Um bom gerador de audio DIY

[xformer]

Olá.

O gerador não utiliza ponte de Wien...é baseado em filtros gmC. O componente preso ao corpo de um dos CIs é um termistor.

Interessante, esse é novidade pra mim. Vou esperar a disponibilização do documento pra matar a curiosidade.


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...
O potenciômetro duplo P1 (2x20k, linear) é o único componente critico. Ambas secções devem ter a mesma resistência, tanto quanto possível.
...

Complementando a informação, o ideal é que a resistência do potenciômetro duplo tenha uma variação similar entre as 2 seções.

Uma alternativa para a falta de potenciômetros duplos equilibrados e iguais, é ao invés de variar a resistência na ponte, fazer a variação da capacitância. Os capacitores variáveis de sintonia (dos rádios) são fáceis de encontrar e foram usados nos primeiros produtos (geradores de áudio valvulados para Walt Disney) fabricados pela Hewlett Packard.
O Eduardo vende os capacitores de sintonia:
https://www.altanatubes.com.br/webstore/?id=2399&t=Capacitor-variavel-2x410pF-Alps

[A.Sim]

Olá.

Paper upado no site da Schatz.
-----Vamos dar alguns detalhes do oscilador com ponte de Wien, que serão úteis para quem quiser montar o circuito sugerido no início do tópico :

a) A ponte de Wien não precisa ser construída com R1 = R2 e C1 = C2 para funcionar. Havendo descasamento entre R1 e R2 ou entre C1 e C2, apenas são alteradas a frequência de desvio nulo ( na qual o oscilador vai funcionar ) e a atenuação da rede. Como os osciladores com ponte de Wien são construídos com estabilização de amplitude via controle do ganho em malha fechada, pequenas diferenças na atenuação da rede serão automaticamente compensadas. A ponte com R1 = R2 e C1 = C2 é prática porque permite utilizar um componente variável ( R ou C ) duplo, em tandem, com ambas as seções de mesmo valor.

b) Usar um potenciômetro duplo, de carbono, como elemento de ajuste de frequência em um gerador PW, é fora do bom senso. A deriva térmica e a tolerância do potenciômetro de carbono vai destruir qualquer vantagem que componentes de precisão e qualidade possam trazer. Um gerador com ponte de Wien que queira ter algum desempenho acima do medíocre precisa usar um capacitor variável duplo. Mesmo a toda-poderosa Philips não conseguiu resolver o problema em seus geradores da série PM5107 usando um potenciômetro especial de fio, duplo. Até o gerador descrito na Nova Eletrônica ( nºs 53 e 54 ) usava um capacitor variável - aliás, é o projeto mínimo para quem quiser montar um PW.

c) A estabilização de amplitude deve sempre ser feita com lâmpada ou NTC; na pior das hipóteses, com um FET. Com diodos na rede de realimentação para estabilizar a amplitude,  a distorção harmônica nunca é inferior a 1%. Aceitando-se uma distorção desse nível, é mais vantajoso usar-se um ICL8038. Usando-se a técnica correta de estabilização, consegue-se facilmente 0,02% de distorção.

d) Os operacionais citados ( TDA1034, NE5534 ) podem ser muito bons, mas são operacionais de concepção antiga; eu votaria num TL071 se fosse montar o circuito. Acontece que os citados têm compensação de frequência parcial; a operação estável é garantida apenas para ganhos iguais ou maiores do que 3,0 - exatamente o ganho necessário para fazer um PW oscilar. Como o operacional está à beira da instabilidade, um descasamento dos componentes da ponte ( lembrando sempre o rastreio entre as duas seções do potenciômetro...) pode levar o operacional a oscilar e acrescentar sinais espúrios à saída, ou aumentar a distorção da senóide gerada. É uma péssima escolha ( mas poderia ser pior : LF356 ! ).

e) NUNCA se extrai o sinal de saída diretamente de um oscilador, seja que tipo for. É mandatório utilizar um estágio intermediário entre o oscilador e a saída, mesmo que o ganho seja unitário.

[bossman]

Eu faria uma terceira unidade de bom grado, mas não tenho como atendê-lo. O paper com os detalhes de construção poderá ser colocado no site da Schatz nos próximos dias.

Agradecido !

