Диодная лестница VCF без печатной платы !: 38 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Эй, что происходит?

Добро пожаловать в сложный проект BONKERS, который, если все сделать правильно, приведет к тому, что у вас будет очень хороший диодно-лестничный фильтр, управляемый напряжением нижних частот. Это основано на дизайне «Электроника для музыкантов», с парой важных модификаций и исправленной одной ошибкой. И, конечно же, без печатной платы!

Запасы

Вот что вам нужно для этого!

• 1 LM13700
• 3 транзистора 2N3904 NPN
• 2 транзистора 2N3906 PNP
• 12 диодов 1N4148
• 2 потенциометра 100K
• 1 триммер 100K
• 1 керамический дисковый конденсатор емкостью 100 нФ
• 1 пленочный конденсатор 47 нФ
• 3 пленочных конденсатора по 100 нФ
• 2 электролитических конденсатора по 10 мкФ
• 1 электролитический конденсатор 100 мкФ
• 1 электролитический конденсатор 220 мкФ
• 1 резистор 220R
• 5 резистор 1 кОм
• 5 резисторов 10 кОм
• 1 резистор 47 кОм
• 5 резисторов 100 кОм
• 1 резистор 220 кОм
• 1 резистор 330 кОм
• 1 резистор 1 МОм

Шаг 1. Найдите ошибку! Убей это

Вот LM13700. Приложение-убийца этого чипа представляет собой усилитель, управляемый напряжением, способ усиления сигналов на основе другого сигнала. Мы ВСЕГДА используем его в этом проекте только потому, что он также имеет чрезвычайно чувствительные входы, которые идеально подходят для извлечения отфильтрованного звука из лестничной диаграммы.

Если вы пытаетесь использовать эту схему, вы, вероятно, уже знаете, как подсчитываются выводы микросхемы, начиная с вывода 1 слева от выемки или отметки на микросхеме, идя вниз по той стороне, поперек и вверх. Я буду иметь в виду номера контактов, чтобы ваша схема выглядела точно так же, как моя!

Хорошо. Обрежьте тонкие части контактов 1, 8, 9, 14 и 16. Вам НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО этого делать, я делаю это для облегчения обращения с микросхемой.

Снимите контакты 2 и 15. Эти контакты иногда используются, они в основном отсекают сигнал от входов, если напряжение становится слишком высоким. Мы не будем их использовать.

Отогните контакты 3 и 4. Это входные контакты, которые мы собираемся использовать для вывода сигнала из диодной лестницы.

Штыри 5, 7, 10 и 12 изогнуты вверх и снова, так что они соприкасаются друг с другом, как на картинке.

Штифты 6 и 11 загибают узкие части. Через эти два контакта питание поступает на микросхему.

Вывод 13 загибается под микросхемой - будет заземлен. Может, в следующий раз он будет дома до комендантского часа.

По сути, сделайте так, чтобы ваш чип был похож на этот чип!

Шаг 2: НЕ ПАНИКА

Вот наша первая пайка!

На контакты 6 и 11 подается питание, поэтому на них нужен такой конденсатор. Вы знаете, чтобы шум не выходил, а также не допускал шума!

Шаг 3: это важный резистор

Это резистор 330 кОм, идущий от контакта 1 к контакту 13. Его не нужно подключать к контакту 13, он просто должен быть заземлен, но контакт 13 также должен быть заземлен, поэтому давайте соберем все наши заземления в одном месте..

Этот резистор устанавливает коэффициент усиления верхнего бита схемы. Исходная спецификация была 470K. Понижение резистора до 330K увеличивает возможный резонанс очень приятным образом. Вы можете уменьшить его еще больше, но вы рискуете обрезать и еще больше искажать, но, эй, экспериментируйте!

Нам понадобится хорошо доступный кусок металла, который заземлен, поэтому давайте попробуем сделать так, чтобы заземленная половина резистора выглядела так.

Ох… и я начал покупать резисторы на 1/8 ватт, потому что они меньше. Вам совершенно не нужны маленькие резисторы для любой из этих сборок, это просто то, что я предпочитаю.

Шаг 4: резистор сто Кей

Вот резистор 100 кОм, который передает сигнал с выхода первой половины LM13700 на другую половину.

Он идет от контакта 5 (и контакта 7, они спаяны вместе) к контакту 14.

Шаг 5: наш наименее оцененный резистор

Вот резистор 220R, идущий от контакта 14 к земле. Помните, как невероятно чувствительны входы этого чипа? Сигнал от другой половины этой микросхемы проходит через резистор 100 кОм, что составляет 100 000 Ом. Затем сигнал шунтируется на землю через резистор 220 Ом.

