>>>>
Цифровий синтезатор звукових ефектів сирени
Анотація. Цифровий синтез звукових сигналів останнім часом отримує все більш широке поширення. На відміну від аналогових, цифрові методи синтезу забезпечують більш високу точність, відносну простоту схемотехнической реалізації і високу відтворюваність конструктивних рішень. У даній статті розглядається базова версія синтезатора звукових ефектів швидкої міліцейської і повільної "завивати" пожежної сирени. Відтворення і повторення ефектів проводиться в автоматичному режимі.
Закон зміни частоти тонального сигналу можна задати, наприклад, у вигляді лінійно наростаючою і спадної послідовності двійкових кодів, сформованої за допомогою восьмирозрядного реверсивного лічильника. В такому випадку еквівалентну чисельне вираження двійкового коду може змінюватися, наприклад, від нуля до максимального значення і назад. Зміна швидкості наростання і убування двочного коду також можна вибирати апаратно, що буде означати зміну швидкості наростання і спаду тональності сирени.
Схема електрична принципова. Схема електрична принципова цифрового синтезатора звукових ефектів сирени представлена на рис.1.
Синтезатор складається з перебудовуються НЧ і ВЧ-генераторів, елементи DD1.1, DD1.2 і DD1.3, DD1.4, відповідно; електронного ключа DD2.1; попереднього подільника зі змінним коефіцієнтом ділення DD3; реверсивного лічильника-формувача двійкових кодів згідно із законом наростання-спадання DD6, DD7; дешифратора-огранічічеля максимального і мінімального значень кодової послідовності DD8; подільника зі змінним коефіцієнтом ділення DD9, DD10; тригера-подільника-формувача меандру DD11.1; тригера станів «запуск» - «стоп» DD11.2 і лічильника числа повторень періодів звукових ефектів сирени DD12. Сигнал з виходу тригера-подільника подається на ключовий підсилювач, виконаний на транзисторах VT1 ... VT3. Харчується синтезатор через інтегральний стабілізатор типу КР142ЕН5А, встановлений на платі пристрою.
Принцип роботи. Запуск синтезатора проводиться коротким позитивним імпульсом амплітудою 5В тривалістю не менше 100 нс або короткочасним натисканням кнопки SB1. При цьому тригер DD11.2 скидається в нульовий стан і сигналом з прямого виходу дозволяє роботу тригера DD11.1 і лічильника DD12, а сигналом з інверсного виходу розблокує лічильники DD6, DD7 і дозволяє роботу генераторів DD1.1, DD1.2 і DD1.3 , DD1.4. У цей момент часу генератор на елементах DD1.1, DD1.2 працює на мінімальній частоті, задавемой підлаштування резистором R2, оскільки електронний ключ DD2.1 закритий і резистор R4 відключений. Вихідні прямокутні імпульси генератора діляться лічильником DD3, коефіцієнт ділення якого встановлюється перемичками S1 ... S4. У початковий момент часу лічильник DD12 знаходиться в нульовому стані, тому на виході елемента DD4.4 формується рівень логічної одиниці. Отже, коефіцієнт ділення лічильника DD3 максимальний і дорівнює 15, оскільки на всі його входи предустановки D0 ... D3 (висновки 15, 1, 10, 9) надходять рівні логічних одиниць.
Початковий стан лічильників DD6, DD7 відповідає максимальному бінарного коду, оскільки перед моментом обнулення тригера DD11.2 на входи предустановки «C» (висновки 11) даних лічильника впливав рівень логічного нуля. В такому випадку, рівень логічного нуля, сформований на виході старшого розряду «15» (висновок 17) дешифратора DD8, через перемичку S6 скидає RS-тригер DD5.1-DD5.2 в нульове стан. Режим роботи лічильників DD6, DD7 визначається як віднімання. Такому стану пристрою відповідає зростання тональності повільної "завивати" пожежної сирени.
Прямокутні імпульси з виходу ВЧ-генератора з частотою близько 100 КГц надходять на вхід віднімання лічильника DD9, а з його виходу - на вхід віднімання лічильника DD10. На виході DD10 формується сигнал, що відповідає поточному відліку двійкового коду, що приходить на входи попереднього встановлення лічильників DD9, DD10. Імпульси на виході DD10 мають великий коефіцієнт заповнення (величина зворотна шпаруватості), тому вимагають для формування меандру застосування тригера-подільника DD11.1. Інтегруюча ланцюжок C3R9 збільшує вихідні імпульси по тривалості для чіткого спрацьовування тригера DD11.1.
При досягненні лічильником DD7 нульового стану, на виході «0» (висновок 1) дешифратора DD8 формується рівень логічного нуля, який встановлює тригер DD5.1 в одиничний стан, змінюючи, тим самим, режим лічильників DD6, DD7 на підсумовування. Одночасно на виході елемента DD4.3 формується негативний імпульс, який своїм позитивним перепадом збільшує стан лічильника DD12 на одиницю. Тепер, завдяки роботі лічильників DD6, DD7 в режимі підсумовування, відбувається спадання тональності зививающей повільної сирени. Зміна станів лічильника DD7 відображає лінійка світлодіодів HL1 ... HL14.
При переході лічильника DD12 в другий стан і встановленому діод VD1, на виході діодного дешифратора VD1 ... VD7 формується рівень логічної одиниці, який відкриває ключ DD2.1 і встановлює максимальну частоту генератора DD1.1, DD1.2, що відповідає початку відтворення звукових ефектів швидкої міліцейської сирени. Далі буде сформовано три повних періоду швидкої міліцейської сирени, після яких на виході «9» (висновок 11) лічильника DD12 буде сформований позитивний імпульс, що переводить тригер DD11.2 в вихідне одиничний стан. Тепер пристрій готовий до нового запуску.
Конструкція і деталі. Пристрій зібрано на друкованій платі (рис. 2) розмірами 150 x 90 мм з двостороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 мм.
У пристрої застосовані ІМС серій К561, КР1564, резистори постійні - МЛТ-0,125, підлаштування - СП3-38б, конденсатори - неполярні типу К10-17, оксидні - типу К50-35, світлодіоди HL1 ... HL14 - типу АЛ307, БМ, інтегральний стабілізатор DA1 - типу КР142ЕН5А, кнопка типу КМ1-1. ІМС серії КР1564 (74HCxxN) замінні на відповідні аналоги серії КР1554 (74ACxxN). Налагодження пристрою полягає в установці бажаної частоти тональності сирени за допомогою резистора R6 і перемичок S5, S6, а також періоду повторення за допомогою резисторів R2, R4 і перемичок S1 ... S4. Пристрій, зібране з справних деталей і без помилок працює відразу при включенні.
Література.
1. Череватенко В. і А. Програмований музичний дзвінок-автомат .: Сб .:>, вип. 103, с. 52. - М .: ДОСААФ, 1989 г.
2. Череватенко В. і А. Мелодійний сигналізатор. - "Радіо", 1992, №8, с.12-15.
Всі питання в Форум .
