Wechselspannung?

Dieses Thema im Forum "Lötkunst" wurde erstellt von CS01, 20. April 2012.

  1. CS01

    CS01 -

  2. Cyborg

    Cyborg aktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Hallo
    Zunächst einmal eine Begriffs-Erklärung: VCO heißt "Voltage Controled Oscillator" Bei deiner Schaltung kann man ja nicht einmal die Frequenz von Hand ändern ohne etwas umzulöten.
    Was Du suchst ist möglichweise ein einfacher tongenerator, da fält mir natürlich der Multivibrator ein. Mit ein paar Teilen mehr könnte man den sogar mit einer Spannung in der Tonhöhe verändern.
    Am einfachsten zu realisieren mit einem NE555 Timer

    http://de.wikipedia.org/wiki/Multivibrator
     
  3. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Hallo,

    Vielen Dank Cyborg,

    Ich dachte VCO bedeutet gerade, das die Frequenz von der angelegten (Gleich)Spannung variiert wird und nicht durch das verändern die Widerstände und Kapazitäten.
    Ich wollte eig. ohne vorgefertige Bauteile wie einem 555 auskommen.

    Ich möchte eine Schaltung, wie sie damals in den ersten analogen Synthesizern verwendet wurde, nur stark vereinfacht. Die Qualität und der 1V/Oktave Standart sind nebensächlich.
    Hauptsache ich lege eine Spannung an und es kommt ein Ton heraus. Wenn ich die Spannung erhöhe, erhöht sich die Frequenz des Grundtones.

    Vielen Dank und liebe Grüße
     
  4. Nоrdcore

    Nоrdcore deaktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Hier mal der auf den reinen VCO abgespeckte Teil des Simplesizers:

    Die beiden Transistoren können für deine Zwecke beliebige NPN-Transistoren sein. (2N3904, BC546, BC550)
    (Der CA3046 ist ein Transistorarray, was hier wegen thermischer Kopplung(Kompensation) verwendet wird)
    Der High-Scale Trimmer kann natürlich auch weg (Drahtbrücke).

    Ohne exponentielle Ansteuerung - und mit noch weniger Teilen - braucht man dann einen Operationsverstärker als Integrator. (Oben sind ja nur 2 Puffer und ein Komparator, das macht die Sache einfacher zu verstehen.)
     

    Anhänge:

  5. Cyborg

    Cyborg aktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Genauer: Die Betriebsspannung hat KEINEN Einfluss auf die Tonhöhe, eine STEUERSPANNUNG schon. Das muss man unterscheiden
     
  6. Nоrdcore

    Nоrdcore deaktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Bei sehr vielen VCO-Schaltungen *hat* die Betriebsspannung einen Einfluss. In der obigen Schaltung vom Simple wird der Kondensator auf Betriebspannung aufgeladen und mit dem Steuerstrom entladen. Damit geht die Versorgung direkt in die Tonhöhe ein. Das ist bei sehr vielen VCOs so.
    (Bei den Integrator-VCOs wird i.a. die Schaltschwelle aus der Versorgung abgeleitet, das ist auch nicht besser. )
     
  7. yello

    yello -

  8. Golfi77

    Golfi77 aktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Hallo CS01,

    wenn du einen VCO suchst, der komplett diskret aufgebaut ist (also ohne ICs), wird es schwierig. Sämtliche VCO Schaltungen die ich kenne, beinhalten zumindest einen OpAmp. Sehr einfach aufgebaut ist der VCO des Electrocomp EML-200. Ein einfacher Sägezahnoscillator mit 'ner Hand voll Bauteilen. Allerdings gehört dazu ein Unijunction Transistor (2N4853), welcher schwer zu bekommen ist. Ebenfall eine auf einen UJT basierende Schaltung nutzt der PAIA 2720-2 VCO. Dieser ist aber schon komplexer, bietet dafür aber mehr Ausgangswellenformen. Beide VCOs folgen keiner V/Okt Kennlinie. Die Schaltpläne findest du im Netz. Der im PAIA-VCO enthaltene UJT ist über eBay noch zu bekommen. Kostet aber ein bischen wat...