Шаг 6. Тренировка пары по 10 тысяч

Диван до десяти К, я прав?

Возьмите пару резисторов на 10 кОм и скрутите их вместе. Мы припаяем скрученный бит к выводу 6, где будет подаваться отрицательная мощность.

Шаг 7. Сделайте выходные данные немного более негативными

Другие концы пары резисторов 10 кОм будут подключены к двум выходам… пары Дарлингтона на LM13700. Не позволяйте причудливому названию сбить вас с толку… просто припаяйте два конца резистора к контактам 8 и 9.

Шаг 8: симпатичный маленький резистор 47 кОм

По какой-то причине нам нужно подключить резистор 47 кОм к контакту 10 (и 12) на землю. Делай это так!

Шаг 9: Другой резистор для настройки усиления и транзистор, снижающий ток

Этот резистор 10 кОм будет присоединен к той части схемы, которую мы сможем регулировать резонансом этого фильтра. Подключай вот так!

Затем возьмем PNP-транзистор, согнем ножки, как на втором рисунке, и припаяем две несогнутые ножки вот так. Средняя нога будет идти к путанице выводов резистора, которая заземлена в нашем проекте. Другая нога (если вы смотрите на схему, нога без стрелки) идет к загнутому концу резистора 10 кОм, припаянного к выводу 16.

Когда она будет надежно закреплена, отрежьте свободную ногу. Бедный парень.

Шаг 10: Остальная часть схемы установки резонанса

Давайте подключим резистор 1M от отрезанной свободной ножки PNP-транзистора к выводу 11, где положительное напряжение поступает на LM13700.

Также мы добавим резистор 220 кОм к той же ножке PNP.

Проверьте это! Если вы хотите контролировать резонанс этой цепи по напряжению, подключите к этой точке более одного резистора 220 кОм! Вы можете делать очень интересные виды модуляции, управляя резонансом фильтра со звуковым сигналом.

Шаг 11: последний штрих к этой части

Проникни в пустоту с помощью своей межпространственной Gauntlet Of Mystery и возьми четыре диода 1N4148. Я так и делаю, по крайней мере, вы могли бы просто положить их в небольшой сумке в корзину для запчастей.

Диоды имеют полярность, и электричество проходит через них только в одном направлении. Давайте скрутим ноги пары без полосок, обрежем ножки с полосами и припаяем ножки без полосок к полосатым ножкам.

Непонятно объяснять, легко скопировать, так что просто скопируйте картинку!

Шаг 12: Ничего себе, это выглядит грязно

Четыре диода, которые мы только что соединили, являются «вершиной» диодной лестницы. Скрученные концы подключаются к контакту 10 LM13700. Контакт 10 - это место, где на микросхему поступает положительное напряжение!

Два свободных конца диодов идут к двум входам на другой стороне LM13700. Это контакты 3 и 4.

Я добавил еще пару картинок, чтобы вы могли убедиться, что все сделали правильно.

Там действительно тесно. Этот тип диодов сделан из стекла, поэтому нет ничего страшного, если стеклянная часть диодов касается других частей схемы, но, пожалуйста, внимательно изучите материал, чтобы убедиться, что нет контакта металл-металл, и даже сохраните свои выводы. подальше от корпусов резисторов - металл под тонким слоем краски!

Шаг 13: OH EM GEE ЭТА СЛЕДУЮЩАЯ ЧАСТЬ ЭПИЧНАЯ

Эта часть - ВЕСЕЛАЯ ЧАСТЬ! Это будет происходить быстро, так что наслаждайтесь, пока оно длится!

Соберите все свои пленочные конденсаторы и все диоды. Из этих частей сделают лестницу!

Шаг 14: Начни вот так

Всем известно, что диоды пропускают через себя электричество только в одном направлении. Черная полоса «останавливает» электричество. Очень важно, важно и очень важно, чтобы полярность диодов в этой конструкции была одинаковой. Всего один обратный диод полностью сломает ваш фильтр.

С диодами нужно быстро поработать и дать им остыть между паяными соединениями. Слишком большое количество тепла и слишком долгое время может их сломать.

Идите вперед и постройте лестницу с первыми тремя конденсаторами по 100 нФ со всеми диодами, направленными в одну сторону. Как только пришло время добавить конденсатор 47 нФ, вам нужно будет все исправить.

