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Truccavoce digitale 3/3

Truccavoce digitale

Vediamo il tutto partendo dall’ingresso; anzi, dagli ingressi, perché il nostro truccavoce ne ha due: uno per segnali a basso livello, quindi per microfono magnetico, ed uno per segnali ad alto livello, quali quelli di una linea di amplificazione (uscita di un mixer BF).

L’amplificatore di ingresso (il primo operazionale interno all’HT8950) lavora con resistenza di retroazione (R5) di 39 Kohm e resistenza di ingresso microfonico di 4,7 Kohm; per il microfono guadagna quindi circa 8 volte in tensione. Al punto MIC si collega ovviamente un microfono magnetico o comunque che generi un segnale di non più di 20 millivolt su 300 o 600 ohm.

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L’ingresso di linea accetta segnali di alto livello: anche un volt efficace; il trimmer R2 consente di regolarne il livello in modo da tenerlo sopra la soglia di spegnimento (quella di cui abbiamo parlato a proposito del rumore...) e comunque sotto il valore di saturazione. Il segnale, elaborato o meno, esce dal piedino 9; abbiamo messo il filtro R9-C9 (passa-basso) in serie all’uscita per ricostruire e rendere più lineare possibile il segnale prelevato dal piedino 9, segnale che giunge dall’uscita del convertitore digitale/analogico (che peraltro è a soli 8 bit) e che quindi non è perfettamente lineare. Il filtro lo rende meno metallico, lo addolcisce rendendo la voce più umana. Limita un po’ la banda passante in alto, tuttavia non disturba granché perché la banda è già limitata dal condensatore C4 (posto in parallelo alla resistenza di retroazione R5); quest’ultimo serve a limitare distorsioni che possono determinarsi se il convertitore A/D deve lavorare con segnali a frequenza maggiore di quella limite della voce (circa 4000 Hz).

Il segnale di uscita dell’HT8950 lo possiamo dosare (in ampiezza) mediante il trimmer R10, quindi lo amplifichiamo di una decina di volte prima di mandarlo all’uscita. All’amplificazione provvede l’operazionale U2, configurato in modo invertente; il piedino 3 di quest’ultimo è polarizzato con metà della tensione di alimentazione (massa fittizia necessaria al funzionamento con segnali alternati) mediante il partitore R12-R13 (C11 filtra la tensione di polarizzazione). Il segnale di uscita di U2 può essere prelevato dai punti OUT BF (uscita a 600 ohm) per essere inviato ad un registratore, ad un mixer, o ad un amplificatore di potenza. Nel circuito abbiamo inserito un piccolo amplificatore audio in funzione di monitor: è il circuito che fa capo all’integrato U3. L’amplificatore permette di ascoltare in altoparlante il suono elaborato o meno dall’HT8950; l’ascolto può avvenire ad un livello sonoro regolabile agevolmente mediante il trimmer R15.

Nella configurazione attuale l’integrato amplificatore U3 (TBA820M) può sviluppare una potenza di uscita di circa 1 watt, più che sufficiente per monitorizzare la situazione. Per il controllo del truccavoce abbiamo disposto quattro pulsanti, ciascuno collegato tra uno dei piedini di controllo sequenziale e massa: P1 seleziona la voce robot, P2 sposta di un passo alla volta la frequenza verso il basso, P3 fa lo stesso verso l’alto, e P4 inserisce e disinserisce (premendo una volta attiva, la volta dopo disattiva) il vibrato. Notate che gli ingressi di controllo sequenziale hanno internamente al chip delle resistenze di pull-up; perciò sono normalmente a livello alto. Per attivare le varie funzioni occorre portare i piedini a massa. Nel chip ci sono i relativi circuiti per l’antirimbalzo dei pulsanti.