    Wenn du es noch einfacher und rudimentärer möchtest, dann bleibt dir nur noch die von Cyborg angesprochene Multivibratorschaltung. Die ist aber halt nicht Spannungsgesteuert und somit kein richtiger VCO.
     
  9. psicolor

    psicolor Busfahrer und Bademeister

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Ich hab mal ne diskrete Schaltung von nem VCO gesehen, die mit drei oder vier stinknormalen Transistoren funktioniert hat. Dabei wurde zur Erzeugung der Kippschwingung von einem NPN Transistor nur zwei Pole verwendet. Die Strecke wurde nochdazu in Sperrichtung betrieben, so dass man im Grunde genommen eine improvisierte Z-Diode erhält. Die Betriebsspannung muss dafür halt groß genug sein um die Durchsbruchsspannung zu erreichen (ich glaub es waren mindestens 13 Volt oder so notwendig).

    Was ich mich schon immer gefragt hab: Wieso kann ich nicht ne Schaltung von nem ganz normalen, Widerstandsgesteuerten Oszillator nehmen und anstatt eines Potentiometers einfach einen FET einsetzen und davor vielleicht noch eine Exponentiatorschaltung?
     
  10. Guest

    Guest Guest

  11. Nоrdcore

    Nоrdcore deaktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Nur Transistoren: http://www.till.com/arptech/pdf/4027.pdf

    Q1/Q2 macht aus der Eingangspannung (um 80mV/Oktave, mit ext. 100k Summierwiderstand dann 1V/Okt) den tonhöhen-proportionalen Strom, der in den zentralen Kondensator C1 (Styroflex-Typ) rein fliesst. (LF-Cap Anschluss fällt weg, der ist nur für Einsatz als LFO. )
    Der Fet Q4 puffert den an C1 erzeugten Sägezahn für den Ausgang. (simpler Sourcefolger)
    Z1A und Z1B sind ein Differenzverstärker als Komparator (schaltet, wenn die Sägezahnflanke am Ende angekommen ist, d.h. C1 entladen ist), der mit der Mittkopplung über Q5 auf knackiges Schalten ausgelegt ist.
    Wenn der Komparator schaltet, dann schaltet er Q3 ein, der lädt den Kondensator dann voll auf. (Auf die Versorgungsspannung, die deshalb direkt und linear in die Tonhöhe eingeht. )
    Damit wird die Spannung am Komparatoreingang aber so hoch, dass der Komparator wieder in den ursprünglichen Zustand zurückfällt, und Q3 wieder hochohmig wird.

    R7, C3, R6 sind eine ARP-Erfindung und dienen der Kompensation der Schaltzeiten im Diskant. Durch die wird der VCO da etwas Flat im Tuning. Alle anderen brauchen in ihren Schaltungen einen Trimmer.

    Der NPN/PNP Exponentiator (Q1/Q2) ist nicht so dolle, da bei den beiden Transistoren das übliche "Paaren" nicht funktioniert. (Die Schaltung nimmt man sonst nur für die Filter, bei denen das nicht so supergenau stimmen muss, wie bei den VCOs. )

    Die Stromquellen sind deshalb (fast)immer mit Bipolar-Transistoren aufgebaut, weil die a)die Exponentialfunktion extrem genau umsetzten und b)die hier genau richtig ist.
    (Es gibt nicht nur keine bessere Lösung, die zweitbeste ist auch noch deutlich schlechter... )
     
  12. psicolor

    psicolor Busfahrer und Bademeister

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Super, da sag ich auch gleich mal "DANKE!"
    Vorallem für die Interpretation des Schaltbildes!
     
  13. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Cool, vielen Dank für eure Beiträge.

    Ich habe nochmal etwas gesucht, und eine Schaltung mit Kippstufe bzw. Multivibrator gefunden, welche für mich schön übersichtlich aussieht:
    http://www.dieelektronikerseite.de/Lect ... annung.htm
    [​IMG]

    Was haltet ihr davon. Das einzige was mich verwirrt: Wie ich das sehe wird die Spannung über ein Potentiometer gesteuert, sprich mechanisch und nicht über eine Steuerspannung wie beim VCO. Oder wird dieser Potentiometer über eine Spannung gesteuert?
    Würde mich freuen wenn mir jemand diese Schaltung einmal grundlegend erklären könnte.

