Электроника для начинающих

Рис. 5.52.Выходной сигнал таймера 555 это всегда сигнал с двумя состояниями «включено» или «выключено» и с очень коротким временем перехода между ними. В результате получается сигнал почти идеальной прямоугольной формы. Теоретически вы можете разложить этот сигнал на сложный набор синусоидальных сигналов разной частоты. Человеческое ухо воспринимает входящие в прямоугольный сигнал высокие частоты как неприятные обертона

Прямоугольные сигналы это всегда сумма различных синусоидальных сигналов, некоторые из которых имеют достаточно высокую частоту. Ваше ухо слышит эти гармоники даже тогда, когда их в прямоугольном сигнале явно не видно.

Подключите один из контактов вашего динамика через катушку, выполненную из монтажного провода, и вы должны услышать значительно более чистый звук, поскольку мешающие высокие частоты отсекаются индуктивным сопротивлением катушки. Отключите катушку и замените ее конденсатором емкостью 10 мкФ, теперь вы должны услышать больше призвуков и меньше низких частот.

Вы только что сделали маленький шаг по направлению к синтезированию звуков. Если этот предмет интересует вас, то вы можете поискать в Интернете схемы таких генераторов. Для более полного понимания соотношения между колебательными сигналами и звуками, которые вы слышите, требуется осциллограф, способный показать истинную форму того сигнала, который вы генерируете и изменяете.

Эксперимент 30. ФУЗЗ

Теперь попробуем сделать некоторые изменения в схеме, используемой в эксперименте 29. Это даст нам возможность продемонстрировать другую фундаментальную звуковую характеристику — искажение.

Вам понадобятся:

1. Еще один потенциометр с сопротивлением 100 кОм.

2. Стандартные n-p-n-транзисторы типа 2N2222 или аналогичные ему. Количество — 2 шт.

3. Набор резисторов и конденсаторов.

Ограничение сигналов

На ранних стадиях развития звуковой технологии «hi-fi» (высококачественного звуковоспроизведения) инженеры в основном работали над улучшением процесса воспроизведения звука. Они хотели на выходе усилителя получать сигналы, идентичные по форме сигналам на его входе с единственной разницей, чтобы на выходе сигналы были большей мощности, достаточной для воспроизведения с помощью мощных звуковых колонок. Даже очень небольшие искажения формы сигнала были неприемлемы.

Несколько позднее они поняли, что их прекрасно сконструированные ламповые усилители будут жестоко эксплуатироваться новым поколением рок-гитаристов, в задачу которых входило создание именно максимально большого объема искажений.

Наиболее часто встречающееся искажение сигнала волновой формы известно под таким техническим термином, как ограничение (clipping). Если вы для усиления синусоидального сигнала используете вакуумную лампу или транзистор при предельно допустимых значениях сигналов для данных компонентов, то это приводит к «обрезанию» (ограничению) максимумов и минимумов кривой входного сигнала. Таким образом, синусоидальные сигналы начинают выглядеть подобно прямоугольным сигналам. А как это было объяснено ранее в разделе, посвященном формам колебательных сигналов, прямоугольные сигналы создают неприятный дребезжащий звук. Для рок-гитаристов, которые пытаются добавить остроты в свою музыку, резкость звучания как раз и является желаемой.

Первое устройство, которое предоставило эту возможность на коммерческой основе, было известно, как «fuzz box» (блок фузза), которое принудительно обрезало сигнал на входе. Один из первых образцов фузза приведен на рис. 5.53, а ограничение синусоидального сигнала показано на рис. 5.54.

Рис. 5.53. Эта педаль Vox Wow-Fuzz была одним из первых ножных устройств, специально добавляющих определенные искажения, которые инженеры, занимающиеся звуковоспроизведением, пытались убрать из звука в течение многих десятков лет