Garis tunda audio adalah teknik di mana sinyal audio yang diberikan dilewatkan melalui serangkaian tahapan penyimpanan digital, sampai keluaran audio akhir tertunda selama periode tertentu (biasanya dalam milidetik). Ketika keluaran audio yang tertunda ini diumpankan kembali ke audio aslinya, ini menghasilkan audio yang luar biasa ditingkatkan, yang lebih kaya, lebih banyak, dan diisi dengan fitur-fitur seperti gema dan reverb.

Gambaran

Pengalaman mendengarkan musik yang diputar di dalam ruangan sangat bergantung pada interior ruangan.

Jika interior ruangan dipenuhi dengan banyak dekorasi modern dan jendela kaca, hal itu mungkin akan menimbulkan terlalu banyak efek gaung pada musik.

Di sisi lain, jika ruangan memiliki banyak elemen berbasis kain seperti tirai tebal, furnitur berbantalan, dll., Musik cenderung akan kehilangan semua efek gema dan gaung, dan mungkin terdengar membosankan dan tidak menarik.

Untuk kasus terakhir, Anda mungkin dapat memilih untuk membuang dan membuang semua tirai, bantal, bantal, set sofa, atau memilih sirkuit saluran penundaan audio yang diusulkan, yang akan membantu Anda mengembalikan suasana musik secara alami tanpa mengorbankan favorit Anda. interior.

Melalui sirkuit ini Anda benar-benar dapat menghasilkan gema (penundaan waktu sinyal audio) dan gema (setelah refleksi) dan menghasilkan audio yang lebih kaya.

Sampai beberapa waktu yang lalu, satu-satunya teknik untuk memperoleh penundaan sinyal audio adalah dengan menggunakan perangkat elektronik yang sangat mahal. Hari ini kami memiliki bentuk IC baru, yang disebut 'ember-brigade' yang memungkinkan Anda untuk membangun sistem penundaan pribadi Anda dengan sangat murah.

“filter lolos tinggi atau lolos rendah ”

Terpasang di antara sumber audio dan preamp, atau antara preamp dan power amplifier, konsep ini menawarkan gema sinyal variabel, yang dapat memperkaya suara dari sebagian besar sistem musik rumah.

Dengan modifikasi sirkuit kecil, ide ini juga dapat diterapkan sebagai fasor / flanger, memungkinkan pengguna mendapatkan efek suara untuk aplikasi perekaman dan gitar listrik yang digunakan oleh para ahli.

IC brigade ember adalah register geser tipe-MOS yang terdiri dari dua register 512-tahap dalam paket 14-pin tunggal.

Jika sinyal audio diumpankan ke input desain brigade ember, dan IC yang relevan digerakkan dengan generator jam, menyebabkan sinyal audio bergerak secara bertahap, tahap demi tahap, hingga akhirnya sinyal tiba di keluaran dengan penundaan yang dimaksudkan.

Diagram blok untuk rangkaian garis tunda ditunjukkan di bawah ini:

Ketika sinyal tertunda ini diumpankan kembali (disirkulasi ulang) ke sinyal asli, efek gema disimulasikan.

Selain menghadirkan suasana real-time, sirkuit bucket-brigade dapat diimplementasikan dengan sistem audio apa pun untuk menghasilkan suara stereo sintetis dari sumber audio mono, opsi yang berguna untuk 'suara ganda', dan 'phasor / flanging.'

Apa itu Bucket Brigade

Istilah 'brigade ember' mengingatkan kita pada sederet orang yang menyerahkan ember air untuk memerangi bahaya kebakaran.

Dengan register geser, di sisi lain, kapasitor mewakili 'ember' yang terhubung langsung pada IC PMOS. Mungkin ada lebih dari 1000 kapasitor seperti itu pada setiap chip (kapasitor tunggal dan beberapa transistor MOS per tahap).

