En lydforsinkelseslinje er en teknikk der et gitt lydsignal føres gjennom en serie digitale lagringstrinn, til den endelige lydutgangen er forsinket med en viss periode (vanligvis i millisekunder). Når denne forsinkede lydutgangen mates tilbake til den opprinnelige lyden, resulterer det i en utrolig forbedret lyd, som er rikere, mer voluminøs og fylt med funksjoner som ekko og etterklang.

Oversikt

Lytteopplevelsen for en musikk som spilles i et rom, avhenger betydelig av interiøret i rommet.

Hvis interiøret i rommet er fylt med mange moderne dekorer og glassvinduer, kan det skape for mye ekkoeffekt på musikken.

På den annen side, hvis rommet inneholder mange stoffbaserte elementer som tunge gardiner, polstrede møbler osv., Vil musikken ha en tendens til å miste alle ekko- og reverbeffekter, og kan høres ganske kjedelig og uinteressant ut.

I sistnevnte tilfelle kan du sannsynligvis velge å kaste og kaste alle gardiner, puter, puter, sofasett eller velge den foreslåtte lydforsinkelseskretsen, som vil hjelpe deg å gjenopprette stemningen i musikken naturlig uten å ofre favoritten din interiør.

Gjennom denne kretsen kan du faktisk generere et ekko (lydforsinkelsestidsforsinkelse) og etterklang (etter refleksjoner) og oppnå en mye rikere lyd.

Inntil for ikke lenge siden var den eneste teknikken for å anskaffe en forsinkelse av lydsignalet ved å bruke svært kostbare elektroniske enheter. I dag har vi en helt ny form for IC, kalt 'bucket-brigade' som lar deg konstruere ditt personlige forsinkelsessystem veldig billig.

“hvordan bygge en krets ”

Festet mellom lydkilden og forforsterkeren, eller mellom forforsterkeren og effektforsterkeren, tilbyr konseptet et variabelt signalekko, som kan berike lyden fra de fleste hjemmemusikkanlegg.

Med små modifikasjoner kan ideen også brukes som en fasor / flanger, slik at brukeren kan få lydeffekter for innspilling av applikasjoner og for elektriske gitarer som brukes av spesialistene.

Bucket-brigade IC er et MOStype skiftregister som består av to 512-trinnsregistre i en ensom 14-pinners pakke.

Hvis et lydsignal blir matet til inngangen til bucket-brigade-designen, og de relevante IC-ene som drives av en klokkegenerator, får lydsignalet til å bevege seg trinnvis, trinn for trinn, til endelig kommer signalet til utgangen med den tiltenkte forsinkelsen.

Blokkdiagrammet for forsinkelsestrømkretsen er vist nedenfor:

Når dette forsinkede signalet mates tilbake (resirkuleres) til det originale signalet, simuleres en etterklangseffekt.

I tillegg til å levere sanntidsstemning, kan bucket-brigade-kretsen implementeres med hvilket som helst lydsystem for å produsere syntetisk stereolyd fra monolydkilder, et nyttig alternativ for 'dobbel stemme' og 'fasor / flens.'

Hva er Bucket Brigade?

Uttrykket 'bøttebrigade' minner oss om en rekke menn som gir bøtter med vann for å bekjempe en brannfare.

Bucket-brigade analoge skiftregister fungerer på identisk måte, og derav navnet.

Med skiftregister representerer kondensatorene derimot 'skuffene' koblet direkte på PMOS IC. Det kan være mer enn 1000 slike kondensatorer på hver enkelt brikke (en enkelt kondensator og et par MOS-transistorer per trinn).

Elementet som sendes videre er faktisk pakkene med elektrisk ladning over ett trinn til det neste. Vi vet at det ikke er lett å legge vann jevnt i og fra en bøtte samtidig.

På samme måte er det ikke lett å lade og lade ut en kondensator samtidig. Dette problemet løses av skiftregistrene og gjennom et par ut-av-faseklokkerfrekvenser.

I perioden da den første klokken er høy, kastes skuffene med de 'merkelige' figurene til de påfølgende skuffene med 'jevne' figurer. Så snart den andre høye klokken ankommer, blir de jevne bøttene kastet ut i følgende påfølgende odde bøtter.

På denne måten forskyves individuelle ladninger over linjen fra ett trinn om gangen.

Ovennevnte bilde er en skjematisk manifestasjon av fire standardtrinn i MN3001 analogt skiftregister.

Hver MN3001 IC består av to 512-trinns skiftregister. Husk at trinn A og C er koblet til en bestemt klokke, mens trinn B og D er koblet til den andre klokken for å levere det rare / jevne forholdet.

Hvordan Delay Line Circuit fungerer

Følgende skjema viser det komplette skjemaet for lydforsinkelseslinjen.

Når du faktisk lager en forsinkelse i et lydsignal, genererer du en rekke interessante lydeffekter. Den mest merkbare er simuleringen av ekkoeffekten.

