EPSICOM Ready Prototyping

CCCooollleeeccctttiiiaaa HHHIII---FFFIII SSSooonnnooo &&& LLLiiiggghhhttt EP 0324……..….

Cuprins ________________________________________ Prezentare Proiect Fişa de Asamblare 1. Funcţionare 2 2. Schema 5 3. PCB 7

4. Lista de componente 8 _______________________________________

�Avantaj Pret/Calitate

�Livrare rapida �Design Industrial �Proiecte Modificabile �Adaptabile cu alte module �Module usor de asamblat �Idei Interesante

www.epsicom.com/kits a division of EPSICO Manufacturing

Idei pentru afaceri Hobby & Proiecte Educationale

PT2399 ECHO

ECOU ELECTRONIC

Deşi efectele de întârziere ale sunetului sunt omniprezente în arsenalul unui producator, cuvântul „delay” se asociază cu efectul de ecou, ecoul fiind doar unul din aplicaţiile date întârzierii sunetului, precum vom vedea. Nu putem trece însă la descrierea tehnică fără a ne lăsa puţin copleşiţi de amintiri, trăite chiar şi de noi, cei ce am dormit cu ochii deschişi visând la un sunet altfel, într-o vreme când un tranzistor era o mică avere.

Puţina istorie De la apariţia magnetofonului pe piaţă până la mişcarea Musique Concrete din anii ’50 nu a fost decât un pas. S-au folosit secvenţe de sunete în diverse melodii, s-au creat ritmuri noi, s-au inversat secvenţe muzicale iar noile genuri de muzică au apărut într-un ritm frenetic. Un experiment al lui Ray Butts și Mike Battle au transformat conceptul de “bandă magnetică în buclă” în produs electronic ca efect de sunet, Echosonic și Echoplex, primele aparate cu efect de întârziere a sunetului. Modelul a fost aplicat imediat la mesele de mixaj, amplificatoare (Rolland, Dynacord, ...). Primele întârzieri au fost realizate cu aparate de tip magnetofon si apoi de mici casetofoane care rulau o buclă continuă de bandă (banda fără sfârşit). Prin variația poziției capului (capetelor) de înregistrare și de redare, prin modificarea vitezei benzii precum și variind alţi câţiva parametri, se putea regla timpul de întârziere, numărul de repetări și multe alte caracteristici ale sunetului. Iată mai jos realizarea în serie a ecoului pe bandă model Rolland, care şi acum costă o avere pe internet.

Cine a trăit acele vremuri cunoaşte suferinţa modificării cabestanului şi a rolei presoare, poziţionării capetelor şi ghidajelor într-un spaţiu limitat, precum şi reglarea turaţiei unui motor de curent continuu fără a introduce paraziţi. La sfârșitul anilor 1970 apar circuitele analogice simple, cateva delay-uri folosind casete cu bandă , înlocuite rapid de circuitele digitale, rezultând întârzieri așa cum le știm astăzi.

Cum funcționează circuitele de întârziere digitală? Aşa cum banda și circuitele de delay analogic au un caracter special și profunzime unică, tehnologia întârzierilor digitale cu circuite în buclă a permis modificarea întregului concept, mai ales atunci când se utilizează memorii de capacitate mare, al căror conţinut poate fi procesat prin diverşi algoritmi. Funcţia de întârziere digitală se bazează pe conversia unui semnal analogic în semnal digital, memorarea acestuia în locaţii de memorie după care este citit, memorat pentru un timp specificat, reconvertit în semnal analogic, filtrat şi redat apoi ca semnal analogic. Funcţie de capacitatea memoriei, informaţia numerică este memorată în secvenţe de un număr de biţi (calitatea sunetului) şi într-un număr maxim de locaţii, ceea ce face ca întârzierea să aibă o anumită perioadă, creând astfel un singur "ecou" . Semnalul din procesul delay, întârziat, se mixează într-o anumită proporție cu semnalul audio original, neafectat, rezultând sunetul umed (întârziat) sau uscat (neprelucrat). Tot așa, fără semnal uscat, nu ar fi nici un ecou - doar sunetul original redat un pic mai târziu. Pentru ca ecoul să se repete de mai multe ori, se introduce reacţia, o buclă în care semnalul, întârziat şi atenuat în parametri doriţi, este aplicat la intrarea delay-ului, rezultatul fiind un sunet mereu atenuat, repetat de un număr de ori până la dispariţia sa.