[A.Sim]

Olha só :

Para quem se contenta com senóides com 1% de distorção, aqui tem um kit a partir do qual se pode construir um gerador de funções de boa qualidade :

https://www.banggood.com/DIY-ICL8038-Function-Signal-Generator-Module-Sine-Square-Triangle-Wave-Output-KIT-p-1028924.html?rmmds=search

Basta só acrescentar " o resto ", mas o básico está ali.

[xformer]

Esses cis geradores de função estão cada vez mais raros. O ICL8038 é um dos mais antigos e era usado em projetos nas revistas da década de 1980.  Eu guardei uma peça. Além dele eu  também tenho o XR2206 e o MAX038 (e o NE566, que não tem senóide). Todos pra minha coleção de cis. Eu também tenho o AY-3-8910 gerador de sons de computadores antigos.  Um que eu busco é o SN76477.

[A.Sim]

Parece que o fornecimento de 8038 para o vendedor está garantido.

[Ramsay]

Eu uso o gerador de áudio abaixo que possuo desde mil novecentos e antigamente que, se não me engano, usa um ICL8038.

[xformer]

Parece que o fornecimento de 8038 para o vendedor está garantido.

Por certo que sim, pra eles publicarem fotos com o desenho do layout, valores de componentes, esquema, etc é porque não temem que alguém copie, porque quem copiar não terá a disponibilidade do ICL8038 pra comercializar o kit em quantidade.

[A.Sim]

https://www.aliexpress.com/item/FREE-SHIPPING-5piece-ICL8038CCPD-DIP14-ICL8038-DIP-Precision-Waveform-Generator-Voltage-Controlled-Oscillator-new/32771574259.html?spm=2114.search0104.3.34.ZZpcQA&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10152_10065_10151_10068_5490020_5560011_10307_10137_10060_10155_10154_10056_10055_10054_5470020_10059_100031_10099_5460020_10338_10103_10102_440_10052_10053_10142_10107_10050_10051_10173_5380020_10326_10084_10083_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_143_5570011_10312_10313_10314_10078_10079_10073,searchweb201603_11,ppcSwitch_5&btsid=e104d2f9-f8a1-4c80-9f2f-54501f3a18f9&algo_expid=a88443ba-b61a-4126-833d-e671842c0d74-4&algo_pvid=a88443ba-b61a-4126-833d-e671842c0d74

Não são raros, nem caros. Foi-se o tempo desses CIs; eles praticamente não têm espaço na indústria ( ninguém fabrica mais nada usando eles ) e ficaram relegados ao pessoal DIY.

Quando a ficha daqueles que detêm o estoque dos CIs "raros" cai, eles aparecem em profusão. Não adianta ficar com material obsoleto e sem aplicação no estoque...

[xformer]

É, não estão caros. Mesmo no Mercado Livre tem bastante pra vender, entre R$ 8 e R$26. 
Achei que pelo tempo que deixaram de ser fabricados, seriam mais raros.  Já o MAX038 eu paguei bem caro na Farnell.

[A.Sim]

Sim. MAX038, mais um dos que, daqui a pouco, vão estar " no balaio ". O XR2206 já está https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-5pieces-lot-XR2206-XR2206CP-DIP-16-IC/32819868183.html?spm=2114.search0104.3.184.z26Al1&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10152_10065_10151_10068_5490020_5470011_5560011_10307_10137_10060_10155_10154_10056_10055_10054_10059_100031_10099_5460020_10338_10103_10102_440_10052_10053_10142_10107_10050_10051_10173_5380020_10326_10084_10083_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_143_5570011_10312_10313_10314_10078_10079_10073,searchweb201603_11,ppcSwitch_5&btsid=9d0f0f99-ece3-4d58-a218-aea00be1f213&algo_expid=1e6ef6f6-a8b0-41da-97a5-f1fb5d833135-23&algo_pvid=1e6ef6f6-a8b0-41da-97a5-f1fb5d833135

[Eduardo]

Oi Pessoal

Acho que vou jogar a conversa pra um lado completamente alterado, mas lá vai. Meu gerador de sinais é um CD player portátil. Como o grosso do que eu faço fica na faixa de áudio, o meu CD player gera tudo o que eu preciso com distorção de 0,01%. Para sinais de frequência mais alta, uso um gerador pé-de-boi que comprei num brechó.