Imidlertid er forsinkelser skapt av skuffebrigaden vanligvis veldig små for å bli gjenkjent som diskrete ekko.

Gjentakelse av det forsinkede signalet med redusert forsterkning kan etterligne det sunne forfallet av ekko i et etterklangsrom.

Ved å innføre en viss forsterkning gjennom hele sirkulasjonen av det forsinkede signalet, kan det være mulig å generere et unaturlig 'dør-fjær' -resultat for musikken.

Å forårsake forsinkelse til et instrumentalt signal eller talespor med 30 eller 40 ms og skyve det forsinkede signalet tilbake til det originale signalet, vil produsere lyden mer voluminøs og gi det inntrykk av å ha mer enn den opprinnelige mengden stemmer eller musikalsk dybde.

Denne typen populære tilnærming kalles 'dobbel stemme.' En annen kjent kort forsinkelseseffekt kan være i form av en merkelig lyd som oppstår gjennom en teknikk som kalles 'fasing' eller 'hjulflensing'.

Tittelen kommer fra den opprinnelige eksperimenteringen der en båndopptaker hadde blitt brukt for å generere tidsforsinkelsen, og gniingen av en dyktig hånd på yttersiden av båndmatingsrullen endret forsinkelsen for å generere den akustiske effekten.

I dag kan denne effekten utvikles helt gjennom digital teknologi ved å forsinke signalet 0,5 til 5 ms mens du legger til eller trekker det forsinkede signalet fra det originale signalet.

I fasor / flanger-innstillingen blir frekvensen og dens harmoniske hvis bølgelengder er identiske med tidsforsinkelsen, fullstendig avsluttet, mens alle de andre frekvensene blir styrket.

På denne måten modifiseres et kamfilter med en frekvens mellom hakkene ved å endre klokkefrekvensen, som vist nedenfor.

Resultatet er, en toneforbedring introdusert til en ikke-tonal lyd, for eksempel trommer, cymbaler, så vel som vokalfrekvenser.

Phasor / flanger-modusen lar deg replikere stereofoniske signaler fra monofonisk opprinnelse. For å oppnå dette blir den trinnvise utgangen ekstrahert ved å innføre det forsinkede signalet sendt til en kanal, mens utgangen ekstrahert ved å trekke det forsinkede signalet blir sendt til det motsatte.

For publikum avbrytes faseeffekten, noe som gir en god syntetisk stereoeffekt i ørene.

Hovedelementene i designene er utvilsomt bøtte-brigade IC-er, som er i stand til å syntetisere de analoge signalene direkte. Kretsene involverer ikke dyre analog-til-digitale og digital-til-analoge omformere.

Så snart klokkepulsen fra flipflop tilføres bøtte-brigade IC, overføres likestrømstilførselen som eksisterer ved inngangen til registeret. De diskrete bitene forskyves trinnvis gjennom sekvensielle klokkepulser til de til slutt, etter 256 pulser, kommer til målstreken og leverer utgangssignalet.

Utgangsbølgeformen blir ryddet opp med et lavpassfilter og hva som helst duplikatsignal som hadde eksistert ved inngangen, men forsinket med 256 ganger tiden for klokkefrekvensen.

For eksempel, når klokkefrekvensen er 100 kHz, kan forsinkelsen være 256 x 1 / 100.000 = 2,56 ms. Med tanke på at samplingsfrekvensen til musikksignalet på inngangen er avhengig av klokkefrekvensen, kan en antagelsesgrense på 50% lavere klokkefrekvens være den maksimale lydfrekvensen som effektivt kan overføres.

Likevel, på grunn av begrensninger i virkeligheten, kan 1/3 av klokkefrekvensen se ut til å være et mer realistisk designmål. Kretser kan kobles i rekkefølge eller kaskades for å gi lengre tidsforsinkelser ved økte klokkhastigheter, selv om høyere støy i seriekoblede kretser muligens kan overgå økningen i båndbredde.

I forsinkelsesmodus er de to skiftregistrene koblet i serie, noe som gjør det mulig å bruke klokkefrekvenser to ganger høyere.

Dette gjør at to ganger båndbredden for hvert skiftregister kan programmeres med samme tidsforsinkelse. Selv i denne dobbeltbåndbreddemodusen begrenser klokkefrekvensen som er nødvendig for en 40 ms forsinkelse, båndbredden til et maksimalt inngangssignal på 3750 Hz, som ser ganske nok ut for stemmefrekvens, men ikke nok for det meste musikalske utstyret.

I mange applikasjoner der den forsinkede overføringen er implementert til det originale signalet, kan reduksjonen i båndbredde bli skjult på grunn av høyfrekvente signaler i den originale signalinngangen. For å kompensere for normal signaldemping benyttes en 8,5 dB forsterker mellom skiftregistrene.

