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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sintetizador digital de efectos de sonido de sirena. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Simuladores de llamadas y audio La síntesis digital de señales de audio se ha extendido recientemente cada vez más. A diferencia de los métodos de síntesis analógicos, los digitales proporcionan una mayor precisión, una relativa simplicidad en la implementación del circuito y una alta reproducibilidad de las soluciones de diseño. Este artículo analiza la versión básica del sintetizador de efectos de sonido para una sirena de policía rápida y una sirena de bomberos de "aullido" lento. La reproducción y repetición de efectos se realiza automáticamente. A diferencia de la síntesis analógica, que requiere un ajuste fino de la frecuencia de los osciladores sinusoidales de referencia, la síntesis digital puede simplificar significativamente la circuitería, gracias al uso de contadores con una relación de división variable del tipo KR1564IE7, que pueden reducir significativamente el número de microcircuitos utilizados [1 ]. El contador KR1564IE7 es un divisor de frecuencia con una relación de división variable. Es controlado por un código digital que ingresa a las entradas de la carga paralela del contador. Este código es un número binario que corresponde a la expresión de peso equivalente del factor de contradivisión. Y si este código se cambia con una determinada frecuencia de reloj, a la salida del microcircuito KR1564IE7, aparecerá una serie de divisiones de frecuencia del oscilador maestro: una señal de tono, cuya frecuencia cambia según una determinada ley [2] . La ley del cambio de frecuencia de la señal de tono se puede establecer, por ejemplo, como una secuencia linealmente creciente y decreciente de códigos binarios formados usando un contador reversible de ocho bits. En tal caso, la expresión numérica equivalente del código binario puede variar, por ejemplo, de cero al valor máximo y viceversa. Cambiar la tasa de subida y bajada del código binario también se puede seleccionar por hardware, lo que significará cambiar la tasa de subida y bajada del tono de sirena.
El diagrama del circuito eléctrico de un sintetizador digital de efectos de sonido de sirena se muestra en la Fig. 1. El sintetizador consta de generadores sintonizables de LF y HF, elementos DD1.1, DD1.2 y DD1.3, DD1.4, respectivamente; llave electrónica DD2.1; predivisor con relación de división variable DD3; contraformador reversible de códigos binarios según la ley de aumento y disminución DD6, DD7; decodificador-limitador de los valores máximo y mínimo de la secuencia de código DD8; divisor con relación de división variable DD9, DD10; meandro formador de divisor de gatillo DD11.1; los estados de activación "inicio" - "parada" DD11.2 y el contador del número de repeticiones de períodos de efectos de sonido de la sirena DD12. La señal de la salida del divisor de disparo se alimenta a un amplificador clave hecho en los transistores VT1 ... VT3. El sintetizador se alimenta a través de un estabilizador integral del tipo KR142EN5A, instalado en la placa del dispositivo. El sintetizador es lanzado por un pulso positivo corto con una amplitud de 5V con una duración de al menos 100 ns o presionando brevemente el botón SB1. En este caso, el gatillo DD11.2 se pone a cero y la señal de la salida directa activa el gatillo DD11.1 y el contador DD12, y la señal de la salida inversa desbloquea los contadores DD6, DD7 y habilita el funcionamiento de los generadores DD1.1, DD1.2 y DD1.3, DD1.4. En este momento, el generador de los elementos DD1.1, DD1.2 opera a la frecuencia mínima establecida por la resistencia de sintonía R2, ya que la llave electrónica DD2.1 está cerrada y la resistencia R4 está deshabilitada. Los pulsos rectangulares de salida del generador se dividen por el contador DD3, cuya relación de división se establece mediante los puentes S1 ... S4. En el momento inicial, el contador DD12 está en el estado cero, por lo que el nivel de una unidad lógica se forma a la salida del elemento DD4.4. En consecuencia, la relación de división del contador DD3 es máxima e igual a 15, ya que todas sus entradas preestablecidas D0 ... D3 (pines 15, 1, 10, 9) reciben niveles de unidades lógicas. El estado inicial de los contadores DD6, DD7 corresponde al código binario máximo, ya que antes del reinicio del gatillo DD11.2, las entradas del preset "C" (pines 11) de los datos del contador se vieron afectadas por un nivel de cero lógico . En este caso, el nivel cero lógico generado a la salida del bit más significativo "15" (pin 17) del decodificador DD8, a través del puente S6 pone a cero el RS-flip-flop DD5.1-DD5.2 estado. El modo de operación de los contadores DD6, DD7 se define como resta. Este estado del dispositivo corresponde a un aumento en el tono de una sirena de incendio de "aullido" lento. Los pulsos rectangulares de la salida del generador de RF con una frecuencia de aproximadamente 100 kHz se alimentan a la entrada de resta del contador DD9, y desde su salida a la entrada de resta del contador DD10. A la salida de DD10, se genera una señal de tono correspondiente a la cuenta actual del código binario que llega a las entradas de los contadores preestablecidos DD9, DD10. Los pulsos en la salida de DD10 tienen un gran ciclo de trabajo (ciclo de trabajo inverso), por lo tanto, requieren el uso de un divisor de disparo DD11.1 para formar un meandro. La cadena integradora C3R9 aumenta la duración de los pulsos de salida para un disparo claro DD11.1. Cuando el contador DD7 alcanza el estado cero, la salida "0" (pin 1) del decodificador DD8 genera un nivel de cero lógico, lo que establece el disparador DD5.1 en un solo estado, cambiando así el modo de los contadores DD6 , DD7 a la sumatoria. Al mismo tiempo, se forma un pulso negativo en la salida del elemento DD4.3 que, con su caída positiva, aumenta el estado del contador DD12 en uno. Ahora, gracias al funcionamiento de los contadores DD6, DD7 en modo sumatorio, el tono de la sirena de llamada lenta disminuye. El cambio en los estados del contador DD7 se indica mediante una línea de LED HL1 ... HL14. Cuando el contador DD12 pasa al segundo estado y se instala el diodo VD1, se forma un nivel de unidad lógica en la salida del decodificador de diodo VD1 ... VD7, que abre la tecla DD2.1 y establece la frecuencia máxima del generador. DD1.1, DD1.2, que corresponde al comienzo de la reproducción de los efectos de sonido de una sirena de policía rápida. A continuación, se generarán tres períodos completos de una sirena de policía rápida, después de lo cual se generará un pulso positivo en la salida "9" (pin 11) del contador DD12, transfiriendo el disparador DD11.2 al estado único inicial. Ahora el dispositivo está listo para un nuevo comienzo.
El dispositivo se ensambla en una placa de circuito impreso (Fig. 2) con dimensiones de 150 x 90 mm de lámina de fibra de vidrio de doble cara de 1,5 mm de espesor. El dispositivo utiliza circuitos integrados de la serie K561, KR1564, resistencias constantes - MLT-0,125, resistencias de sintonización - SP3-38b, condensadores - tipo no polar K10-17, óxido - tipo K50-35, LED HL1 ... HL14 - tipo AL307AM, BM, estabilizador integrado DA1 - tipo KR142EN5A, botón tipo KM1-1. Los circuitos integrados de la serie KR1564 (74HCxxN) son intercambiables con los análogos correspondientes de la serie KR1554 (74ACxxN). La configuración del dispositivo consiste en configurar la frecuencia de tono de sirena deseada con la resistencia R6 y los puentes S5, S6, así como el período de repetición con las resistencias R2, R4 y los puentes S1 ... S4. Un dispositivo ensamblado a partir de piezas reparables y sin errores funciona inmediatamente cuando se enciende. Literatura
Autor: Leonidovich O.A.
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