Funcţionarea circuitului PT2399 Aşa cum s-a explicat mai sus, pentru liniile de întârziere digitale, semnalul de intrare Vin este trecut printr-un filtru trece jos, convertit în semnal digital cu un convertor A/D, procesat (înscriere/citire în locaţii de memorie la intervale controlate de timp) în blocul Delay Time Circuit, semnalul

este apoi convertit în semnal analogic, filtrat şi readus la intrare prin bucla feedback pentru a fi mixat cu semnalul original în sumatorul +. După mixare semnalul este adus la ieşire pentru a fi procesat de celelalte blocuri ale liniei acustice, (filtre, amplificatoare,...) până la redare în difuzoare.

Cum procesează PT2399 aceste semnale ?

Să facem cunoștință cu etajele componente dispuse într-un singur cip, realizat de Princeton Tehnologies. Acesta este un circuit de întârziere realizat cu un oscilator controlat în tensiune, VCO, ce generează impulsuri de tact unui bloc ce gestionează 44KB RAM. Semnalul este aplicat la intrarea primului AO, pin16, filtrat cu LPF1 și eșantionat printr-un comparator cu semnalele primite de la modulator, constituind convertor analog-numeric. Semnalul astfel convertit este transferat serial pe intrarea unui bloc ce memorează secvențe de date în memoria de 44KB. Datele serializate sunt circulate prin regiștrii interni și transmise la ieșirea DO1, demodulate (conversia numeric-analogică), filtrate cu LPF2 (filtru trece jos) și transferate la ieșirea integratului, pin 14. În acest fel se obține prima secvență de date întârziate la ieșire, întarziere determinată de frecvența oscilatorului VCO controlat de curentul prin pinul 9. Frecvența se reglează prin modificarea valoarii rezistentei R (valori trecute în tabelul de mai jos). Secvența de inițializare, la alimentarea circuitului, constă dintr-un ciclu de 400ms de ștergere a regiștrilor interni (fig. de mai jos). Alimentarea se face la 5V, plus o tensiune de referință de 1/2Vcc, necesară amplificatoarelor interne. Precum se observă, datele sunt prelucrate asemenea modem-urilor (modulator-demodulator), dispozitive care modulează semnalele codificate digital și apoi le demodulează pentru a decodifica informațiile transmise. Scopul este de a produce un semnal care poate fi transmis și decodificat cu ușurință pentru reproducerea datelor digitale originale. Modemurile sunt folosite pentru transmiterea semnalelor analogice și veți fi surprinși să observați că acest circuit speculează de fapt un defect al liniilor de transmisie prin modem, efectul de ecou, asupra cărora s-au facut multe studii pentru eliminarea lui și s-au înregistrat nenumărate patente. Iată cum, o platformă de studiu pentru eliminarea ecoului, a condus la realizarea unui efect extrem de apreciat în muzică.

Timpul de întârziere funcție de valoarea rezistenței pe pinul 6, variația curentului 0-3mA

Nume Pin Intrare/Ieșire Descriere Număr Pin VCC - Tensiune de alimentare 1

REF - Tensiune de referință analogică (1/2VCC)

2

AGND - Masă analogică 3 DGND - Masă digitală 4 CLK_O Ieșire Pin de ieșire – Ceas sistem 5 VCO Intrare VCO Ajustare frecvență 6 CC1 - Control curent 1 7 CC0 - Control curent 0 8

OP1-OUT Ieșire 9

OP1-IN Intrare

Amplificatorul OP 1 intrare/ieșire. Acest pin poate fi folosit ca integrator modulare/demodulare prin conectarea condensatorului 10

OP2-IN Intrare 11

OP2-OUT Ieșire

Amplificatorul OP 2 intrare/ieșire. Acest pin poate fi folosit ca integrator modulare/demodulare prin conectarea condensatorului 12

LPF2- IN Intrare 13 LPF2-OUT Ieșire

Pin intrare/ieșire filtru trece jos 2 14

LPF1-OUT Intrare 15 LPF1-IN Ieșire

Pin intrare/ieșire filtru trece jos 1 16

Tabelul și graficul cu valorile rezistenței R pentru a genera o frecvență fck ce produce o întârziere td a semnalului la ieșire, cu distorsiuni THD – Scară liniară

0

50

100

150

200

250

300

350

400

R [KΩ]

Frecventa f [MHz]

Delay [ms]

THD [%]

R [KΩ] 28 21 17 14 12 11 9.2 8.2 7.2 6.4 5.8 5.4 4.9 4.5 4 3.4 2.8 2.4 2 1.7 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7 0.5 0.3

Frecventa f [MHz] 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Delay [ms] 34 27 22 19 17 15 13 12 11 10 97 92 86 81 76 68 62 57 52 48 46 43 41 39 37 34 33 31

THD [%] 1 0.8 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

31 Sararilor Street I 200570 Craiova, Dolj, Romania I 0723.377.426, 0743.377.426

0.1

1

10

100

1000

R [KΩ]

Frecventa f [MHz]