I fasor / flanger-modus er den høyeste nødvendige forsinkelsen omtrent 5 ms, som er liten nok til bruk av et enkelt skiftregister uten å ofre båndbredden.

Det andre skiftregisteret er følgelig festet parallelt med det første som forbedrer S / N-forholdet. Signalfrekvensene påføres i fase, mens støysignalene tilføyes og trekkes tilfeldig.

Phasor / Flanger

Blokkdiagrammet for fasor / flanger design er vist i følgende diagram.

Skjematisk diagram for fasor / flanger er gitt nedenfor:

I hvert scenario er firkantet NOR gate IC4 rigget som en stabil multivibrator som fungerer med to ganger den spesifiserte klokkens frekvens.

IC4-utgangen kobles til flip-flop IC5, som gir et par medvirkende (180 ° ut av fase med hverandre) utgangssignaler med FIFTY PERCENT driftssykluser.

Disse pulser fungerer da som klokkeinnganger for skiftregistrene i IC2. Motstanden R16 bestemmer frekvensen og er en fast lut i forsinkelseskretsen.

Klokkefrekvensen kan endres etter ønske ved å legge til flere motstander parallelt gjennom de gitte kontaktene i fasoren / flanger.

Lydinngangssignalet behandles gjennom syv poler av lavpassfiltretrinn, der IC3 og 1/2 IC1 blir brukt. Filtrene sørger for en samlet demping på 42 dB / oktav over en innstilt frekvens.

Som en illustrasjon, når filteret er innstilt på 5000 Hz, dempes et 10.000 Hz signal med mer enn 100: 1.

Mens filtrene betjenes med forsterkningsforsterkere, er du i stand til å maksimere utgangene før de ruller av med 6 dB / oktavhastighet per pol. Denne typen filtre kalles 'under dempet.'

Gjennom riktig valg av balansen mellom underdempet og overdempet (RC) filtertrinn, er det enkelt å konfigurere et filter som har en flat respons i det tiltenkte passbåndet, for å oppnå 3 dB ned på innstillingsfrekvensen, og funksjonen en avrundingshastighet på 6 dB ganger polmengden.

Dette er nøyaktig hva som er implementert i forsinkelseslinjen og fasor / flanger design presentert i denne artikkelen. En betydelig mengde statistisk trening er vanligvis nødvendig for å identifisere motstandsverdiene for filtrene.

For å gjøre ting lettere, kan du velge passende motstandsverdier fra Tabellen med filtermotstandsverdier.

Benytt deg av denne tabellen for å velge motstandsverdier spesielt for forsinkelseskretsen. (Filtermotstandsverdiene gitt i figur 4 og tilhørende materialfortegnelse gir deg en forbedret 5 ms forsinkelse, med utgangen 3 dB nede ved 15 kHz for fasor / flanger.)

Strømforsyning

Deleliste

C12 - 470 uF, 35 V
C13, C15, C16 - 0,01 uF skivekondensator, C14 -100 pF skivekondensator
C17 - 33 uF, 25 V

D1, D2 - IN4007
D3 -1N968 (20 V) zenerdiode
F1 -1/10 -ampere sikring
IC6 -723 presisjons spenningsregulator

Alle motstander er I / 4 watt 5% toleranse:

R17-1k
R18 - 1M

RI9-10 ohm
R20 - 8,2 k ohm
R21 - 7,5 k ohm
R22 - 33k ohm
R23 - 2.4k

Strømforsyningskretsen for lydforsinkelseslinjen er vist i bildet ovenfor. Den er bygget rundt en spenningsregulator, IC6, for å skru ut den primære 15 volt forsyningsutgangen. Skiftregisteret involverer kilder for hver +1 og +20 volt.

+20 volt-skinnen anskaffes ved hjelp av zener-diode D3, og +1 volt-ledningen kommer fra spenningsdeleren konfigurert rundt R22 og R23.

Ettersom op-forsterkerne drives gjennom en forsyning med en ende, blir det viktig å ha 10,5 volt spenningslinje som referanse i kretsen for disse enhetene.

Konstruksjon

Den virkelige dimensjonen for etsing og borehåndbok, og det samme for begge kretsoppsett, men koblet til på en annen måte etter behov, er vist i figurene nedenfor.

“dannelse av n type halvleder ”

Før du monterer deler på kretskortet, bør du sette inn og lodde de forskjellige hopperkoblingene i sporene. Deretter kobler du kortet som spesifisert ovenfor, i henhold til den foretrukne driftsmåten.

Vær forsiktig med tapporienteringen til alle halvlederinnretningene og elektrolytkondensatorene, og sett dem inn riktig.

Sørg for å holde og montere MOS-enhetene med forsiktighet, siden disse er følsomme for statiske ladninger og kan bli skadet av den statiske ladningen som er utviklet på fingrene. Du kan sette inn IC-ene rett på PCB eller også bruke IC-kontakter.