat, parne kante izbacuju se u sljedeće uzastopne neparne kante.

Na taj se način pojedinačni naboji prebacuju preko crte s jedne na drugu fazu.

Gornja slika shematski je prikaz 4 standardne faze analognog registra pomaka MN3001.

Svaka IC MN3001 sastoji se od dva registra 5-faznih pomaka. Imajte na umu da su stupnjevi A i C povezani s jednim određenim satom, dok su stupnjevi B i D povezani s drugim satom kako bi se dobio neparan / neparan odnos.

Kako funkcionira krug kašnjenja

Sljedeća shema prikazuje kompletnu shemu za liniju kašnjenja zvuka.

Kada zapravo stvorite kašnjenje u audio signalu, generirate razne zanimljive zvučne efekte. Najuočljivija je simulacija eho efekta.

Međutim, kašnjenja koja stvara kasetna brigada obično su vrlo mala da bi se prepoznala kao diskretni odjeci.

Ponavljanje odgođenog signala sa smanjenim pojačanjem moglo bi oponašati zdravo propadanje odjeka u odjeku koji odjekuje.

Uvođenjem određenog pojačanja tijekom ponovne cirkulacije odgođenog signala, možda će biti moguće stvoriti neprirodan ishod 'vrata-opruga' za glazbu.

Uzrokom kašnjenja instrumentalnog signala ili govornog zapisa za 30 ili 40 ms i guranjem odgođenog signala natrag na izvorni signal, izlazni će zvuk biti voluminozniji i stvorit će se dojam da ima više od početne količine glasova ili glazbene dubine.

Ova vrsta popularnog pristupa naziva se 'dvostruko glasanje'. Još jedan dobro poznati efekt kratkog zakašnjenja može biti u obliku osebujnog zvuka koji nastaje tehnikom koja se naziva 'faziranje' ili 'namotavanje kolutova'.

Naslov dolazi iz izvornog eksperimentiranja u kojem je magnetofon upotrijebljen za generiranje vremenskog kašnjenja, a trljanje vješte ruke na vanjskoj strani koluta za uvlačenje vrpce promijenilo je kašnjenje kako bi se stvorio akustični efekt.

Danas bi se ovaj efekt mogao u potpunosti razviti digitalnom tehnologijom odgađanjem signala za 0,5 do 5 ms uz dodavanje ili oduzimanje odgođenog signala od izvornog signala.

U postavci fazor / flanger, frekvencija i njezini harmoniki čije su valne duljine identične vremenskom kašnjenju, u potpunosti se završavaju, dok sve ostale frekvencije postaju ojačane.

Na ovaj način filtar češlja koji ima frekvenciju između ureza mijenja se promjenom frekvencije takta, kao što je prikazano dolje.

Rezultat je tonsko poboljšanje uvedeno u netonalni zvuk, na primjer bubnjeve, činele, kao i vokalne frekvencije.

Način fazor / flanger omogućuje vam kopiranje stereofonskih signala iz monofonskog podrijetla. Da bi se to postiglo, fazni izlaz ekstrahiran uvođenjem odgođenog signala šalje se na jedan kanal, dok se izlaz ekstrahiran oduzimanjem odgođenog signala šalje na suprotni.

Za publiku se efekt faze ukida, omogućujući dobar sintetički stereo efekt njihovim ušima.

Glavni elementi dizajna, nesumnjivo, su integrirani IC-ovi, koji su u mogućnosti izravno sintetizirati analogne signale. Sklopovi ne uključuju skupe analogno-digitalne i digitalno-analogne pretvarače.

Čim se impuls takta s flipflopa napaja na integrirani IC, istosmjerna opskrba koja postoji na ulazu prenosi se u registar. Diskretni se bitovi pomiču korak po korak kroz sekvencijalne impulse sata dok na kraju, nakon 256 impulsa, ne dođu na kraj linije i isporuče izlazni signal.

Izlazni valni oblik čisti se niskopropusnim filtrom i bilo kojim duplikatnim signalom koji je postojao na ulazu, ali je odgođen za 256 puta više od vremenske frekvencije takta.

Na primjer, kada je frekvencija takta 100 kHz, kašnjenje može biti 256 x 1/100 000 = 2,56 ms. Uzimajući u obzir da brzina uzorkovanja glazbenog signala na ulazu ovisi o frekvenciji takta, pretpostavljeno ograničenje od 50% niže frekvencije takta može biti maksimalna audio frekvencija koja se može učinkovito prenijeti.

Ipak, zbog ograničenja u stvarnom životu, 1/3 frekvencije takta može se činiti realnijim dizajnerskim ciljem. Sklopovi se mogu sekvencijalno povezati ili kaskadno ponuditi dulja vremenska kašnjenja pri povećanom taktu, iako veći šum u serijski povezanim krugovima može nadmašiti porast propusnosti.

U načinu odgode, dva registra pomicanja su spojena u seriju, što omogućuje upotrebu satnih frekvencija dva puta veće.

To omogućuje programiranje dvostruke širine pojasa za svaki registar pomaka za isto vremensko kašnjenje. Čak i u ovom načinu dvostruke propusnosti, frekvencija takta potrebna za kašnjenje od 40 ms ograničava širinu pojasa na maksimalni ulazni signal od 3750 Hz, što izgleda sasvim dovoljno za glasovnu frekvenciju, iako nedovoljno za većinu glazbene opreme.