Delay [ms]

THD [%]

R [KΩ] 27.6 21.3 17.2 14.3 12.1 10.5 9.2 8.2 7.2 6.4 5.8 5.4 4.9 4.5 4 3.4 2.8 2.4 2 1.67 1.47 1.28 1.08 0.89 0.72 0.52 0.29

Frecventa f [MHz] 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Delay [ms] 342 273 228 196 171 151 137 124 114 104 97.1 92.2 86.3 81 75.9 68.1 61.6 56.6 52.3 48.1 45.8 43 40.6 38.5 36.6 34.4 32.6 31.3

THD [%] 1 0.8 0.63 0.53 0.46 0.41 0.36 0.33 0.29 0.27 0.25 0.25 0.23 0.22 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.15 0.15 0.15 0.14 0.14 0.14 0.13 0.13 0.13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Tabelul și graficul cu valorile rezistenței R pentru a genera o frecvență fck ce produce o întârziere td a semnalului la ieșire, cu distorsiuni THD - Scară logaritmică

Schema electrică

După prezentarea procesorului, funcționarea schemei este mult mai ușor de înțeles. Semnalul aplicat pe intrarea jack J1 este amplificat de etajul realizat cu U1A și filtrat cu o rețea de tip Wien. La apăsarea comutatorului Toggle Delay semnalul este direcționat către intrarea procesorului PT2339 (pin 16) și urmează procesul de întârziere descris mai sus. La ieșirea din procesor, pin 14, semnalul trece printr-un filtru trece jos și este aplicat, împreună cu semnalul original, potențiometrelor P1 și P2 din care se reglează ponderea semnalului Feedback ce va fi aplicat prin R5, R4, C4 intrării procesorului, respectiv ponderea semnalului Delay peste semnalul original, prin R6 și C7. Cu SW2 selectăm varianta trecere directă sau cu procesare a semnalului de intrare către ieșire (uscat/umed). Timpul de repetiție se reglează din P3, așa cum s-a descris anterior, prin reglarea frecvenței oscilatorului VCO. Față de variantele clasice cu PT2339, semnalul este modulat cu semnalul unui oscilator sinusoidal realizat cu NE5532, efectul de tremolo suprapus sau combinat (SW3 și SW4) cu semnalul întârziat. Oscilatorul are trei reglaje Space de spațialitate reglând poziția oscilației prin off-set, Rate pentru frecvență, Smooth pentru amplitudine. Prin SW4 se realizează o modulare simplă în amplitudine a semnalului de ieșire, prin SW3 semnalul este aplicat și oscilatorului VCO, realizând și o modulare a frecvenței de repetiție, inducând în acest fel efectul Leslie ( http://www.youtube.com/watch?v=cDrI0tVcsTg ). Nivelul semnalului de iesire este reglat, evident, din P7.

Recapitulăm lista efectelor: Timpii de întârziere pot varia de la fracțiuni de milisecunde până la câteva minute, într-o gamă extrem de largă. Iată câteva dintre efectele mai comune care pot fi create pur și simplu prin modificarea unor parametri.

Rezonator. Uneori, menționat ca "static flange", un sunet metalic prin setarea timpului de întârziere la lungimi foarte scurte și creșterea feedback-ul la nivel apropiat de maxim, determinand astfel semnalul întârziat să repete atât de repede încât acesta generează un ton ascuțit. Iată cum: Dacă o întârziere este setată la o milisecundă (o miime de secundă), la un nivel foarte mare de feedback, semnalul întârziat se repetă de o mie de ori pe secundă, suprapunându-se peste semnalul ce poate avea câteva sute de herti, eventual. http://www.soundsnap.com/search/audio/static+flange+sound/score Flange/Chorus. Efecte clasic de modulație creat prin simpla utilizare a unui oscilator pentru a modula timpul de întârziere al semnalului. Principala diferenta intre un Flanger și un Chorus este că Flanger–ul foloseste un feedback mare și timp extrem de scurt de întârziere, sub 10-20 milisecunde, in timp ce un Chorus foloseste aproape de 40 milisecunde, sunetul aparand ca o “dublare” a originalului. Oricum limita intre cele doua efecte nu este clar stabilita, ele trecand dintr-unul in celalalt, metamorfozat http://www.soundsnap.com/tags/flange http://www.soundsnap.com/search/audio/chorus+effect/score?page=1 Slapback, familiar pentru fanii genurilor old school reggae și dub, un ecou foarte scurt cu feedback accentuat și puțin de filtrat. Încercați timpi de întârziere în intervalul de 90 de milisecunde și variați nivelul feedback. Cu un EQ sau câteva filtre veți obtine o gamă mai largă de texturi. Cu cât crește timpul de întârziere, efectul slapback va deveni mai distinct, până când se transformă în efect de ecou. Peste toate, efectul Tremolo și Leslie completează în mod fericit întreaga schemă. Alte variante de întârziere ... care permit personalizarea audio, împreuna cu un sistem de mixare: Ping-pong. Ecouri ping-pong ce constau dintr-o pereche de întârzieri, fiecare introduse în canalele opuse ale câmpului stereo, care permit crearea de efecte care traversează ritmic în jurul câmpului stereo, uneori cu un control asupra spectrului de frecvențe al ecoului printr-un egalizor sau filtru de frecvență. Multitap. Multiplii timpi de întârziere prin accesul utilizatorului la mai multe linii de întârziere, cu feedback-uri și filtre separate, individuale, unele interacționând între ele. Aici este necasară o bună îndemanare și multă, multă experiență. Reverb. Efectele ambientale create de reverb sunt produse de algoritmi de întârziere extrem de specializați și complecși, optimizați pentru a simula caracteristicile acustice ale diferitelor spații. Deoarece întârzierile repetate adaugă de fapt semnale audio suplimentare, este atat de ușor de a transforma o piesă superbă într-o mizerie încât este recomandat să se limiteze la efectul de ecou pentru una sau cel mult două instrumente pe care doriți să le evidențiați, profitând la maximum de ceea ce are de oferit un delay.

