Оптронный манипулятор в электронных музыкальных инструментах

Оптронный манипулятор предназначен для формирования атаки и затухания звуковых колебаний в электронных музыкальных инструментах.

Манипулятор выполнен на оптроне U1, фоторезистор которого нагружен на истоковый повторитель (V2). Светодиод оптрона включен в эмиттерную цепь транзистора V5. Конденсатор С3 способствует расширению динамического диапазона манипулятора в области высших частот.

Терморезистор R10 с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления компенсирует температурные изменения сопротивления фоторезистора оптрона.

Основные параметры:

Максимальная неискаженная амплитуда выходного сигнала (на нагрузке

сопротивлением 15 кОм), В         2;

Динамический диапазон, дБ, не менее, на частоте, кГц:

4               64;

12             60;

Коэффициент передачи, не менее        0,6.

Формирователь атаки и затухания собран на резисторах R5—R8, диодах V3, V4 и конденсаторе С4. При разомкнутых контактах кнопки S1 ток в цепи светодиода оптрона отсутствует (транзистор V5 закрыт), темновое сопротивление его фоторезистора весьма велико (более 250 МОм), и сигнал на выход практически не проходит.

При нажатии на кнопку S1 конденсатор С4 начинает заряжаться через диод V4 и резисторы R7, R8, и транзистор V5 плавно открывается. В результате ток через светодиод увеличивается от нуля до максимального, а сопротивление фоторезистора уменьшается до минимума, и входной сигнал проходит на выход. Требуемую атаку устанавливают переменным резистором R8.

При отпускании кнопки конденсатор С4 разряжается через резисторы R5, R6 и диод V3 в результате чего звук затухает. Время затухания устанавливают переменным резистором R6.

Для имитации звучания струнных инструментов нажимают на кнопку S2, а саму манипуляцию осуществляют кнопкой S1 (такой способ управления целесообразен в терменвоксах).

Атака в этом случае получается жесткой, а затухание — длительным, около 3 с, так как сопротивление разрядной цепи (резистор R9 и входное сопротивление транзистора V5, включенного по схеме с общим коллектором) велико. При желании длительность затухания нетрудно сделать регулируемой (достаточно резистор R9 заменить переменным сопротивлением 120... 150 кОм, группы Б или В).

В манипуляторе можно использовать оптрон АОР104Б, любой германиевый транзистор структуры p-n-p со статическим коэффициентом передачи тока h21э = 70....80, любые кремниевые диоды, выдерживающие кратковременный ток-до 100 мА. Резистор R10 — ММТ-1.

Налаживание устройства начинают с установки режима работы транзистора V2. Для этого временно замыкают фоторезистор оптрона проволочной перемычкой, подают на вход сигнал частотой 10...12 кГц и подбором резистора R1 добиваются неискаженного выходного напряжения 2.5 В.

Далее проверяют пригодность оптрона для работы манипуляторе. Для этого в цепь его светодиода включают миллиамперметр, переводят движки переменных резисторов R6, R8 в левое (по схеме) положение и, отключив конденсатор С4, при замкнутой кнопке S1 подбором резистора R11 устанавливают ток через светодиод в пределах 8...9 мА.

Затем подают на вход сигнал частотой 1...2 кГц и таким напряжением, при котором амплитуда напряжения на выходе равна 1 В. Быстро манипулируя кнопкой S1 и контролируя выходной сигнал по осциллографу и на слух (через усилитель мощности), оценивают его огибающую. Для работы в манипуляторе отбирают оптрон с минимальным напряжением выключения.

После этого снимают зависимость выходного сигнала от тока через светодиод оптрона при постоянном сигнале на входе. Ток через светодиод (0...10 мА) изменяют, подавая между общим проводом и точкой соединения диодов V3, V4 постоянное напряжение, регулируемое в пределах 0...12 В (плюсовой вывод источника соединяют с общим проводом).

Максимальный рабочий ток через светодиод определяют как ток, соответствующий 90 % амплитуды выходного сигнала, если за 100 % принять ее значение при токе 10 мА. Максимальный рабочий ток устанавливают при максимальном напряжении (12 В) на диодах V3, V4 подбором резистора R11.