    Vielen Dank für eure Hilfe :)
     
  14. Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Ob du das mit einem Poti oder einem externen Input machst, ist ganz und gar dir überlassen. :kaffee:
     
  15. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    was heißt mit einem externen Input?
    Kann ich den Poti einfach gegen einen VCR (Voltage controlled Resistor) austauschen, der dann R3 mit der Spannung versorgt?

    Ich habe jetzt mal ein paar geszielte Fragen zu der Schaltung:

    1.D1 und D2 dienen ja dazu, dass sie Spannung nicht unter 1,4V fällt, und somit die Transistoren öffnen können. Verstehe ich nicht ganz. Wenn man über P1 genug Spannung an R3 anleget (also über 0,7V) müsste das doch auch ohne die Teile klappen.

    2. So wie ich dass jetzt verstanden habe, entsteht der Tonn allgemein dadurch, dass T3 periodisch öffnet und somit der Stromkreis zwischen Quelle und Lautsprecher geschlossen wird. Doch wann öffnet T3? Werden die 0,7 Volt an der Basis angelegt, wenn sich C2 weit genug aufgeladen hat? Das kann ja eig. nicht sein, da T3 ja an der anderen Seite von C2 hängt. Also öffnet T3 wenn T2 durchsteuert und dadurch die Grenze von 0,7 V an der Basis von T3 erreicht wird.

    3. Wofür dient der Wiederstand R6?

    4. zur Kippstufe. Der Werte von R2, R3 und C1, C2 sind ja für die Frequenz verantwortlich, da sich die Kondensatoren dadurch entsprechend schnell oder langsam aufladen und die 0,7 Volt erreichen. Doch welchen EInfluss haben R1 und R4, bzw. welchen Zweck erfüllen die?

    Vielen Dank schonmal und liebe Grüße
     
  16. tholan

    tholan -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Hier wird über die Steuerspannung in der Tat nur die eine Halbwelle geregelt,
    der andere Transistor sollte immer das Gleiche machen.
    Insofern ist die Bandbreite wahrscheinlich ziemlich begrenzt.
    Die 2 Widerstände an den Kollektoren sind dazu da,
    damit die Batterie nicht so schnell alle wird :) .
    Gucks Dir dochmal an: Wenn die Basen voll durchsteuern,
    macht der Kollektor- Emitterübergang annähernd Kurzschluß,
    wenn die Kollektoren direkt mit Ub verbunden sind.
    Dasgleiche gilt Für R6.
    Wenn der Lautsprecher nur 4 Ohm hat, dann würde, bliebe die Spannung stabil,
    der Lautsprecher 9/4 Watt verbraten. Das ist laaaut!
    Zudem überforderst Du damit die Batterie.
    Da würde, dank ihres hohen Innenwiderstandes die Spannung zusammenbrechen.
    ;-)
     
  17. Cyborg

    Cyborg aktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    *patsch* wir sind in einem SYNTHESIZER-FORUM. WAS ist also eine Steuerspannung?

    Nebenbei, bereits letzte Woche erwähnte ich einen MULTIVIBRATOR wenn es darum geht, mit geringstem Aufwand elektronisch Töne zu erzeugen.
    Wer mag, kann sich dazu auch eine tastatur mittels verschiedener Widerstände über einer Kontaktleiste bauen.

    (patsch war für den Missbrauch heiliger Fachvokabeln) :cool:


    http://www.dieelektronikerseite.de/Circuits/Mini-Orgel.htm
     
  18. tholan

    tholan -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Wie nennst Du denn das, was da über R3 eingespeist wird.
    Regelstrom?
     
  19. Cyborg

    Cyborg aktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    das verstehst Du nicht, Du bist eben kein Synthesist :streichel:
     
  20. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Erstmal vielen Dank tholan für deine Erklärung.
    Also ich werde vermutlich die Schaltung mit der astabilen Kippstufe nachbauen, was Cyborg auch schon am Anfang vorgeschlagen hat ;-) (nur ohne den 555)

    Aber natürlich muss ich den Wiederstand dafür über einen Regelstrom oder Steuerspannung (wie auch immer) steuerbar machen. Ich habe dafür noch kein fertiges Bauteil gefunden (heißt anscheind VCR-Voltage controlled resistor). Hat jemand eine einfach Schaltung für solch einen steuerbaren Wiederstand?

