Práctica. Capítulo 11.4

CAPITULO 11. Otros módulos LFO y NOISE

 

11.4 Sintetizador de ambientes (Envirosynth)

Este artículo describe el diseño y construcción de un generador de ruido. Todos los constructores se preguntarán en este momento por qué alguien querría un generador de «contaminación acústica». Pero hay ruidos – y ruidos. El EnviroSynth ofrece la posibilidad de elegir entre ruido blanco, ruido rosa, la brisa en los árboles o el oleaje en la orilla. Los dos últimos sonidos son, de hecho, extremadamente relajantes y pueden ser útiles en casos de insomnio causado por tinitus, preocupaciones, cansancio excesivo, etc. El sonido «surf» en particular está diseñado para ser no amenazante, ya que se ha adaptado para parecerse como el ruido de guijarros en una playa, oída a través de una ventana abierta de una casa a poca distancia de la orilla. Para conciliar el sueño, coloque la unidad cerca de la ventana de su dormitorio. El ruido de la «brisa» puede adaptarse a voluntad durante la fase de construcción, para que suene a cualquier cosa, desde el grito de la tempestad sobre las ruinas del castillo de Drácula, hasta el silbido vigorizante del viento alrededor de un acantilado en una pared de roca, hasta el suave suspiro del aire estival en en los bosques bañados por el sol. Este último efecto es recomendable para los insomnes. Tanto la brisa como el surf son también muy útiles en las salas de espera de los médicos (y sobre todo de los dentistas).

Incluso el ruido blanco tiene su utilidad. Sonando como un escape de vapor, es completamente invariable y sin rasgos característicos, y puede utilizarse, a un nivel adecuadamente bajo, para simular el ligero ruido de fondo que suelen tener los aparatos de aire acondicionado. La gente suele preferirlo al silencio que se experimenta en una tranquila oficina enmoquetada; también es útil en las zonas de recepción para evitar conversaciones telefónicas confidenciales en adyacentes. El ruido blanco tiene una potencia constante por unidad de ancho de banda, por ejemplo, la misma potencia en la banda de 500 a 1000Hz como en 1000 a 1500Hz, 1500 a 2000Hz, etc. El ruido rosa es similar al ruido blanco, pero que su espectro de potencia tiene una atenuación de 3 dB por octava al aumentar la frecuencia. En otras palabras, tiene una potencia constante por octava, en lugar de por unidad de ancho de banda. Esto le confiere un sonido claramente más «suave» y, en consecuencia, se puede utilizar como ruido de fondo a un nivel algo más alto.

 

Descripción del circuito

La unidad consta de una serie de bloques funcionales fácilmente identificables que se muestran en la Figura 1. Dos amplificadores operacionales para generar ruido de audiofrecuencia de banda ancha y un filtrado sencillo en la sección de filtrado auxiliar de salida de ruido blanco o rosa. El generador de reloj produce una forma de onda de reloj de baja frecuencia, que acciona un generador de secuencias pseudoaleatorias. Este produce ruido de sub-audiofrecuencia, con una distribución de frecuencia blanca modificada en la sección de conformación de la envolvente para producir formas de onda envolventes, formas para controlar el filtro variable de voltaje, que se compone de IC4 e IC5. Las salidas de paso alto y paso bajo de este SVF (filtro variable de estado) proporcionan el oleaje y salidas de brisa, respectivamente. Después de filtrado auxiliar adicional, también están disponibles ruido blanco y rosa en el conmutador selector para pasarlas al control de volumen, amplificador de potencia y el altavoz.Fig.1

El op-amp IC3d está ajustado para proporcionar una ganancia de 50dB (o x300) mediante R16 y R17, ver figura 2. Por lo tanto, su salida es una versión amplificada de su propio ruido de entrada. Esto se acopla a través de C7 a IC3c, otra sección de Op-amp que proporciona 48dB de ganancia. Por debajo de la frecuencia de esquina 1/f, el ruido de salida puede incrementarse, pero esto se compensa con C7 y R19, y por cualquier limitación del altavoz y la caja utilizados. Este ruido plano de alto nivel se atenúa mediante atenuadores de nivel R22 y R40, y forma la salida de ruido blanco, que se alimenta al control de volumen y amplificador de salida a través de S1c y C17. En la posición de ruido rosa del selector S1, R22 proporciona una atenuación de 6dB por octava a 800Hz. Esto, junto con la respuesta generalmente ascendente del altavoz, proporciona una aproximación a la verdadera atenuación de 3 dB/octava del ruido rosa.

Fig.2

Para los sonidos «brisa» y «surf», el ruido blanco se pasa al SVF formado por IC4, IC5 y componentes asociados. La salida de paso alto, en el pin 14 de IC4d, proporciona la señal de «surf», mientras que la salida del filtro paso bajo, en el pin 7 de IC4b, proporciona la salida de brisa. El filtro funciona a un Q de 1 en el modo «surf», y un Q de poco menos de 2 en el modo ‘brisa’, según lo determinado por R38, R25 y S1b. Mientras que el Q se fija en uno u otro de estos valores, la frecuencia de corte del filtro varía con el tiempo. Esto se debe a la de los dos OTA (amplificadores operacionales de transconductancia) de IC5a y IC5b, que se utilizan como resistencias de entrada variable a las dos etapas del integrador del SVF. El sesgo variable es producida por la sección formadora de envolvente IC3b, TR1 y componentes asociados como sigue:

Dos secciones de IC1 forman un oscilador de reloj de baja frecuencia registro de cambio de 18 etapas IC2. Las restantes dos secciones de IC1 proporcionan retroalimentación de las etapas 12 y 17 (pines 11 y 8 respectivamente) del registro de desplazamiento, a su entrada en el pin 1. Esto proporciona la PRBS (secuencia seudoaleatoria de bits) de Os y 1s, que se repite tras (2»)-1 impulsos de reloj. Aunque la distribución frecuencia del ruido de subgraves es blanca, su distribución de amplitud es cualquier cosa menos «gaussiana» o aleatoria, siendo en O o 1 lógico. El filtro de paso bajo del integrador pasivo (R4 y C2), y el integrador activo (IC3b y componentes asociados) convierte la señal PRBS en la forma de onda de ruido mostrada en la Figura 4a.

