Teclado musical como gerador de sinal

PEÇAS E MATERIAIS

• “Teclado” eletrônico (musical)
• Plugue tipo fone de ouvido “Mono” (não estéreo)
• Transformador de combinação de impedância (proporção de 1k Ω a 8 Ω; catálogo Radio Shack # 273-1380)
• resistor de 10 kΩ

Neste experimento, você aprenderá a usar um teclado musical eletrônico como fonte de sinais de tensão CA de frequência variável. Você não precisa comprar um teclado caro para isso - mas um com pelo menos algumas dezenas de seleções de “vozes” (piano, flauta, harpa etc.) seria bom. O plugue "mono" será conectado ao conector de fone de ouvido do teclado musical, então pegue um plugue do tamanho correto para o teclado.

O “transformador de casamento de impedância” é um transformador pequeno facilmente obtido em uma loja de produtos eletrônicos. Um pode ser retirado de um pequeno rádio lixo:ele se conecta entre o alto-falante e a placa de circuito (amplificador), portanto, é facilmente identificável pela localização.

O enrolamento primário é classificado em ohms de impedância (1000 Ω) e geralmente é derivado no centro. O enrolamento secundário tem 8 Ω e não é derivado no centro. Esses valores de impedância não são iguais aos da resistência DC, então não espere ler 1000 Ω e 8 Ω com seu ohmímetro - no entanto, o enrolamento de 1000 Ω lerá mais resistência do que o enrolamento 8 Ω, pois tem mais voltas.

Se tal transformador não puder ser obtido para o experimento, um transformador abaixador regular de 120 V / 6 V também funciona muito bem.



REFERÊNCIAS CRUZADAS

Aulas de circuitos elétricos , Volume 2, capítulo 1:"Teoria Básica de CA"

Aulas de circuitos elétricos , Volume 2, capítulo 7:“Sinais CA de Frequência Mista”



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Diferença entre amplitude e frequência
• Medindo tensão CA, corrente com um medidor
• Operação do transformador, intensificação

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO







ILUSTRAÇÃO







INSTRUÇÕES

Normalmente, um aluno de eletrônica em uma escola teria acesso a um dispositivo chamado gerador de sinal , ou gerador de função usado para fazer formas de onda de tensão de frequência variável para alimentar circuitos CA. Um teclado eletrônico barato é uma alternativa mais barata para um gerador de sinal regular e fornece recursos que a maioria dos geradores de sinal não pode igualar, como a produção de frequência mista ondas.

Para "conectar" a tensão CA produzida pelo teclado, você precisará inserir um plugue no conector de fone de ouvido (às vezes apenas identificado como "telefone" no teclado) completo com dois fios para conexão a circuitos de seu próprio projeto. Quando você insere o plugue no conector, o alto-falante normal embutido no teclado será desconectado (assumindo que o teclado esteja equipado com um), e o sinal usado para alimentar esse alto-falante estará disponível nos fios do plugue. Neste experimento em particular, eu recomendo usar o teclado para alimentar o lado 8 Ω de um transformador de “saída” de áudio para aumentar a tensão para um nível mais alto. Se estiver usando um transformador de energia em vez de um transformador de saída de áudio, conecte o teclado ao enrolamento de baixa tensão para que funcione como um dispositivo elevador. Os teclados produzem sinais de voltagem muito baixa, portanto, não há risco de choque neste experimento.

Usando um teclado Yamaha barato, descobri que a configuração de voz “panflute” produz a forma de onda senoidal mais verdadeira. Esta forma de onda, ou algo próximo a ela (flauta, por exemplo), é recomendado para começar a experimentar, uma vez que é relativamente livre de harmônicos (muitas formas de onda misturadas, de frequência inteiro-múltipla). Sendo composto por apenas uma frequência, é uma forma de onda menos complexa para ser medida pelo seu multímetro. Certifique-se de que o teclado está definido para um modo onde a nota será sustentada enquanto qualquer tecla é mantida pressionada - caso contrário, a amplitude (tensão) da forma de onda mudará constantemente (alta quando a tecla é pressionada pela primeira vez, então decaindo rapidamente para zero )

Usando um voltímetro CA, leia a tensão direta do plugue do fone de ouvido. Em seguida, leia a tensão conforme aumentada pelo transformador, observando a relação de passo. Se o seu multímetro tiver uma função de “frequência”, use-a para medir a frequência da forma de onda produzida pelo teclado. Experimente notas diferentes no teclado e grave suas frequências. Você percebe um padrão na frequência conforme ativa notas diferentes, especialmente teclas que são semelhantes entre si (observe o padrão preto e branco de 12 teclas repetido no teclado da esquerda para a direita)? Se você não se importar em fazer marcas no teclado, escreva as frequências em Hertz em tinta preta nas teclas brancas, perto do topo, onde os dedos têm menos probabilidade de apagar os números.

Idealmente, não deve haver nenhuma mudança na amplitude do sinal (tensão) conforme frequências diferentes (notas no teclado) são experimentadas. Se você ajustar o volume para cima e para baixo, deverá descobrir que as mudanças na amplitude devem ter pouco ou nenhum impacto na medição de frequência. Amplitude e frequência são dois aspectos completamente independentes de um sinal AC.

Tente conectar a saída do teclado a uma resistência de carga de 10 kΩ (por meio do plugue do fone de ouvido) e meça a corrente CA com o multímetro. Se o seu multímetro tiver uma função de frequência, você também poderá medir a frequência dessa corrente. Deve ser o mesmo que a voltagem para qualquer nota dada (tecla do teclado).



PLANILHA RELACIONADA:

• Planilha de sinais de frequência mista