    Und es würde mich freuen wenn nochmal jemand auf meine 2 Frage antworten könnte, und mir sagen könnte, ob man D1 und D2 nicht weglassen könnte, bzw. welchen Zweck diese genau erfüllen,

    Vielen Dank und liebe Grüße :)
     
  21. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Ahh ich verstehe das nicht. Die Funktionsweise des astabilen Multivibrators mit 2 LED*s ist mir soweit halbwegs klar, aber nicht die Schaltung mit dem Lautsprecher:

    Ein Lautsprecher wird ja normalerweise immer mir Wechselstrom betrieben. Und an dem Multivibrator wird ja ein Gleichstrom angelegt richtig?
    Nach meinem Verständnis bekommt der Lautsprecher in der obrigen Schaltung doch nur periodisch unterbrochene Gleichstromsignale, sprich auch eine annähernde Rechtecksschwingung (glaube ich), dessen Amplitude aber nie unter den Nullpunkt geht.

    Von wo bekommt der Lautsprecher denn nun die Wechselspannung?
     
  22. Nоrdcore

    Nоrdcore deaktiviert

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Sozusagen gar nicht: er wird in der Schaltung eben nur in eine Richtung ausgelenkt.
    Die Wechselspannung hat einen "Offset" (Versatz) von der halben Höhe des Signals.
     
  23. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Aber das ist doch suboptimal oder? Dadurch kann ja dann nicht das ganze Hubvermögen des Lautsprechers ausgenutzt werde (da er eben z.B. nur nach vorne auslenkt) und somit die mögliche Laustärke des Lautsprechers halbiert (Verstärkerleistund vorrausgesetzt).

    Aber die Spannung ist quasi dann eine eine Wechselspannung mit Versatz? Also ein Hochpassfilter würde z.B. noch funktionieren (da der Kondensator beim gleichsrom ja den Stromfluss unterbricht)
     
  24. tholan

    tholan -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Ich denke, es ist erstmal wichtig für Dich,
    Dir das berühmte U=IxR, bzw "URI" so richtig anzueignen.
    Die Dioden sorgen dafür, daß die Schwingung bei keiner Potistellung abreißt.
    Die Flußspannung der Basis-Emitterstrecke von T1 könnte doch sonst
    über das Poti, das hier als Spannungsteiler fungiert unterschritten werden.
    T1 würde dann nurnoch sperren und garnichts mehr machen.
    Eine Diode hebt sozusagen das Spannungsniveau auf das Flußspannungsniveau
    der Basis-Emitterstrecke. Das würde aber sicher noch nicht reichen.
    Der Basistrom an T1, so denn überhaupt schon einer flösse, wäre noch viel zu gering,
    die Kollektor-Emitterstrecke soweit zu öffnen, daß sich C1 entladen kann.
    Deswegen sind da 2 Dioden.
    Ich denke, man könnte das statt mit den 2 Dioden auch mit nem entsprechenden Widerstand hinkriegen.



    Der Sound, den das Ding macht, ist eklig genug :).
    Man spricht hier übrigens von einer gleichspannungsüberlagerten Wechselspannung.

    Ich denke, Du solltest einfach mal losbasteln.
     
  25. Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    bischen schwierig das unter einen Hut zu kriegen: Anfänger stellt Frage zu komplexen Thema ohne recht zu wissen was er eigentlich genau will und die
    Synth spezialisten überfordern ihn offensichtlich.(Feststellung, kein Vorwurf) Also nochmals zusammen gefasst :
    du kannst das Poti für die Steuerspannung samt den 2 Dioden weglassen und direkt oben an R3 eine Steuerspannung zB von einem regelbaren Labornetzgerät oder irgendeiner Spannungsquelle anschliessen. Besser wird es, wenn du auch noch R2 an diese Steuerspannung hängst statt an die Betriebsspannung.
    dann wird dein Rechteck-signal symmetrischer und der Steuerbereich größer.
    Dann ist der astabile Multivibrator tatsächlich ""etwas voltage controlled" aber es ist nicht das, was man hier unter VCO versteht.
    Mach eine Messreihe indem du die Steuerspannung zB. von 0..15V ( ja, es darf höher als die Betriebsspannung sein) in 0,5V Schritten hochfährst und miss die Frequenz, dann erklärt sich das.
     