* На самом деле никто этого не знает …

Шаг 15: Это лестница !

Смотреть! «Ступени» конденсатора 100 нФ расположены «перед» направлением потока электричества от конденсатора 47 нФ.

Причина, по которой мы используем один несовпадающий конденсатор, заключается в том, что самый умопомрачительно крутой диодный лестничный фильтр в мире находится в Roland TB-303. Разработчики фильтра в 303, вероятно, случайно использовали резистор половинного номинала в качестве «нижней» ступени, или они слишком увлеклись кокаином, чтобы связно объяснить свою идею космического трипса. Шутки в сторону. Поиграйте с 303 (или его клоном) и попытайтесь объяснить, как вообще эта штука была сделана. Это полный беспорядок, но совершенно потрясающий беспорядок.

Так или иначе, меньший конденсатор идет на «нижнюю» ступеньку.

«Низ» лестницы получает еще одну пару диодов, «верх» - нет.

Шаг 16: Это было весело. Теперь самое интересное

Просто нет хорошего способа построить следующую часть. В итоге получится смешной кусок резисторов, транзисторов и конденсаторов, избежать этого просто невозможно.

Но продолжайте внимательно, шаг за шагом, и мы сделаем это!

Это наш первый шаг. Создайте пару NPN-транзисторов 2N3904 и согните их вот так. Взглянув на схему, вы увидите, что сгибаемые штифты отмечены стрелками.

Эти два маленьких транзистора теперь будут обнимать друг друга и вот так сгибать ножки. Симпатично, да?

Как только транзисторы плотно прижаты друг к другу, возьмите другие боковые ножки и согните их вот так. На самом деле вы можете согнуть их в любую сторону, на этом этапе схема является своего рода симметричной.

Шаг 17: Сосредоточьтесь

Возьмите пару резисторов номиналом 1 кОм и скрутите концы вместе.

А затем возьмем свободные ножки и обернем ими средние контакты обнимающих транзисторов. Давайте попробуем сделать так, чтобы ваш проект выглядел именно так, поэтому держите ножки вверх, а резисторы 1 кОм направьте к себе, как показано на рисунке.

Шаг 18: Смотрите! Вы построили крошечного человечка

Он такой милый!

Шаг 19: Еще немного

Ооо, конденсатор 220 мкФ!

Возьмите одного из этих маленьких ребят и подключите его к резистору 1 кОм вот так!

Шаг 20: Еще одна пара транзисторов

Однако они отличаются друг от друга.

Возьмите 2N3904 и согните среднюю ногу к плоской стороне.

Возьмите 2N3906 и согните боковую ножку к плоской стороне, ножку влево, глядя на плоскую сторону.

Когда вы вот так согнете ножки, согните их еще больше, при этом транзисторы должны прижаться ровно к плоскости, и вот так припаяйте их.

Шаг 21: 2N3904 разделяет

Мы больше не можем смотреть на плоские части этих деталей, но это нормально. Возьмите ту, у которой согнута средняя нога, и сделайте так, чтобы боковые ноги делали шпагат. Ух ты, гибкий!

Шаг 22: изготовление алмаза

Все три элемента, которые мы только что построили, вот так соединяются вместе. Обратите внимание, как я выложил первую картинку, и заметьте, что я собирался напортачить. Ой! Но я построил его правильно. Сделайте так, чтобы ваша сборка выглядела так.

Обратите особое внимание на полярность электролитического конденсатора. Все подобные конденсаторы поляризованы, что означает, что они могут справиться с этим только тогда, когда одна из их ног имеет более высокое напряжение, чем другая. «Более негативная» сторона всегда обозначается полосой с напечатанными на ней знаками «минус».

…….. видите ли, они делают такие конденсаторы из двух очень тонких листов алюминиевой фольги, завернутых, как овощная пленка, или маленький булочек Дебби, или булочка с корицей. Вот этот электролитный мусор, который может проводить электричество, размазанный по алюминиевой фольге, и каким-то образом они не дают листам алюминиевой фольги касаться друг друга. Затем они пропускают ток от одного алюминиевого листа к другому. Этот ток заставляет одну из поверхностей собирать оксид алюминия. Оксид алюминия - диэлектрик, то есть изолятор. Этот изолирующий барьер является наиболее важной частью конденсаторов, которые представляют собой две пластины из проводящего материала с непроводящим материалом между ними. Пленочные конденсаторы имеют слой майлара, полиэстера или пропилена или даже вощеной или промасленной бумаги между металлическими «пластинами» (листами фольги). Керамические конденсаторы имеют небольшую керамическую пластину между пластинами (которые на самом деле выглядят как крошечные пластинки в данном случае LOL). В любом случае, если вы попытаетесь подать слишком большое напряжение на отрицательную сторону электролитического конденсатора, диэлектрическое покрытие из оксида алюминия попытается отскочить от фольги и следовать за напряжением в другое место, что приведет к выходу конденсатора из строя. Иногда взрывоопасно …….

