Sidebar
Radiona touch synth
Radiona touch synth je jednostavan sintesajzer temeljen na CD4093 integriranom krugu. Radi malog broja komponenata pogodan je za početničke radionice lemljenja
Shema i pločica
Princip rada
CD4093 je quad NAND logički sklop sa Schmitt triggerima na ulazu. Prevedeno, to je integrirani krug koji sadrži 4 NAND sklopa (logička vrata na hrv) i na svakom ulazu je Schmitt trigger.
Schmitt trigger je sklop koji dodaje histerezu tako da ako je npr jedno stanje definirano naponom većim 4.5V, a drugo za naponom manjim od 4.5V Schmitt trigger postavi granicu za prelazak iz niskog u visoko stanje na 4.5+nešto V, a granicu za prelazak iz visokog u nisko stanje na 4.5-nešto (npr ide gore kad ulaz prijeđe 6V, a pada dolje kad padne ispod 3V, ovo su samo brojevi za primjer). CD4093 ima histerezu od 0.9V do 2.3V za napone napajanja od 5-10V. Time se spriječava osciliranje koje bi se dogodilo kada bi napon bio točno na točki prijelaza gdje bi i male smetnje rezultirale velikim skokovima.
NAND tj. NOT-AND je obrnuti/invertirani AND. AND sklop daje 1 na izlazu samo kad su svi ulazi 1, inače 0. NAND prema tome daje 0 kad su svi ulazi 1 inače 1. Na ovoj shemi, ako gledamo blokove U1C i U1D, jedan ulaz na oba sklopa je stalno vezan na bateriju (tj logički 1) tako da kad je drugi ulaz isto 1 onda je izlaz 0, a kad je ulaz 0 onda je izlaz 1 - spojen je da glumi inverter.
Cijela shema se sastoji od dva inverter-bazirana oscilatora i svaki ima još na izlazu jedan buffer (U1A i U1B blokovi) koji služi da izolira izlaz od touch tipke i da “smiksa” izlaze ta dva oscilatora tako da spojeni zvučnik/slušalice/mikser ne utječe na sviranje. Ovaj izlaz ima vrlo ograničenu struju koju može dati (par mA) tako da LEDice ne trebaju otpornik (otpornik kod ledica služi za ograničenje struje, ali ako je struja već ograničena onda ne treba). LEDice su ovdje najviše za dekoraciju, da malo blinkaju dok uređaj proizvodi zvuk.
Inverterski oscilator radi na sljedećem principu: izlaz je uvijek obrnut ulazu tako da ako mu se izlaz dovede direktno na ulaz on će stalno htjeti promijeniti stanje izlaza pa će početi oscilirati. Ali, budući da je direktna veza, to se događa jako brzo (svakih 100-200ns, rezultirajući frekvencijom 5-10MHz). Da bi ga se moglo koristiti kao synth tu frekvenciju treba spustiti u čujno područje (20Hz-16kHz). To radimo pomoću RC filtra (niskopropusni filter tj ograničava brzinu promjene signala). RC filter je definiran svojom vremenskom konstantom R*C. Ovdje umjesto otpornika R imamo svoje tijelo koje spoji touch tipke 1 i 2 ili 3 i 4. Radi toga, kad izlaz npr skoči iz 0 na 1 u tih 150 nanosekundi (tj iz 0V na 9V ako je baterija 9V) taj RC filter ne dopušta tako brzu promjenu već, što su veći R i C, polako diže napon (puni kondenzator kroz otpornik) i onda kad ta spora promjena dođe na ulazu iznad razine definirane Schmitt triggerom, izlaz prebaci nisko i onda ga RC član opet spriječava da brzo padne i tako se cijeli proces vrti u krug. Ovisno o jačini pritiska i vlažnosti prstiju se mijenja otpor između dvije touch tipke čime se mijenja frekvencija izlaznog signala. Dva oscilatora na shemi imaju različite kondenzatore tako da ovaj sa manjim kondenzatorom od 100n daje viši ton nego ovaj drugi (što je R*C veća vrijednost to je veće ograničenje promjene i niži ton).
https://www.build-electronic-circuits.com/4000-series-integrated-circuits/ic-4093/