Unsur yang dilewatkan sebenarnya adalah paket muatan listrik dari satu tahap ke tahap berikutnya. Kita tahu bahwa tidak mudah memasukkan air secara merata ke dalam dan dari ember secara bersamaan.

Dengan cara yang sama, tidak mudah untuk mengisi dan melepaskan kapasitor secara bersamaan. Masalah ini diatasi dengan register geser, dan melalui sepasang frekuensi clock di luar fase.

Selama periode ketika jam pertama tinggi, ember dengan angka 'ganjil' dibuang ke ember berikutnya dengan angka 'genap'. Segera setelah jam tinggi kedua tiba, keranjang genap dilemparkan ke dalam keranjang ganjil berikutnya yang berurutan.

Dengan cara ini, biaya individu dialihkan melintasi garis dari satu tahap satu per satu.

Gambar di atas adalah manifestasi skema dari 4 tahapan standar register geser analog MN3001.

Setiap MN3001 IC terdiri dari dua register geser 512 -stage. Ingatlah bahwa tahapan A dan C ditautkan ke satu jam tertentu, sedangkan tahapan B dan D digabungkan ke jam lain untuk menghasilkan hubungan ganjil / genap.

Bagaimana Rangkaian Delay Line Bekerja

Skema berikut menunjukkan skema lengkap untuk garis penundaan audio.

Saat Anda benar-benar membuat penundaan pada sinyal audio, Anda menghasilkan berbagai efek audio yang menarik. Yang paling terlihat adalah simulasi efek gema.

Namun, penundaan yang dibuat oleh brigade ember biasanya sangat kecil untuk dikenali sebagai gema terpisah.

Mengulangi sinyal tertunda dengan penguatan yang berkurang dapat meniru peluruhan gema yang sehat di ruang pantul.

Dengan memperkenalkan perolehan tertentu di seluruh sirkulasi ulang sinyal yang tertunda, dimungkinkan untuk menghasilkan hasil 'pegas pintu' yang tidak wajar untuk musik.

Menunda sinyal instrumental atau trek ucapan sebesar 30 atau 40 ms dan mendorong sinyal yang tertunda kembali ke sinyal asli, akan menghasilkan audio keluaran yang lebih banyak dan memberikan kesan memiliki lebih dari kuantitas suara atau kedalaman musik awal.

Pendekatan populer semacam ini disebut 'penyuaraan ganda'. Efek penundaan pendek lain yang terkenal bisa dalam bentuk suara aneh yang muncul melalui teknik yang disebut 'pentahapan' atau 'flang-gulungan'.

Judul berasal dari eksperimen aslinya di mana tape recorder telah digunakan untuk menghasilkan waktu tunda, dan gesekan tangan yang terampil di sisi luar gulungan pita-feed mengubah penundaan untuk menghasilkan efek akustik.

Saat ini, efek ini dapat dikembangkan sepenuhnya melalui teknologi digital, dengan menunda sinyal 0,5 hingga 5 ms sambil menambah atau mengurangi sinyal tertunda dari sinyal asli.

Dalam pengaturan fasor / flanger, frekuensi dan harmoniknya yang panjang gelombangnya identik dengan waktu tunda, kebetulan sepenuhnya dihentikan, sementara semua frekuensi lainnya diperkuat.

Dengan cara ini filter sisir yang memiliki frekuensi antara takik dimodifikasi dengan mengubah frekuensi clock, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Hasilnya adalah peningkatan tonal yang diperkenalkan pada audio non-tonal, misalnya drum, simbal, serta frekuensi vokal.

Mode fasor / flanger memungkinkan Anda mereplikasi sinyal stereofonik dari asal monofonik. Untuk mencapai hal ini, keluaran bertahap yang diekstraksi dengan memasukkan sinyal tertunda dikirim ke satu saluran, sedangkan keluaran yang diekstraksi dengan mengurangi sinyal tertunda dikirim ke sebaliknya.