Fig.4a

Esto se utiliza para controlar la sintonización del SVF cuando se selecciona «brisa», lo que da como resultado el tono general del ruido del viento suba y baje suavemente de forma realística. La inclusión de C8 en el circuito de ajuste de Q hace que el Q aumente cuando el filtro de paso bajo sintoniza a una frecuencia, haciendo que la fuerza del ruido del viento aumente a medida que sube el tono y viceversa, aumentando el realismo.

Para el surf, se requiere una envolvente diferente. Ver Figura 4b.

Fig. 4b

En sus excursiones positivo, la forma de onda de ruido sub-audio en el pin 7 de IC3b enciende TR1 en mayor o menor grado, lo que descarga rápidamente C5. Esto resulta en el tono del ruido que sale del SVF caiga repentinamente, simulando la ruptura de una ola en la playa. Cuando TR1 se apaga de nuevo, C5 se recarga lentamente a través de R13 y R14, aumentando el tono del ruido fuera del SVF, simulando la ola pasada siseo a través de las piedras a medida que retrocede de nuevo, La salida de surf de paso alto de la SVF pasa a través de tres secciones pasivas de paso bajo, R35, C13, R36, C14 y R41, C16 antes de ser alimentada por el conmutador selector S1c del amplificador. Esto tiene el efecto de enfatizar la energía de baja frecuencia que es pasada por el SVF en los picos negativos de la envolvente de surf, produciendo un muy convincente  ‘rugido retumbante’, como el de una rotura de guijarros.

La etapa de salida de audio es muy sencilla, utilizando el conocido LM380, un circuito integrado que tiene la ventaja sobre algunos otros ICs amplificadores de audio de necesitar muy pocos componentes adicionales. La fuente de alimentación es de diseño sencillo de raíl dividido, se alimenta con un transformador de toma central con bobinados secundarios de 6V-0-6V. Además, toda la carpintería metálica (incluida la carcasa del transformador) DEBE estar conectada a tierra (debe utilizarse un cable de red de 3 conductores y el enchufe de red debe ser equipado con un fusible de 3 amperios). Además, conviene cubrir las conexiones con PVC o funda termorretráctil.

En la figura 5 se muestra un diagrama del cableado. Si desea funcionar con su propia fuente de alimentación (+7 a 11 V CC), en la figura 6 se muestran las conexiones a la placa de circuito impreso. Una alternativa a la alimentación tensión de red es utilizar dos pilas de 9V (por ejemplo alkaline PP3) conectadas en serie, como como se muestra en la figura 7. Tenga en cuenta que en todos los casos, el altavoz, de impedancia 8 ohms, es cableado a los terminales P1 y P2.

Fig.5

Fig.6

Fig.7

Construcción y Pruebas

La construcción es muy sencilla, ya que casi todos componentes están montados en la PCB. Es importante señalar que, debido a la muy alta ganancia proporcionado por IC3c e IC3d, la captación de zumbido es probable que se experimente hasta que la unidad se monte en una carcasa o caja blindada. Una tira de aluminio de los usados en la cocina ,debe ser pegado al interior de la parte superior de la caja y parte del lateral. Esta lámina debe conectarse a tierra a través del carril OV del circuito. Esto proporcionará una eficaz pantalla contra la captación de zumbidos, pero pero se debe tener mucho cuidado para evitar cortocircuito con ella, especialmente los de la red eléctrica. Una vez terminada y probada, la unidad puede conectarse al altavoz (si no está integrado en la caja), y hacer la comprobación final de funcionamiento y guardado en la caja.

 

Personalización.

 Puede que desee experimentar con diferentes variantes de los sonidos disponibles. No hay realmente nada que puedas hacer al ruido sin que deje de ser blanco, pero el ruido rosa se puede adaptar un poco. El aumento de C15 a 22n moverá el punto de ruptura a 400Hz, lo que resulta en un sonido más suave, aunque menos «rosa». Si además se añade una resistencia de 5k6 en serie con C15, el corte superior se cancelará por encima de 1600Hz, dando un verdadero ruido rosa. Sin embargo, cuando se empieza a experimentar con el «surf» y el «ruido rosa» es cuando realmente empieza la diversión. Se observará que para el sonido «surf “ los cambios que más influyen en el resultado son los que modifican la envolvente. Cambiar C5 afectará a la velocidad a la que una ola rota retrocede por la playa, mientras que R9 y R12 a R15 afectarán a la forma en la que rompe en primer lugar. Otra posibilidad es aumentar el Q del filtro de paso alto mediante la conexión de una resistencia entre los contactos B y S de S1b. En el caso de la gama ‘breeze” el aumento de R8 reducirá el grado de variabilidad de la fuerza del viento, y viceversa. La disminución de R10 aumentará el tono general del ruido del viento, y viceversa. Sin embargo, los cambios se producen al cambiar R38. Aumentando su valor se obtendrá un sonido de brisa de bosque muy suave, mientras que disminuirlo a 1k (o incluso menos) hará que el viento suene cada vez más tempestuoso.

Se puede conseguir una gama de sonidos muy interesantes, así que anímate y diviértete con este circuito realmente novedoso.

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.