Experiment Audio-Elektronik Workshop April 2008 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 1
Überblick Theorie: Grundschaltungen Teil 1 Sequenzer-Experimentier-Board Aufbau Verstärker Theorie: Digitale ICs Aufbau Taktgeber Aufbau Sequenzer Aufbau Klangerzeuger Feedback © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 2
Grundschaltungen Teil 1 Spannungsteiler RC-Frequenzglieder Gleichrichter Verstärker mit Op-Amp Aktive Filter Frequenzweichen © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 3
Spannungsteiler Grundlage Zwei Widerstände in Serie geben einen Spannungsteiler Spannungen teilen sich gemäss Grösse der Widerstände Je grösser die Belastung, desto kleiner die Ausgangsspannung Beispiel: Volume-Regler © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 4
Passive Filter Grundlage Widerstand in Kombination mit Kondensator oder Spule Kondensator blockt tiefe Frequenzen, leitet hohe Frequenzen Kondensator auf Masse: Vernichtung hoher Frequenzen Beispiel: Klangregler, Kopplung © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 5
Gleichrichter Grundlage Umwandlung von Wechselspannung in Gleichspannung Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch -> Gleichrichtung © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 6
Brücken-Gleichrichter © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 7
Verstärker mit Op-Amp Invertierender Verstärker Einfache Beschaltung mit nur 2 Widerständen Ausgangspannung invertiert (180 Grad Phasenverschoben) R1 R2 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 8
Invertierender Verstärker Praxis Beispiel Verstärkung 10 Betrieb an asym. Spannung -> Masse durch Spannungsteiler © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 9
Verstärker mit Op-Amp Invertierender Verstärker Nichtinvertierender Verstärker 1:1 Verstärker Impedanzwandler SummierverstärkerMischer Subtrahierverstärker © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 10
Aktiver Tiefpassfilter b) Filter 1. Ordnung, invertiert Filter 1. Ordnung, nicht invertiert Filter 2. Ordnung, nicht invertiert 1kHz Grenzfrequenz c) © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 11
Frequenzweiche Grundlagen Für hohe Leistungen / Ströme z.B. in Lautsprecherboxen Ohne oder wenig ohmsche Widerstände, daher wenig Verlust © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 12
Experimentier-Board Mitspieler Takt Sequenzer Tongenerator Verstärker-Box 4093 4022 4093 386 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 13
Experimentier-Board © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 14
Bestückung 1 + + + + © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 15
Verstärker © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 16
Digitale ICs Eckdaten Arbeiten nur mit zwei Pegeln: Low & High bzw. 0 & 1. Beispiel: L = < 0.8 Volt, H = > 2 Volt. Vielzahl von ICs von einfachen Funktionen bis Mikrocomputer. Gatter: ICs mit einfachen boolschen Operationen. © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 17
Digitale ICs Familien TTL und CMOS Unterschied: Betriebsspannung und Spannungen für High/Low Betriebsspannung: TTL 5 V, CMOS 3-15 Volt Digital to Analog Einige ICs lassen sich für Audioanwendungen zweckentfremden Inverter werden zu LoFi PreAmps und Verzerrern (4046) Schmitt Inverter oder Schmitt Trigger zu Oszillatoren (40106, 4093) Zähler zu Sequenzern (4017, 4022) Binärzähler zu Sub-Oszillatoren (4040) © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 18
Beispiel CMOS 4093 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 19
Beispiel Rechteck-Oszillator mit 4093 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 20
Taktgeber © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 21
Sequenzer auf Steckbrett © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 22
Sequenzer: Baby 10 http://www.midiwall.com/gear/babyseq/ IC1 = 4017 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 23
Sequenzer © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 24
Lichtgesteuerter Oszillator © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 25
Experiment Audio-Elektronik Workshop April 2008 © 2008 Schweizerische Gesellschaft für Mechatronische Kunst 26