Uma nota musical é definida por sua frequência, amplitude e timbre. Há muito tempo, Pitágoras estabeleceu, medindo os comprimentos de cordas vibrantes, que existe uma relação simples entre as frequências de diferentes sons musicais.
Por exemplo, a nota A (LA nos países de língua alemã), particularmente na terceira oitava, vibra precisamente na frequência de 440 Hz, a ponto de servir de referência para diapasões ou... para o tom ouvido quando você pega o receptor do telefone.
A faixa de frequências audíveis para humanos é variável e depende de fatores fisiológicos; um piano pode ressoar com suas 88 teclas variando de cerca de 27 Hz a 4000 Hz.
A amplitude de uma nota corresponde, de certa forma, ao seu volume, ou seja, à intensidade sonora percebida pelo ouvinte. Ocasionalmente, termos italianos como 'forte', 'pianissimo' etc. são usados para especificar ainda mais a dinâmica nas partituras musicais.
Da mesma forma, mesmo que instrumentos diferentes tocassem exatamente a mesma nota, é fácil entender que o timbre do som emitido é bem diferente entre uma flauta e um piano, um violino e uma trompa de caça.
Não pretendemos oferecer a você um meio de rivalizar com os magníficos instrumentos eletrônicos disponíveis no mercado.
No entanto, parece possível para amadores interessados construir um pequeno gerador de notas que imite perfeitamente o som característico 'dedilhado' de uma corda, como uma guitarra, ou mesmo a corda tocada de um piano.
A singularidade dessas notas reside na combinação de um ataque agudo e uma decadência gradual: nos referimos a isso como uma oscilação amortecida, semelhante a uma corda que é dedilhada e vibra até parar completamente.
Não querendo implementar um dispositivo de modulação como os encontrados em instrumentos eletrônicos (VCA), nos contentaremos em produzir uma onda senoidal ajustável que gradualmente desaparece.
Tal sinal também pode ser usado para simular os vários instrumentos de percussão (DRUMS) encontrados, por exemplo, na nomenclatura MIDI padronizada de sintetizadores: bateria, caixa, barril, etc., desde que, é claro, uma amplificação suficiente e um gerador básico para cada instrumento a ser imitado estão disponíveis.
O diagrama de circuito básico pode ser facilmente adaptado com alguns ajustes cuidadosos. Cada gerador pode ser acionado por um botão ou, melhor ainda, por um contato normalmente fechado ativado por um bastão!
Descrição do Circuito
O diagrama de circuito proposto é mostrado na figura a seguir.
O coração do circuito é um oscilador duplo T clássico, assim chamado por causa do arranjo característico de certos componentes.
O primeiro ramo superior do T é formado pelos elementos P1 + R3, R4 + P2 e C4. A segunda ramificação consiste em C5, C6 e R5 + P3.
A oscilação ocorre quando P1 + R3 é igual a P2 + R4, e para uma posição específica do P3 ajustável.
A forma de onda resultante será uma onda senoidal com uma amplitude significativa e uma frequência de base determinada pelos capacitores nos ramos do duplo-T.
A relação que expressa essa frequência pode ser aproximada da seguinte forma: f em hertz = 1 / 2π√(P1 + R3) * (R5 + P3) * Cb * C4.
A saída do oscilador é direcionada através do capacitor C7 para o transistor T1, que mantém a oscilação contínua através da inversão introduzida e da conexão de realimentação entre o coletor de T1 e a outra ponta do duplo-T.
O truque é ajustar o estágio do oscilador para que ele não oscile espontaneamente, mas sim através de um único pulso positivo obtido em nosso diagrama de um simples flip-flop monoestável.
O circuito clássico proposto emprega duas portas NOR e fornece um sinal positivo muito breve na borda de subida da entrada, que também é único e livre de saltos indesejados.
O diodo D1 aplica esse pulso a um ramo do oscilador duplo T, acionando uma oscilação amortecida que precisa ser ajustada antes do uso.
A duração e a frequência do sinal são variáveis, e essa é justamente a principal vantagem do circuito - ele pode gerar uma ampla gama de sons diferentes: graves, agudos, longos ou curtos, semelhantes a um instrumento de cordas.
O ajuste desta etapa é crucial e requer muita paciência. O sinal variável útil é bastante modesto e só pode ser ouvido após a amplificação.
A figura abaixo apresenta um estágio amplificador simples que utiliza um pequeno circuito integrado em um pacote DIL de 8 pinos capaz de fornecer uma potência máxima de 2W sob uma tensão de 12V.
Resumimos as características essenciais deste amplificador de áudio econômico em uma pequena caixa técnica.
O P4 ajustável serve como potenciômetro de volume, enquanto o capacitor C11 determina a largura de banda, limitada aqui a frequências abaixo de 7 kHz. O ganho constante do nosso amplificador classe B depende dos componentes associados R11 e C10.
O sinal amplificado é encaminhado através do capacitor C13 para o alto-falante para saída. Embora esta solução rudimentar permita que você aprecie o som produzido, ela não pode competir com a potência de um sistema Hi-Fi para obter resultados espetaculares.
Construção
A placa de circuito impresso (PCB) para este circuito gerador de efeitos sonoros de piano e guitarra é de dimensões modestas e será reproduzida usando o método de sua escolha conforme indicado na figura abaixo, em uma escala de 1 como de costume.
Após a gravação, os componentes serão montados de acordo com o layout mostrado na figura abaixo, com duas tiras horizontais que não devem ser esquecidas. Além disso, recomendamos o uso de um soquete para os circuitos integrados.