Шаг 23: добавляем маленького человечка

Голова человечка из шага 18 припаивается к стыку между положительной стороной электролитического конденсатора и резистором 10 кОм. Уф.

Один из способов проверить свою работу с такой сборкой - это подсчитать количество компонентов в стыке и сравнить это со схемой. Я сделаю это прямо сейчас, тебе тоже стоит это сделать …

Хм … 1, 2, 3, 4 резистора … один электролитический конденсатор … да, это пять компонентов, и это подтверждается схемой! Это также означает, что больше ничего не будет подключаться к этой точке. Теперь об этом можно забыть!

Шаг 24: ДРУГОЙ резистор 1 кОм

Надеюсь, вам повезет, и вы наложите заклинание призыва с бонусом +6 к производительности и получите много-много резисторов 1K, потому что в этой сборке их много.

Этот резистор 1 кОм проходит между ножкой свободной стороны того одного транзистора, который сделал разделение, и двумя ножками транзистора, которые удерживают пару в объятиях.

Шаг 25: Готовьтесь к течке, средняя нога

В нашем проекте на данный момент есть только один транзистор, к его средней ножке ничего не подключено. Пришло время припаять резистор 1 кОм к этой одинокой средней ножке. Другой конец этого резистора идет к точке, которая включает отрицательную сторону электролитического конденсатора.

В этой точке сборки идет напряжение для управления точкой отсечки фильтра. Мы разберемся с этим на следующем шаге. Не волнуйтесь, это просто.

Шаг 26: Тройняшки !

Три резистора по 100 кОм сошлись в дереве, и я… подождите, неважно. Просто подключите три таких резистора.

Затем мы прикрепим их к той точке, о которой я говорил на последнем шаге. Резистор 1К и средняя ножка транзистора. Свободный конец этих трех резисторов будет всем, что мы собираемся использовать для регулировки и контроля отсечки этого фильтра!

Я не знаю, почему есть почти идентичная картина, но она есть. Думаю, просто для справки.

Шаг 27: Ой! Это милый синий ящик

Триммер многооборотный!

Этот маленький парень будет проходить между шиной питания + и шиной питания -. Под «рельсом» я не имею в виду буквально провода, я имею в виду любую точку цепи, которая получает эту мощность. На самом деле провода питания ДОЛЖНЫ подключаться здесь, в моей сборке.

Чтобы наши сборки наиболее подходили друг другу, согните ножки триммера вот так. Чтобы наши сборки совпадали еще БОЛЬШЕ идеально, вытащите триммер из какого-нибудь другого проекта, который в конечном итоге перестанет работать правильно, как ГУН на базе микросхемы ФАПЧ 4046.

Шаг 28: синий ящик находит дом

Хорошо. Пара резисторов 10 кОм скручена вместе в точке, где + электричество будет входить в эту цепь. Боковая ножка транзистора, средняя ножка которой имеет тройку резисторов 100 кОм, сделанных пару шагов назад. Шаг 26. Доброе горе. Мы более чем на полпути, имейте мужество!

Средняя ножка синего триммера подключается к одному из резисторов 100 кОм. Когда вы включаете готовый фильтр и звук не воспроизводится, вам, возможно, придется отрегулировать этот триммер, чтобы срез был в нужной точке.

И есть пара справочных картинок. Сделайте так же !!!

Шаг 29: время электрифицировать! или по крайней мере прикрепите электрические провода

Вы заметите (потому что я нарисовал всю фотографию), что мой заземляющий провод находится не в том месте.

Обязательно подключите заземляющий провод (на этом рисунке он белый с зеленой полосой) к отрицательной стороне электролитического конденсатора. Не то, что на картинке. Я совершил ужасную ошибку.

К счастью, я поймал его до того, как включил свою схему.

Отрицательный провод (зеленый в этой сборке) идет туда, где боковая ножка триммера соединяется с ножкой транзистора.

Положительный провод (оранжевый в моей сборке) идет к другой боковой ножке триммера, ножке, которая подключается к двум резисторам 10 кОм.