Untuk penonton, efek pentahapan dibatalkan, memungkinkan efek stereo sintetis yang baik ke telinga mereka.

Elemen utama dari desainnya, tidak diragukan lagi, adalah IC brigade ember, yang dapat secara langsung mensintesis sinyal analog. Sirkuit tidak menggunakan konverter analog-ke-digital dan digital-ke-analog yang mahal.

Segera setelah pulsa clock dari flipflop diumpankan ke IC brigade ember, suplai DC yang ada pada input dipindahkan ke register. Bit-bit diskrit digeser tahap demi tahap melalui pulsa clock berurutan sampai akhirnya, setelah 256 pulsa, bit-bit tersebut tiba di garis akhir dan mengirimkan sinyal keluaran.

Bentuk gelombang keluaran dibersihkan dengan filter low-pass dan sinyal duplikat apa pun yang telah ada pada masukan tetapi tertunda 256 kali periode frekuensi clock.

Misalnya, jika frekuensi clock adalah 100 kHz, penundaannya bisa 256 x 1 / 100.000 = 2,56 ms. Mempertimbangkan bahwa laju pengambilan sampel sinyal musik pada input tergantung pada frekuensi clock, batas asumsi 50% frekuensi clock yang lebih rendah dapat menjadi frekuensi audio maksimum yang dapat ditransfer secara efektif.

Namun demikian, karena kendala kehidupan nyata, 1/3 dari frekuensi clock mungkin tampak menjadi tujuan desain yang lebih realistis. Sirkuit dapat dihubungkan secara berurutan atau mengalir untuk menawarkan penundaan waktu yang lebih lama pada peningkatan clock rate, meskipun kebisingan yang lebih tinggi dalam rangkaian yang terhubung seri dapat melebihi peningkatan bandwidth.

Dalam mode penundaan, 2 register geser dihubungkan secara seri, yang memungkinkan penggunaan frekuensi clock dua kali lebih tinggi.

Hal ini memungkinkan, dua kali bandwidth untuk setiap register geser diprogram untuk penundaan waktu yang sama. Bahkan dalam mode bandwidth ganda ini, frekuensi clock yang diperlukan untuk penundaan 40 ms, membatasi bandwidth ke sinyal input maksimum 3750 Hz, yang terlihat cukup untuk frekuensi suara, meskipun tidak cukup untuk sebagian besar peralatan musik.

Dalam banyak aplikasi di mana transmisi tertunda diimplementasikan ke sinyal asli, penurunan bandwidth dapat disembunyikan karena sinyal frekuensi tinggi yang terkandung dalam input sinyal asli. Untuk mengkompensasi redaman sinyal normal, penguat 8,5 dB digunakan antara register geser.

Dalam mode fasor / flanger, penundaan tertinggi yang diperlukan kira-kira 5 ms, yang cukup kecil untuk penggunaan register geser tunggal tanpa mengorbankan bandwidth.

Register geser kedua secara konsekuen dipasang secara paralel dengan yang pertama untuk meningkatkan rasio S / N. Frekuensi sinyal diterapkan dalam fase, sedangkan sinyal gangguan ditambahkan dan dikurangi secara acak.

Phasor / Flanger

Diagram blok dari desain fasor / flanger ditunjukkan pada diagram berikut.

Diagram skematik untuk fasor / flanger diberikan di bawah ini:

Dalam setiap skenario, gerbang quad NOR IC4 dipasang seperti multivibrator astabil yang berfungsi dua kali frekuensi clock rate yang ditentukan.

Output IC4 terhubung dengan flip-flop IC5, yang menawarkan beberapa sinyal jam output kontribusi (180 ° keluar fase satu sama lain) dengan siklus tugas LIMA PULUH PERSEN.

Pulsa ini kemudian bertindak sebagai input jam untuk register geser di IC2. Resistor R16 menentukan frekuensi dan merupakan velue tetap pada rangkaian delay.

