Una nota musicale è definita dalla sua frequenza, ampiezza e timbro. Molto tempo fa Pitagora stabilì, misurando le lunghezze delle corde vibranti, che esiste un semplice rapporto tra le frequenze dei diversi suoni musicali.
Ad esempio, la nota LA (LA nei paesi di lingua tedesca), in particolare nella terza ottava, vibra precisamente alla frequenza di 440 Hz, tanto da servire da riferimento per i diapason o... per il tono sentito quando sollevi il ricevitore del telefono.
La gamma di frequenze udibili per l'uomo è variabile e dipende da fattori fisiologici; un pianoforte può risuonare con i suoi 88 tasti che vanno da circa 27 Hz a 4000 Hz.
L'ampiezza di una nota corrisponde, in un certo senso, al suo volume, cioè all'intensità sonora percepita dall'ascoltatore. Occasionalmente, termini italiani come 'forte', 'pianissimo', ecc., sono usati per specificare ulteriormente le dinamiche negli spartiti musicali.
Allo stesso modo, anche se diversi strumenti dovessero suonare la stessa identica nota, è facile capire che il timbro del suono emesso è molto diverso tra un flauto e un pianoforte, un violino e un corno da caccia.
Non pretendiamo di offrirti un mezzo per competere con i magnifici strumenti elettronici disponibili sul mercato.
Tuttavia, sembra possibile per i dilettanti interessati costruire un piccolo generatore di note che imiti perfettamente il caratteristico suono 'pizzicato' di una corda, come una chitarra, o anche la corda percossa di un pianoforte.
L'unicità di queste note sta nella loro combinazione di un attacco acuto e un decadimento graduale: ci riferiamo a questo come un'oscillazione smorzata, simile a una corda che viene pizzicata e vibra fino a quando non si ferma completamente.
Non volendo implementare un dispositivo di modulazione come quelli che si trovano negli strumenti elettronici (VCA), ci accontenteremo di produrre una sinusoide regolabile che gradualmente si affievolisce.
Tale segnale può essere utilizzato anche per simulare i vari strumenti a percussione (DRUMS) che si trovano, ad esempio, nella nomenclatura MIDI standardizzata dei sintetizzatori: tamburi, rullanti, barili, ecc., a patto, naturalmente, di un'amplificazione sufficiente e di un generatore di base per ogni strumento da imitare sono disponibili.
Lo schema elettrico di base può essere facilmente adattato con alcune attente regolazioni. Ogni generatore può essere attivato da un pulsante o, meglio ancora, da un contatto normalmente chiuso attivato da un bastoncino!
Descrizione del circuito
Lo schema elettrico proposto è mostrato nella figura seguente.
Il cuore del circuito è un classico oscillatore a doppia T, così chiamato per la caratteristica disposizione di alcuni componenti.
Il primo ramo superiore della T è formato dagli elementi P1 + R3, R4 + P2 e C4. Il secondo ramo è costituito da C5, C6 e R5 + P3.
L'oscillazione si verifica quando P1 + R3 è uguale a P2 + R4 e per una posizione specifica del P3 regolabile.
La forma d'onda risultante sarà un'onda sinusoidale con un'ampiezza significativa e una frequenza di base determinata dai condensatori nei rami della doppia T.
La relazione che esprime questa frequenza può essere approssimata come segue: f in hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
L'uscita dell'oscillatore è diretta attraverso il condensatore C7 al transistore T1, che mantiene l'oscillazione continua attraverso l'inversione introdotta e la connessione di retroazione tra il collettore di T1 e l'altra estremità della doppia T.
Il trucco è regolare lo stadio dell'oscillatore in modo che non oscilli spontaneamente ma piuttosto attraverso un singolo impulso positivo ottenuto nel nostro diagramma da un semplice flip-flop monostabile.
Il circuito classico proposto utilizza due porte NOR e fornisce un brevissimo segnale positivo sul fronte di salita dell'ingresso, anch'esso unico e privo di rimbalzi indesiderati.
Il diodo D1 applica questo impulso a un ramo dell'oscillatore a doppia T, innescando un'oscillazione smorzata che deve essere regolata prima dell'uso.
La durata e la frequenza del segnale sono variabili, ed è proprio questo il vantaggio principale del circuito: può generare un'ampia gamma di suoni diversi: bassi, alti, lunghi o brevi, simili a uno strumento a corda.
L'adeguamento di questa fase è fondamentale e richiede molta pazienza. Il segnale variabile utile è piuttosto modesto e può essere udito solo dopo l'amplificazione.
La figura seguente presenta un semplice stadio amplificatore che utilizza un piccolo circuito integrato in un pacchetto DIL a 8 pin in grado di erogare una potenza massima di 2 W con una tensione di 12 V.
Riassumiamo le caratteristiche essenziali di questo amplificatore audio economico in una piccola scatola tecnica.
Il P4 regolabile funge da potenziometro del volume, mentre il condensatore C11 determina la larghezza di banda, qui limitata a frequenze inferiori a 7 kHz. Il guadagno costante del nostro amplificatore di classe B dipende dai componenti associati R11 e C10.
Il segnale amplificato viene indirizzato attraverso il condensatore C13 all'altoparlante per l'uscita. Sebbene questa soluzione rudimentale consenta di apprezzare il suono prodotto, non può competere con la potenza di un sistema Hi-Fi per risultati spettacolari.
Costruzione
Il circuito stampato (PCB) per questo circuito generatore di effetti sonori per chitarra piano è di dimensioni modeste e verrà riprodotto utilizzando il metodo di vostra scelta come indicato nella figura sottostante, in scala 1 come al solito.
Dopo l'incisione, i componenti verranno montati secondo lo schema mostrato nella figura sottostante, con due cinghie orizzontali da non dimenticare. Inoltre, si consiglia di utilizzare una presa per i circuiti integrati.
