«БАРАБАНЫ» В… МИКРОСХЕМАХ

В нашу жизнь стремительно внедряются новые электронные музыкальные инструменты, получившие название «сэмплерные». К ним относятся практически все РХ-компьютеры, выпускаемые Yamaha, Casio и другими известными в музыкальном мире фирмами.

Предлагаемая для самостоятельного изготовления (всего на пяти микросхемах!) ударная установка «Ритм» тоже является сэмплерной. Ведь «зашитые» в ее электронную память «тембры» списаны в реальном масштабе времени с инструментов «Roland-626» (большой барабан), «Yamaha RX-5» (хэт), «Yamaha PSS-680» (малый барабан).

Всего в самодельной ударной установке 16 «ритмических рисунков», получивших наибольшее распространение в мире. В их числе — вальс, танго, диско, лезгинка, босса-нова, а также некоторые шлягерные и роковые ритмы.

Несомненными достоинствами предлагаемой установки «Ритм» являются также простота конструкции, высокое качество звучания. По оценке профессиональных музыкантов — близкое к звучанию акустических инструментов. А их здесь воспроизводится (см. основные технические характеристики) четыре: хэт закрытый (ХЗ), малый барабан (МБ), хэт открытый (ХО) и большой барабан (ББ).

Работа ударной установки «Ритм» (см. принципиальную электрическую схему) протекает следующим образом. В микросхеме DS1 «Инструменты» записаны на двух килобайтах коды «ББ», «ХЗ», «МБ», «ХО». Причем на каждый отводится по 512 Байт памяти. Благодаря цифроаналоговому преобразователю (ЦАП), собранному на резисторах R12…R19, из них получается аналоговый сигнал, усиливаемый составным транзистором VT2 и воспроизводимый динамичесной головкой ВА1.

Разумеется, предусмотрена возможность регулировки громкости звучания. Для этого служит резистор R20. Выбор же необходимого инструмента происходит по входам А9, А10 микросхемы DS1.

Код используется двоичный. «00» здесь соответствует большому барабану, «10» — малому, а «01 » и «11 » соответственно — закрытому и открытому хэтам. Формирование паузы (в программе или для ручного режима) происходит по входу ЕО микросхемы DS1.

Каскад счетчиков, собранный на микросхемах DD2.1, DD3, однократно опрашивает ячейки памяти для выбранного инструмента. Причем запускающий сигнал здесь приходит через конденсатор С2, поступая (в зависимости от положения переключателя SA5) либо от тактового генератора (режим «автомат»), или с вывода 17 DS1 (режим «ручной»). А высокий уровень с вывода 12 микросхемы DD3.2 осуществляет запрет на работу каскада счетчиков — до появления следующего запускающего импульса.

В памяти DS2 записано 16 «ритмических рисунков». Размещены они особым образом. Так, что для одного «рисунка» использовано 16 Байт DS2, а для шестнадцати — 256 Байт памяти.

Необходимо особо отметить, что «рисунки» используют разное (не обязательно кратное 16) число ячеек памяти DS2. Для этого в программе предусмотрена снимаемая с вывода 17 DS2 команда «Кольцо». Она-то и сбрасывает DD2.2 в «ноль», то есть укорачивает цикл счета. А конденсатор С4, убирая «клыки», предохраняет инструмент от неверного воспроизведения записанного ритма.

SA5 показан в положении «автомат». При этом выбор номера ритмического рисунка производится переключателями SA1…SA4 в двоичном коде (от 0 до 15). На схеме последние изображены для «рисунка» под номером 15.

Обратите внимание: на входы А4…А8 через резисторы R6…R10 подана логическая «1». Адреса же А9, А10 микросхемы DS2 заземлены. Но невостребованную часть памяти можно использовать для наращивания «ритмических рисунков» (до 64).

Основные характеристики самодельной сэмплерной ударной установки «Ритм».

Габариты (без источника электропитания), мм — 95x110x30

Число воспроизводимых инструментов, шт — 4

Прототипы, с которых в реальном масштабе времени списаны «тембры» — «Yamaha RX-5», «Roland-626», «Yamaha PSS-680»

Количество запрограммированных «музыкальных рисунков», шт — 16(64)

Объем памяти ПЗУ «Инструменты», кБайт — 2

Мощность встроенного динамика (вариант «Моно»), Вт — 8,5

Электропитание — от автономного стабилизированного источника (+5 В, 05 А)

Когда переключатель SА5 находится в положении «ручной», запускающий импульс приходит из DS2. Причем высокий уровень на 17-м выводе вышеуказанной микросхемы появляется только после нажатой кнопки.

А вот кнопки «ручного» режима на схеме условно не показаны. Они подключаются параллельно к SА1…SА4.

Для нормальной работы кнопок в «ручном» режиме переключатели SА1…SА4 должны находиться в положении, указанном на схеме. Ведь именно тогда на входах А4…А7 микросхемы DS2 будет требуемая логическая «1».

Светодиоды НL1 …HL4 на выходах DS2 работают в «автоматическом» режиме. Они сигнализируют, что за инструмент трудится в данный момент времени (открытый или закрытый хэт, большой или малый барабан). Хотя поступающие на эти светодиоды сигналы можно использовать и для автоматического управления профессиональной ударной установкой. Ну а в «ручном» режиме, когда кнопки управления инструментов не нажаты, все 4 светодиода «горят». При нажатии же на ту или иную кнопку они соответственно гаснут.

Тональный генератор работает на элементах DD1.3 и DD1.4. Он «выдает» оптимальную частоту в пределах 8—10 кГц. Тактовый же генератор собран на оставшихся двух элементах 001 и транзисторе VT1. Такое схемное решение позволило уменьшить емкость частотозадающего конденсатора С3. И соответственно — повысить стабильность работы.

Но вернемся к генератору тока. Когда он «выдает» около 8 кГц, звучание барабанов становится более естественным. А вот при более высокой частоте тонального генератора последнее воспринимается «суше», зато звучание хэтов улучшается. Так что есть возможность все отрегулировать, что называется, по вкусу.

Коды для DS2 довольно-таки простые. Большой барабан, здесь — ЕОН, хэт закрытый — DIН, малый барабан — В2Н, хэт открытый — 7ЗН, «Кольцо» — FFH, «Пауза» — F4Н.

Пользуясь этими кодами, а также зная новые ритмические рисунки, легко самому составить нужную программу. Единственное ограничение: одновременного звучания двух и более инструментов рассмотренное выше схемное решение, увы, не даст. Однако отчаиваться не стоит. Для реализации одновременного звучания двух инструментов, а также получения стереоэффекта следует коды для DS1 «Инструменты» разместить… в двух микросхемах РФ2 (РФ5). Правда, в таком случае придется составлять новую программу. К тому же на каждую микросхему надо будет ставить и отдельный ЦАП. Но последнее — не препятствие для увлеченных делом радиолюбителей. Немного покорпев, они могут получить два усилителя низкой частоты (см. илл.). В одном ПЗУ «разместится» пара инструментов «ББ»-«ХЗ», а во втором — «МБ»-»ХО».

Автором такая установка испытывалась. Только предпочтение он все же отдает не второму, а первому, обстоятельно рассмотренному выше схемному решению. Оно и понятно: там более простая плата (см. рис.). Меньше хлопот с настройкой и динамиком. Да и работает схема «Моно» надежнее. Особенно если питать ее от стабилизированного источника с напряжением +5 В и током до 0,5 А.

Н. ИСАКОВ, Псковская обл.