Anche gli ingressi di controllo binario (piedini 1, 2, 3) hanno le resistenze di pull-up, quindi se gli interruttori sono aperti (o mancano) si trovano a livello alto; possono assumere lo zero logico se viene chiuso il relativo interruttore. A seconda del modo di comando che preferite potete decidere di montare i soli pulsanti o i soli interruttori, o entrambi; noi abbiamo previsto gli attacchi per entrambi i modi di comando, ma solo per agevolarvi il compito. L’oscillatore dell’HT8950 funziona a circa 500 KHz; tale frequenza dipende dai valori di R7 (47 Kohm) ed R8 (100 Kohm). L’intero integrato è alimentato a 3,6 volt c.c., tensione ottenuta mediante il diodo Zener DZ1 e la relativa resistenza zavorra R6; i condensatori C5, C6, C21, C22, servono a filtrare localmente l’alimentazione dai disturbi che possono essere propagati attraverso i piedini dell’HT8950. L’intero circuito va alimentato con una tensione continua del valore di 9-12 volt, meglio se stabilizzata.

L’INTEGRATO HT8950

Tra i truccavoce single-chip l’Holtek di cui ci occupiamo in questo articolo è sicuramente uno dei più interessanti; sarà perché in esso è stato praticamente risolto il problema del rumore di conversione (eliminato grazie ad un sistema che spegne i circuiti BF quando il segnale d’ingresso è a livello troppo basso o manca, in modo da non pregiudicare il rapporto Segnale/Rumore) o forse perché oltre allo shift di frequenza della voce offre due effetti in più: la voce metallica tipo robot, ed il vibrato: quest’ultimo consiste nella continua modulazione dello slittamento di frequenza in alto ed in basso, alternativamente, alla frequenza di 8 Hz. Il fatto è che questo nuovo integrato si dimostra semplice da maneggiare e da impiegare, anche in applicazioni professionali; ciò nonostante il lieve crepitìo introdotto dal circuito di spegnimento del rumore, disturbo che si avverte prevalentemente a voce normale (senza inserire alcun effetto), non durante l’elaborazione.

Per comandare il truccavoce sono disponibili due forme di impostazione: sequenziale mediante quattro pulsanti (si accede ad un passo di shift alla volta, mentre la voce robot ed il vibrato si possono inserire separatamente in qualunque momento) e binaria, mediante un bus di tre bit che consente di agire solo sullo slittamento di frequenza. Il comando binario si opera con interruttori connessi a massa (pull-down) o mediante computer, e prevale su quello sequenziale a pulsanti: ciò significa che solo se tutti i bit di comando binario sono a livello alto i pulsanti UP e DOWN (piedini 16 e 17) hanno effetto. Dando l’impostazione dello shift di frequenza mediante i piedini 1, 2, 3 (SW0, SW1, SW2) i piedini 16 e 17 sono disabilitati. Sono anche disabilitati voce robot e vibrato. L’integrato HT8950 elabora il segnale dopo averlo convertito in forma digitale; quindi lo riconverte in analogico e lo rende disponibile in uscita (piedino 9).

Le conversioni avvengono ad 8 bit, mediante un convertitore A/D ed un D/A funzionanti secondo il segnale prodotto dal generatore di clock interno al chip; la frequenza di quest’ultimo (tipicamente 500 KHz) può essere letta al piedino 14. Il chip dispone di un amplificatore d’ingresso per microfono (operazionale in configurazione invertente) il cui guadagno può essere regolato tra zero e 2000 scegliendo i valori della resistenza di reazione (posta tra uscita, pin 5, e ingresso invertente, pin 6) e di quella d’ingresso, posta tra il pin 6 e il microfono.

LO SHIFT DI FREQUENZA

L’HT8950 consente lo slittamento di frequenza della voce sia in alto che in basso: la voce può quindi essere resa più acuta o più grave. Verso l’acuto il chip consente lo slittamento fino ad un’ottava in più, in tre passi: il primo trasla la frequenza di 4/3 rispetto al valore con cui entra, il secondo la eleva di 8/5 ed il terzo la raddoppia (un’ottava più su). Per lo shift verso il basso il discorso è diverso: ci sono sempre tre passi, però il primo abbassa la frequenza della voce a 8/9 del valore normale (quello di entrata nel circuito) il secondo la porta a 4/5, mentre il terzo, quello più basso, determina l’abbassamento di tonalità a 2/3 della frequenza originale. Questi valori sono tali sia comandando l’integrato con i pulsanti (in modo sequenziale) che attraverso i tre bit SW0, SW1, SW2.