Frekuensi clock dapat diubah sesuai keinginan dengan menambahkan lebih banyak resistor secara paralel melalui konektor yang diberikan di fasor / flanger.

Sinyal input audio diproses melalui tujuh kutub tahap filter low-pass, di mana IC3 dan 1/2 IC1 digunakan. Filter memastikan atenuasi keseluruhan 42-dB / oktaf melalui frekuensi yang disetel.

Sebagai ilustrasi, ketika filter disetel untuk 5000 Hz, sinyal 10.000 Hz akan dilemahkan lebih dari 100: 1.

Sementara filter dioperasikan dengan op amp gain tinggi, Anda dapat memaksimalkan keluarannya sebelum meluncur pada laju 6 dB / oktaf per kutub. Jenis filter ini disebut 'under damped'.

Melalui pemilihan yang tepat dari keseimbangan tahapan filter under-damped dan over-damped (RC), mudah untuk mengkonfigurasi filter yang memiliki respons datar pada passband yang dimaksudkan, untuk mencapai 3 dB down pada frekuensi tuning, dan fitur tingkat roll-off 6 dB kali jumlah kutub.

Inilah yang diimplementasikan dalam desain delay-line dan fasor / flanger yang disajikan dalam artikel ini. Sejumlah besar statistik yang bekerja biasanya diperlukan untuk mengidentifikasi nilai resistor untuk filter.

Untuk mempermudah, Anda dapat memilih nilai resistor yang sesuai dari Tabel Nilai Resistor Filter.

Manfaatkan Tabel ini untuk memilih nilai resistor khusus untuk rangkaian delay-line. (Nilai resistor filter yang diberikan pada Gambar 4 dan Bill of material terkait akan memberi Anda penundaan 5 ms, dengan output 3 dB turun pada 15 kHz untuk fasor / flanger.)

Sumber Daya listrik

Daftar Bagian

C12 - 470 µF, 35 V.
C13, C15, C16 - 0,01 uF kapasitor cakram, kapasitor cakram C14 -100 pF
C17 - 33 µF, 25 V.

“bagaimana amperemeter mengukur arus? ”

D1, D2 - IN4007
D3 -1N968 (20 V) dioda zener
F1 -1/10-sekering ampere
IC6 -723 regulator tegangan presisi

Semua resistor I / 4 watt toleransi 5%:

R17-1k
R18 - 1M

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

Sirkuit catu daya untuk jalur penundaan audio ditunjukkan pada gambar di atas. Itu dibangun di sekitar regulator tegangan, IC6, untuk mengeluarkan output suplai 15 volt primer. Register geser melibatkan sumber masing-masing +1 dan +20 volt.

Rel +20 volt diperoleh dengan menggunakan dioda zener D3, dan saluran +1 volt berasal dari pembagi tegangan yang dikonfigurasi di sekitar R22 dan R23.

Karena op amp digerakkan melalui catu ujung tunggal, maka penting untuk memiliki fungsi saluran tegangan 10,5 volt sebagai referensi di sirkuit untuk perangkat ini.

Konstruksi

Manual pengetsaan dan pengeboran dimensi nyata, dan sama untuk kedua tata letak sirkuit tetapi dihubungkan dengan cara yang berbeda sesuai kebutuhan, ditunjukkan pada gambar di bawah.

Sebelum memasang bagian apa pun pada PCB, Anda harus memasukkan dan menyolder berbagai tautan jumper ke dalam slot. Setelah itu, hubungkan papan seperti yang ditentukan di atas, sesuai dengan mode operasi yang disukai.

Hati-hati dengan orientasi pin semua perangkat semikonduktor dan kapasitor elektrolitik, dan masukkan dengan benar.

Pastikan untuk memegang dan merakit perangkat MOS dengan hati-hati karena ini sensitif terhadap muatan statik, dan dapat rusak oleh muatan statik yang berkembang di jari Anda. Anda bisa memasukkan IC langsung ke PCB atau juga menggunakan soket IC.