U mnogim aplikacijama u kojima se odgođeni prijenos implementira na izvorni signal, smanjenje širine pojasa može se prikriti zbog visokofrekventnih signala sadržanih u izvornom ulaznom signalu. Da bi se nadoknadilo normalno slabljenje signala, koristi se pojačalo od 8,5 dB između registara pomaka.

U načinu fasor / flanger, najveće potrebno odgađanje je približno 5 ms, što je dovoljno malo za upotrebu jednog pomičnog registra bez žrtvovanja propusnosti.

Drugi registar pomaka je stoga povezan paralelno s prvim kako bi se poboljšao omjer S / N. Frekvencije signala primjenjuju se u fazi, dok se signali šuma slučajno dodaju i oduzimaju.

Phasor / Flanger

Blok dijagram dizajna fazora / flanger prikazan je na sljedećem dijagramu.

Shematski dijagram za fazor / flanger dat je u nastavku:

U svakom je scenariju četverostruka NOR vrata IC4 namještena poput nestabilnog multivibratora koji funkcionira dva puta od zadate frekvencije takta.

Izlaz IC4 povezuje se s flip-flopom IC5, koji nudi nekoliko doprinosnih (180 ° faze međusobno u fazi) izlaznih taktnih signala s PETAFIKT POSTOJNOG radnog ciklusa.

Ti impulsi tada djeluju kao taktovi za registre pomaka u IC2. Otpornik R16 određuje frekvenciju i fiksna je vrijednost u krugu odgode.

Takt frekvencije može se mijenjati po želji dodavanjem više otpornika paralelno kroz zadane konektore u fazoru / flangeru.

Audio ulazni signal obrađuje se kroz sedam polova stupnjeva niskopropusnih filtara, gdje se koriste IC3 i 1/2 IC1. Filteri osiguravaju ukupno slabljenje od 42 dB / oktave u podešenoj frekvenciji.

Kao ilustracija, kada je filtar podešen na 5000 Hz, signal od 10 000 Hz oslabljuje se za više od 100: 1.

Dok se filtri rade s pojačalima na opcijskim pojačalima, možete postići da se njihovi izlazi maksimiziraju prije kotrljanja brzinom od 6 dB / oktave po polu. Ovakva vrsta filtara naziva se 'prigušena'.

Pravilnim odabirom ravnoteže stupnjeva pod-prigušenog i pre-prigušenog (RC) filtra lako je konfigurirati filtar s ravnim odzivom u predviđenom propusnom opsegu kako bi se postiglo 3 dB na frekvenciji podešavanja i značajka brzina kotrljanja od 6 dB puta veća od količine stupova.

Upravo je to implementirano u dizajnu kašnjenja i fazora / flangeru predstavljenom u ovom članku. Značajna količina statističke obrade obično je potrebna za identificiranje vrijednosti otpora za filtre.

Da biste olakšali stvari, iz tablice vrijednosti otpornika filtra možete odabrati prikladne vrijednosti otpora.

Iskoristite ovu tablicu za odabir vrijednosti otpora posebno za krug kašnjenja. (Vrijednosti otpornika filtra dane na slici 4 i pripadajući prijedlog materijala pružit će vam poboljšano kašnjenje od 5 ms, s izlazom od 3 dB na 15 kHz za fazor / flanger.)

Napajanje

Popis dijelova

C12 - 470 µF, 35 V
C13, C15, C16 - kondenzator diska od 0,01 uF, kondenzator C14 -100 pF diska
C17 - 33 µF, 25 V

D1, D2 - IN4007
D3 -1N968 (20 V) cener dioda
F1 -1/10 -amper osigurač
IC6 -723 precizni regulator napona

Svi otpornici imaju toleranciju I / 4 vata 5%:

R17-1k
R18 - 1M

RI9-10 oma
R20 - 8,2 k oma
R21 - 7,5 k oma
R22 - 33 k oma
R23 - 2,4 k

Krug napajanja linije za kašnjenje zvuka prikazan je na gornjoj slici. Izgrađen je oko regulatora napona, IC6, za okretanje primarnog izlaza od 15 volti. Registar pomaka uključuje izvore svakog +1 i +20 volta.

Tračnica od +20 volti dobiva se korištenjem zener diode D3, a vod od +1 volta dolazi iz razdjelnika napona konfiguriranog oko R22 i R23.

Kako se opcijska pojačala probijaju kroz jednosmjernu opskrbu, postaje neophodno imati funkciju naponskog napona od 10,5 volta kao referencu u krugu za ove uređaje.

Izgradnja

Pravi priručnik za jetkanje i bušenje, a isti za oba rasporeda krugova, ali ožičen na drugačiji način, po potrebi, prikazan je na donjim slikama.

Prije postavljanja bilo kakvih dijelova na PCB, trebali biste umetnuti i zalemiti razne veze kratkospojnika u utore. Nakon toga spojite ploču kako je gore navedeno, prema željenom načinu rada.

Pazite na orijentaciju pinova svih poluvodičkih uređaja i elektrolitskih kondenzatora te ih pravilno umetnite.

Obavezno držite i sastavljajte MOS uređaje jer su oni osjetljivi na statičke naboje i mogu se oštetiti statičkim nabojem razvijenim na prstima. Možete umetnuti IC ravno na PCB ili također koristiti IC utičnice.

Glavne specifikacije predloženog strujnog kruga za kašnjenje zvuka



Prethodno: Soft-Start napajanje za zvučnike pojačala Sljedeće: Ni-Cd krug za nadzor slabe baterije pomoću Lambda diode