O segredo é criar um arquivo .WAV com o sinal que se deseja e então gravar em um CD. Para os com prática em programação, é fácil fazer um programinha para gerar qualquer formato de onda, por mais complexo que seja, e então queimar em um CD. A estrutura do .WAV pode ser encontrada neste site

http://soundfile.sapp.org/doc/WaveFormat/

Com um pouco de pratica, dá para gerar arquivos que produzem qualquer figura na tela de um osciloscópio em modo XY. Eu não fui muito além de estrelas, triângulos e figuras de Lissajous, mas dá pra fazer coisas bem legais:

http://oscilloscopemusic.com/

Dá pra ver e ouvir os padrões!

Abraços

Eduardo

[xformer]

Pra criar um arquivo WAV sem complicação, é só usar o software Audacity. Tem opção para criar tons senoidais, dente-de-serra, quadrados e ruído branco.  Depois é possível editar as formas de onda, amplificar, filtrar, fazer o diabo com o sinal.
Agora quem não quiser criar seus WAVs, como eu disse anteriormente, é só baixar os arquivos WAV do Bink Audio CD:

https://ftp.heanet.ie/mirrors/binkster/tracks/

Bink Audio Test CD Track List

1   Left-Right
2   Left, Right, Center, Surround (like Dolby Pro-Logic)
3   Dual Tone 700 L, 1k R 0dB 30s
4   700  0dB 30s
5   1k  0dB 60s
6   Log Sweep 20 to 20k, 0dB to -6dB, 32s
7   Linear Sweep 20 to 20k, 0dB to -6dB, 32s
8   80Hz warble +-40Hz -1dB 60s
9   100Hz warble +-40Hz -1dB 60s
10   120Hz warble +-40Hz -1dB 60s
11   16 -1dB 30s
12   20 -1dB 30s
13   25 -1dB 30s
14   31.5 -1dB 30s
15   40 -1dB 30s
16   50 -1dB 30s
17   60 -1dB 30s
18   63 -1dB 30s
19   70 -1dB 30s
20   80 -1dB 30s
21   90 -1dB 30s
22   100 -1dB 30s
23   125 -1dB 30s
24   160 -1dB 30s
25   200 -1dB 30s
26   250 -1dB 30s
27   315 -1dB 30s
28   400 -1dB 30s
29   500 -1dB 30s
30   630 -1dB 30s
31   800 -1dB 30s
32   1250 -1dB 30s
33   1600 -1dB 30s
34   2k -1dB 30s
35   2500 -1dB 30s
36   3150 -1dB 30s
37   4k -1dB 30s
38   5k -1dB 30s
39   6300 -1dB 30s
40   8k -1dB 30s
41   10k -1dB 30s
42   12500 -1dB 30s
43   16k -1dB 30s
44   20k -1dB 30s
45   Piano A4  440Hz
46   Piano solo, stereo
47   Drum solo, stereo
48   Digital Metronome 120bpm 4mins
49   Crest Wave 10s
50   DC Offset 10% Inverted Polarity 20s
51   DC Offset Full!! Inverted Polarity 20s
52   1k Inverted Polarity 0dB 30s
53   1k  -60dB 10s
54   1k Square -2dB 30s
55   1k Square 0dB!! 30s
56   White Noise  -9dB 60s
57   440 -1dB 20mins
58   Pink Noise -12dB 20mins
59   Digital Silence 2mins

Using the Bink Audio Test CD

Tracks 1-2:  Track Identification. These tracks will help you confirm the correct Left and Right patching and routing through your system. Track 2 has (in order) Left only, then Right only, then both Left and Right together (Center), then Left and Right with inverted polarity (Surround.) If your system has a polarity problem somewhere between Left and Right then the "Center" sample will sound unlocalized or absent and the "Surround" sample will seem punchy and centered. In a mono PA "Surround" should disappear completely.

Track 3: Dual Tone 700/1000. You can send these tones panned to extreme Left and Right to a broadcast or recording feed to set levels and to verify Left and Right channels. Left = Lower frequency = 700 Hz.

Tracks 4-5: 700 & 1000. These are level-setting tones useful for channel gain ? ? ?, compressor and limiter levels, feeds to external mixers, etc. 1kHz is the de facto standard of broadcast audio level setting -- your satellite and mobile recording techs will expect to see 1kHz coming from your mixer. You still need to chat with them to define whether you are sending them A) the absolute ceiling level beyond which you'll never go or B) some idea of unity level or 0dB which includes a certain amount of headroom for peaks in the program. You should loop or repeat Track 5 if you need to send 1k tone for longer than one minute. You can also listen for crosstalk in your gear using these tones. For instance, check to see if your Aux sends leak some of this tone through when you assign the CD player to the main bus or the PFL bus.