Шаг 30: Проектные биты объединяются

«Внизу» лестницы должны оставаться свободные диоды. Эти диоды прикреплены к боковым ножкам двух транзисторов, которыми был Симпатичный маленький человечек. Помнишь того парня? На этом этапе Симпатичный Маленький Человек все еще симметричен, на самом деле не имеет значения, какой диод подключается к какой из ножек парня. Но скоро это будет иметь значение, и вам будет очень сложно объяснять, если вы не сделаете это просто так. Давайте сделаем так, чтобы наши проекты соответствовали друг другу!

Шаг 31: Впервые все вместе

Вот ступенька, на которой нарушается симметрия лестницы и Симпатичного маленького парня! Я не физик, поэтому я не уверен, увеличивает ли дополнительная симметрия или уменьшает хаос, поскольку, на мой взгляд, симметричный объект упорядочен, но, с другой стороны, вселенная с нулевым порядком вообще абсолютно симметрична во всех способами.

Сбивает с толку.

В любом случае, вот два взгляда на то, как «верх» диодной лестницы прикрепляется к LM13700. Взглянув на схему, вы увидите, что «правая» стойка лестницы подключается к входу + LM13700, а «левая» стойка подключается к входу - LM13700.

Посмотрите на физическую лестницу с конденсаторами, направленными на вас. Стойка справа подключается к контакту 3 LM13700. Другая стойка подключается к контакту 4.

Кабели питания, идущие к микросхеме, я почему-то не сфотографировал. Положительный провод питания подключается к контакту 10, отрицательный провод - к контакту 6. Вы едва можете увидеть соединения на рисунках в следующем шаге.

Шаг 32: Ооо, входной конденсатор

Вот конденсатор, через который будет проходить входящий аудиосигнал!

Это электролит, поэтому обязательно подключите его плюсовой стороной к средней ножке транзистора, которая подключается к «левой» стороне диодной лестницы.

Затем мы подключим резистор 100 кОм к минусовой стороне конденсатора.

Шаг 33: Резистор резонансной обратной связи

Этот маленький парень того же размера, что и конденсатор 10 мкФ, но имеет большую емкость - 100 мкФ. Ваш конденсатор на 100 мкФ, вероятно, будет больше.

Подключите + сторону конденсатора к средней ножке транзистора, которая подключается к «правой» стороне диодной лестницы.

Подключите отрицательную сторону конденсатора к произвольному проводу, который вы вытащили из кабеля контроллера PS2, который прогрызла ваша сестра подопытная морская свинка. Или как там.

Другая сторона этого изуродованного морской свинки провода идет к контакту 9 LM13700, но хотя у меня есть два изображения провода, подключенного к конденсатору, у меня нет ни одного изображения, показывающего другую сторону провода. Так что посмотрите на картинку, которую я включил. Видеть? Штифт 9, угловой штифт…? О МОЕ СЛОВО Я только что понял, что вы можете создавать заметки на фотографиях. Я собираюсь это сделать.

Шаг 34: всего пара потенциометров

Вот два потенциометра на 100 кОм. Мне нравится этот тип горшков, потому что они очень дешевы, и их можно быстро и легко перевернуть. Они не кажутся точными, и они изнашиваются быстрее, чем более модные горшки, но, эй, компромиссы, я прав?

Вы можете использовать любой тип потенциометра, который вам нравится, запечатанный, дорогой, переработанный или перепрофилированный, и даже другие значения будут работать с этой схемой, от 10 кОм до 1 м. Единственная разница будет заключаться в том, как параметры схемы реагируют на «действие» вращения регуляторов.

Шаг 35: наши горшки получают напряжение

Я думаю, что потенциометры имеют «высокую» и «низкую» сторону. Внутри потенциометров есть стеклоочиститель, который следует за ручкой, двигаясь по кругу резистивного материала 3/4. Когда мы увеличиваем громкость до упора, мы переносим соединение среднего штифта на «верхнюю» ножку потенциометра.

В этой сборке оба потенциометра получают + электричество на "высокую" ногу. Оба попадают в "низкую" ногу.

Шаг 36: Резонанс под контролем

Резистор 220 кОм подключен к средней ножке транзистора, который свисает с микросхемы LM13700. Этот резистор подключается к средней ножке одного из потенциометров. Либо один! Нам просто нужно помнить, чтобы мы могли установить его в нужном месте.

Также помните то, о чем я говорил еще когда мы имели дело с этой частью схемы. Если вам нужен резонанс, управляемый CV, это то место, где можно это сделать.