  26. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Vielen Dank elektrouwe, das hilft mir sehr weiter.

    Also werde ich, wie du sagtest, die 2 Dioden und den Poti weglassen, und stattdessen an R2 und R3 ein Labormessgerät drannhängen.

    1. Wieviel Stromstärke benötige ich denn? Conrad hat ein günstiges mit 1,5-15V, aber nur max, 22,5 Watt, also 1,5 Ampere. Reicht das? Achso und Gleichspannung ist schon richtig oder? (dumme Frage ich weiß)
    2. Ich wollte als Betriebsspannung eine normale 9V Batterie nehmen. EIg. müsste ich dann doch nur die Pluspole des Labornetzgerätes an die Wiederstände anschließen. Aber dann stimmt die Energiebillanz des Kreislaufes doch nicht mehr oder? Dann werden ja insgesamt durch die Pluspole der Betterie und des Netzgerätes mehr elektronen "abgesaugt" als die Batterie einschleust. Oder sehe ich das falsch?

    Edit: Oder ich nehme ein paar Schalter mit verschieden großen Wiederständen und hab somit ganz ohne Labornetzteil soagr eine kleine "Tastertur"
    Der in dem Schalplan verwendete Poti hatte einen Wiederstand von 100-50.000Ohm. Wie berechne ich, was die kleinst möglichste Wiederstand ist, damit die Spannung nicht unter 1,4V fällt?

    Vielen Dank, morgen gehts los :D
     
  27. tholan

    tholan -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Oh, oh...
    Da fließen Mikroampere!
    Ich sag mal nicht mehr viel, nurnoch das:
    Paß tierisch auf, daß die beiden Plus nie direkt miteinander in Berührung kommen!
    Sonst fliegt Dir noch die Batterie um die Ohren.
    Nimm das bitte ernst, ist nicht bös gemeint.
     
  28. Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Also ich sag auch nicht mehr viel, nur noch das ;-) :
    deinen Fragen nach fehlt es dir an elementaren Grundlagen (Stromkreis, Ohmsches Gesetz...) Das ist ja nicht schlimm, wir haben alle mal so angefangen.
    Ich rate dir aber dringend , zuerst, die Grundlagen zu studieren, damit du dir dann viele deiner Fragen selbst beantworten kannst, weil dir die Funktion
    der einzelnen Bauteile dann klar wird. Tip : http://www.elektronik-kompendium.de/ , http://www.loetstelle.net/ , http://www.dieelektronikerseite.de/
    und besorg dir bei ebay oder deiner Stadtbücherei ein paar (ruhig ältere) Einsteigerbücher. WIr können dir hier kein Elektronik-1x1 beibringen.
    Wenn du dann den Stromverbrauch dieser Schaltung selber überschlägig abschätzen kannst, helf ich gerne wieder.
    Viel Erfolg!
     
  29. CS01

    CS01 -

    Re: VCO Schaltplan? Synthesizer

    Wow, super vielen Dank Leute,

    es funktioniert alles perfekt (außer das mir vermutlich ein par Zellen des 9V Blocks durchgeschmort sind, als ich versucht habe die Kabel daran zu löten...).
    Habe den Schaltplan nun noch etwas modifieziert mit anderen Wiederständen und vorallem mit mehreren Tasten. Ich hab nun eine Audio-range von genau 2 Oktaven.

    Doch eins funktioniert nicht: Beim Tiefpassfilter wird das Signal nur leiser (logisch: durch den Wiederstand) aber nicht "beschnitten". Bei einem Hochpass kommt garnichts herraus. Geht das nicht mit dieser "psydo-Wechselspannung" des astabilen Multivibrators, oder woran liegt das Problem?

    Liebe Grüße
     

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