Track 6: Log Tone Sweep. This track is very useful for listening to your speaker systems in order to catch any peaks or valleys in the response. You will hear a brief dip or jump in SPL where the response isn’t ideal. Outdoors the response curve you hear will be mostly speaker- and array-related. Indoors you will also get a lot of room response characteristics coloring the pure sound of the sweep. Knowing your own personal hearing curve will help you translate the sound of this track into beneficial system adjustments. A note: Listen for swishing and swirling sounds mixed in with the pure tone sweep to see if your CD player is poorly made or if something in your sound system generates harmonic distortion. Before critical listening please ask others in the venue to be quiet as this track more than any other makes people want to joke around by whistling or singing along -- it reminds many people of a cartoon where something is going to blow up..! But the high frequencies are rolled off at a gentle and constant rate to keep them from taking anyone's head off. This track is meant to be played at a constant fader level from start to finish.

Track 7: Linear Tone Sweep. This track is like Track 6 but is for fine-tuning the HF response of your sound system. You can hear more clearly how your various higher bandpasses work individually and how they blend together. Due to its linear contour, this sweep goes quickly from 20 Hz to 2k and moves much more slowly from 2k to 20k. Using this track with people around will not make you any new friends…

Tracks 8-10:  LF Warbles. These up-and-down sweeps are for confirming your subwoofers’ smooth transition to your LF drivers. Pick the warble which is centered closest to your subwoofer crossover point. Playing this track will help you hear things like bandpasses out-of-polarity, SPL gaps between bandpasses, SPL peaks from overlapping bandpasses (very common) and room response quirks. Check to see if there is a sense of motion (a seeming change in location) from low to high and back as the sound shifts from sub to LF. You are looking for a solid wall of warble, not shifting localization.

Tracks 11-44: Pure sine wave tones. These tracks include those centered on the ISO frequencies found on 1/3-octave graphic EQs. (1kHz is missing in this sequence since it is available at Track 5.) You might find these tones useful for ear training so that you can spot feedback frequencies more quickly during gigs. Have your tech friends quiz you as they play a track back. You can also use these tones to check driver polarity within a bandpass. Pick a frequency close to the middle of a bandpass (far from crossover points) and move your ear from a line through the center of one driver to the center of another driver in the same bandpass. If there is a level dip between them then you have a polarity problem. Several extra non-ISO frequencies are added in the lower ranges to help you understand the performance limits of your LF drivers and your subwoofers. The lowest few tones can help you determine the proper level of subwoofer HPF -- that is, whether you have enough 'low-cut' to keep your amps from overheating and to save your sub drivers from over-excursion. Very few live sound systems will yield any measurable SPL from the highest tone, 20kHz.

Tracks 45-47: Piano, Drums. These soulless instrumental tracks (no Grammy in sight) are presented dry (no effects) and can serve as a reality check for system confirmation.

Track 48: Metronome 120bpm. You can use this track after setting delay times to confirm that the main system meshes neatly with the delay system(s). Of course, if your delay is off by exactly 1/2 second, this track won't help you at all...

Track 49: Crest Wave. This sound is a jarring mix of 100 Hz, 200, 300, 400 etc. tones continuing up the scale in 100 Hz steps to 1k, then in 500 Hz steps to 10k, then in 1kHz steps to 20k. Like white noise it can be used to set levels on gear not including speakers. Even though there is no DC offset, the energy of this complex wave touches the positive digital ceiling but only gets ~ 1/3rd of way down to the digital negative limit. Peak amplitude is 0dB. Average RMS power is -16.13 dB. This track can damage speakers if played too loudly.

Tracks 50-51: DC Offset. These tracks look like flat lines on a graph; they are not sound waves at all. The Left channel is positive and the Right channel is negative. If added together and turned into mono they will cancel completely. If you pick just one channel these tracks are useful in discovering whether your amps can amplify DC or if they are sufficiently protected by high-pass filters. Track 51 is especially dangerous as it is full range -- the levels hit the digital ceiling and floor! The track ramps in from idle taking 2 seconds, lasts 20 seconds at full, then ramps back down to idle in 2 seconds. If you bypass all the HPF in your system and feed DC offset straight to your sub amps, you will usually see the drivers move outward if they are fed the Left channel and inward if they are fed the Right channel. Some systems are wired differently due to crossover characteristics... Certainly check to see if all the drivers are moving the same direction.