31 Sararilor Street I 200570 Craiova, Dolj, Romania I 0723.377.426, 0743.377.426

Amplasarea componentelor

31 Sararilor Street I 200570 Craiova, Dolj, Romania I 0723.377.426, 0743.377.426

Lista de componente

Nr.Crt. Componenta Denumire Valoare Cant 1 C1 Condensator N.P. 100pF 1

2 C2,C5,C8,C9,C18,C19,C20, C21,C27 Condensator N.P. 100nF 9

3 C3,C4,C7,C13 Condensator N.P. 1µF 4

4 C6 Condensator N.P. 15nF 1 5 C10,C14 Condensator N.P. 2,2nF 2 6 C11,C12,C17 Condensator Pol. 47µF 3 7 C15 Condensator N.P. 47nF 1 8 C16,C26,C28,C30 Condensator Pol. 100µF 4 9 C22 Condensator N.P. 22nF 1

10 C23 Condensator Pol. 4,7nF 1 11 C24 Condensator N.P. 220nF 1 12 C25 Condensator N.P. 470pF 1 13 C29 Condensator N.P. 10nF 1 14 D2,D1 Diodă 1N4148 2 15 D3 Diodă 1N4007 1 16 D5,D4 Led LED 2 17 J3,J1 Conector JACK 6,3mm 2 18 J2 Conector CON2 1 19 R23,R29 Rezistență 100KΩ 2 20 R2,R3,R6,R10,R11,R16, R19,R21,R30 Rezistență 10KΩ 9 21 R1,R7,R8,R9 Rezistență 1MΩ 4 22 R4 Rezistență 12KΩ 1 23 R5,R12,R15,R28 Rezistență 1KΩ 4 24 R13 Rezistență 15KΩ 1 25 R14,R17,R18,R26 Rezistență 4,7KΩ 4 26 R20,R22,R27 Rezistență 220KΩ 3 27 R24 Rezistență 100Ω 1 28 R25 Rezistență 470KΩ 1 29 SW1,SW2,SW3,SW4 Switch PUSH-RETINERE 4 30 U1,U4 C.I. NE5532 2 31 U2 C.I. LM78L05 1 32 U3 C.I. PT2399 1 33 Q1 Tranzistor BF245 1 34 P1,P2,P8 Potențiometru 100KΩ 3 35 P3 Potențiometru 50KΩ 1 36 P6,P5 Potențiometru 500KΩ 2 37 P7 Potențiometru 5KΩ 1 38 P9 Potențiometru 10KΩ 1 39 J4,J5 Conector 12p-2,54mm TATA 2 40 J6,J7 Conector 12p-2,54mm MAMA 2

Dacă doriţi să aflaţi mai multe despre produsele noastre, vizitaţi situl www.epsicom.com

Dacă aţi întâmpinat probleme cu oricare dintre produsele noastre sau dacă doriţi informaţii suplimentare, contactaţi-ne prin e-mail office@epsicom.com

Pentru orice întrebări, comentarii sau propuneri de afaceri nu ezitaţi să ne contactaţi pe adresa office@epsicom.com

31 Sararilor Street I 200570 Craiova, Dolj, Romania I 0723.377.426, 0743.377.426

Acest produs se livrează în varianta circuit imprimat, circuit imprimat + componente sau în varianta asamblată în scopuri educaționale și va fi însoțit de documentația completă de asamblare pe CD.