REALIZZAZIONE PRATICA

Bene, sul circuito e su come l’abbiamo realizzato non abbiamo altro da dire; lasciamo a voi le considerazioni e le riflessioni del caso. Ora è il momento di dire qualcosa su come dovrete realizzare il vostro truccavoce. Prima di tutto vogliamo incoraggiare quanti hanno una mezza intenzione di realizzare il circuito ma non osano perché pensano sia troppo difficile o perché l’integrato sia troppo delicato o introvabile. Beh, se il vostro problema è l’integrato l’avete risolto: l’HT8950 viene venduto dalla ditta Futura Elettronica di Rescaldina (MI) tel. 0331/576139. Quanto alle difficoltà nel maneggiarlo, prendetelo così com'è e mettetelo in un angolo; lo riprenderete in mano solo per inserirlo nel proprio zoccolo. L’unica precauzione è maneggiarlo tenendolo in un’apposita bustina antistatica o in un pezzo di foglio d’alluminio per cucina.

Quando toccate l’integrato è bene che non abbiate indosso capi sintetici e/o scarpe con spessa suola in gomma; diversamente prima di toccare l’integrato toccate una scaffalatura metallica o qualcosa collegato a terra: scaricherete così l’eventuale elettricità statica che avete accumulato. Prima di procedere al montaggio occorre realizzare il circuito stampato su cui prenderanno posto tutti i componenti; la relativa traccia lato rame la trovate in queste pagine. Usate quella e solo quella per ricavare la pellicola per la fotoincisione: cambiare anche solo una pista rispetto a come l’abbiamo prevista può determinare l’insorgere di rumori di fondo nel circuito. Pertanto, dovendo realizzare uno stampato conforme alla nostra traccia, fate ricorso alla fotoincisione e non alla tracciatura con la penna Decon Dalo.

Inciso e forato lo stampato si montano i componenti nell’ordine seguente: prima resistenze e diodi al silicio (1N4002 e Zener) quindi gli zoccoli per i tre integrati; la tacca di riferimento degli zoccoli deve essere rivolta come indicato nel piano di montaggio che trovate in queste pagine, diversamente durante l’inserimento dei chip potrete facilmente confondervi. Il montaggio deve proseguire con i trimmer e i condensatori, inserendo per primi quelli non polarizzati, quindi con il LED; attenzione alla polarità dei condensatori elettrolitici e del LED, indicate chiaramente nel piano di montaggio. Ricordate, in linea generale, che il catodo nel LED sta dalla parte dello smusso, mentre nei diodi normali è in corrispondenza della fascetta colorata. L’altoparlante deve stare al di fuori dello stampato, collegato mediante due corti spezzoni di filo elettrico qualunque, purché isolato.

Per le connessioni con pulsanti ed interruttori, oltre che con microfono, linea BF, eccetera, conviene utilizzare morsetti da c.s. a passo 5 mm: il circuito stampato è stato disegnato per ospitarli. Terminate le saldature potete inserire i tre integrati nei rispettivi zoccoli: attenzione al loro orientamento, soprattutto a quello dell’HT8950, visto quello che costa... Montati gli integrati il circuito è pronto per funzionare; richiede solo l’alimentazione: 9÷12 volt c.c. e 120÷130 milliampère.

A proposito di alimentazione, quando spegnete il circuito lasciate trascorrere 5÷10 secondi prima di rialimentarlo; in caso contrario potrebbe verificarsi il blocco dell’HT8950, con conseguente produzione di rumore all’uscita e nell’altoparlante monitor. Il reset esterno purtroppo non c'è... Naturalmente per collegare un microfono agli ingressi conviene connettere una presa jack mono all’ingresso MIC (l’elettrodo esterno della presa va a massa). Per le prime prove non è necessario un amplificatore esterno: ci si può accontentare del monitor. I livelli li potete aggiustare di volta in volta, agendo sui tre trimmer; a tal proposito ricordiamo che R2 controlla il volume dell’ingresso di linea (ausiliario), R10 quello di uscita dell’HT8950, ed R15 quello dell’altoparlante monitor. L’ingresso microfonico non ha regolazione del volume: non serve.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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