Track 52: 1000 Hz Reversed Polarity. This track is helpful in determining whether your panning is perfectly centered. A centered pan pot combined with identical channel trims and fader levels will result in complete cancellation of this tone. Normal low-level distortion and hiss will let a wee bit of 1000 Hz through but in any case you can center your pan knob by noting the lowest level of audible 1k tone as you turn it.

Track 53: 1000 Hz Very Low Level. This tone is buried 60 dB down from the digital ceiling and is usually heard amid system hiss. You can use it to check system linearity before your quieter gigs and on the feeds to recorders.

Tracks 54-55: Square Waves. Watch out for these tracks! Turn your amps off first! Square waves are sometimes used in destructive testing at audio R&D labs... Don't run them at high volumes if at all. The most vulnerable part of your system are the HF drivers which can fry with square waves! These tracks are useful in setting CD input trims. If your channel input doesn't distort from Track 55 (which slams in at 3 dB above digital ceiling!), it won't distort from nearly any commercially available CD out there. You can also listen for crosstalk on other channels -- it comes through most severely with square waves in neighboring channels. It is not ever necessary to send square waves out to amps and speakers in a normal live sound setup situation.

Track 56: White noise: This track has equal energy at every Hz. It can be used to calibrate levels of various pieces of gear not including speakers. It sounds much too bright for use as a main EQ setting tool and can damage HF drivers. This track has an average RMS power of -9.03 dB and a peak amplitude of -2.57 dB.

Track 57: 440 Hz sine 20 minutes. You can use this tone and a cheap piezo tweeter to adjust the gain stages of all the pieces of gear up to but not including the crossover. Run the 440 into a mixer and out of a line level output into the piezo tweeter. Turn up the input trim and the faders until you hear distortion artifacts (mainly 1320 Hz and higher) start to become audible in the piezo. Back the trim down a bit: you've just determined the ceiling beyond which this piece of gear goes into distortion (despite what the red overload LEDs are reading.) Continue through your various devices, hooking the piezo up to each output under test, and listen for high-frequency artifacts coming out of the piezo, ignoring the red LEDs. Align all your gear to distort simultaneously and you will benefit from lower system hiss and greater total dynamic range. Warning: some CD players add a little too much harmonic distortion to their output. First thing to do is listen to your CD player's output straight into the piezo...

Track 58: Pink noise 20 minutes. Double Mono - same signal on both Left and Right. This track allows you to set system EQ controls while using a high-quality omnidirectional test microphone and a software audio analyzer tool like SmaartLive, SIMM or SpectraFoo. Some experienced techs can EQ by ear with pink noise. You can also use pink with audio analysis programs to set delay times. And pink noise is helpful in setting bandpass levels on crossovers. This track has these power characteristics: Average RMS Power= -12.2dB. Max RMS Power= -8.77. Min RMS Power= -14.9dB. Peak Amplitude= -1.65dB

Track 59: Silence. You can use this track (along with the commands Stop and Pause) to discover whether your CD player is adding small amounts of noise to your test tracks. Some cheaper CD players add a low-level, chirpy digital whine while playing which will make your test results less precise. Others have excessive harmonic distortion -- you might need to play a tone into a computer analysis tool or 440 Hz into a piezo tweeter to discover this fault.

[blackcorvo]

Pra criar um arquivo WAV sem complicação, é só usar o software Audacity. Tem opção para criar tons senoidais, dente-de-serra, quadrados e ruído branco.  Depois é possível editar as formas de onda, amplificar, filtrar, fazer o diabo com o sinal.

Eu ia sugerir exatamente a mesma coisa! O Audacity também tem opção para gerar um sinal "sweep", caso se queira fazer análise de resposta de frequência de um circuito.

[Eduardo]

Bom, pra quem já tem o Audacity instalado, sem dúvida é mais fácil. Como eu tenho compiladores e prática com séries de Fourrier, prefiro gerar o arquivo a partir de meia dúzia de linhas de código. É uma questão de gosto pessoal.