音源回路：使い方と仕組みを理解する

あなたのアプリケーションは音を生成することを含みますか、そしてあなたはこれを成し遂げる方法についてより多くの情報を必要としますか？それとも、音を出すことができるデバイスについてもっと知りたいですか？幸いなことに、私たちは答えを持っています。必要なのはトーンジェネレータ回路だけです。

音源回路はさまざまなアプリケーションで動作し、動作にさまざまなテクノロジーを使用することもありますが、動作原理は同じです。

そのため、この記事では、音源回路がどのように機能するか、簡単な音源回路を作成する方法、およびそのさまざまなアプリケーションの背後にある秘密について説明します。

腰を下ろして飛び込みましょう！

トーンジェネレータ回路はどのように機能しますか？

音声信号発生器とも呼ばれるトーン発生器は、人工的な音の周波数を生成するデバイスです。電気信号を利用して、それらを可聴音に変換します。

しかし、それだけではありません。

音源はさまざまな音を出すことができます。ただし、これはアプリケーションのニーズによって異なります。

たとえば、アラーム回路では、トーンジェネレータは人を目覚めさせるのに十分な大きさの音を生成します。

目覚まし時計

一方、楽器は、音階の周波数に応じて、より単純な音を生成します。

簡単に言えば、音源はさまざまなアプリケーションに必要なさまざまな音を生成することができます。

現在、トーンジェネレータ回路がどのように機能するかは、アプリケーションの種類によって大きく異なります。

たとえば、従来のハモンドオルガンのトーンジェネレータ回路は、真空管に電流を流すことで電気信号を生成します。このプロセスにより、電流が振動します。

次に、振動電流は、信号が比例することを保証する組織化された機械要素によって変更されます。

最新のテスターでトーンジェネレーターはどのように機能しますか？

最新のテスターでは、変更されたDCが電子信号をトーンジェネレータ回路に供給します。さらに、集積回路はDCの変更を担当します。

これが最良の部分です。

コンピュータやモバイルデバイスでさえ、出力トーンを生成できます。ただし、これらのデバイスは、これらのサウンドのデジタル表現を使用して、これらのトーン信号を作成します。

モバイルデバイス

さらに、これらの電気信号は、トーンジェネレータが可聴波に変換するものです。

このプロセスで興味深いのは、これは、家庭用ステレオシステムがオーディオウェーブを作成する方法に似ています。

電子信号は、電流が充電されると磁場を生成するコイルを通って移動します。さらに、磁石の近くにトーンジェネレータ回路のコイルがあります。コイルと紙またはプラスチックの柔軟な膜の間にも接続があります。

したがって、コイルが生成された電子信号を受信すると、コイルは急速に磁場を充電します。この急速な充電により、磁場は永久磁石をはじくか引き付けるように強制されます。

このため、接続された膜は高速で振動し、音と呼ばれる圧縮波を生成します。

どのようにしてトーンジェネレータを作成しますか？

トーンジェネレータ回路がどのように機能するかの秘密を理解したところで、555タイマーICを使用して簡単なトーンジェネレータ回路を構築する方法を見てみましょう。

さらに、のこぎり波、三角関数、正弦波、方形波ジェネレーターなど、トーンジェネレーター回路にはさまざまなバリエーションがあります。これらの周期的な信号は、オーディオトランスデューサに接続されたときにさまざまな音を生成することができます。

そこで、一定の方形波出力を生成する方形波発生回路の作り方を学びます。また、この回路の発振周波数は670〜680Hzの範囲です。

回路図は次のとおりです。

音源回路図

ハードウェアコンポーネント

この回路を構築するために必要なコンポーネントは次のとおりです。

• ブレッドボード（1）
• クォーターワット可変抵抗器（1kオームおよび150オーム）（2）
• コンデンサ（0.1uFおよび0.01uF）（2）
• バッテリーホルダー（1）
• 9ボルト電池（1）
• NE555タイマーIC（1）
• スピーカー（8オーム）（1）
• テストリード（ワニ口クリップ）（1）
• ポテンショメータ（100kオーム）（1）
• ゲージ絶縁フックアップワイヤ（22）
• はんだごて（40ワット以上）（1）
• はんだ（鉛フリーの品種が望ましい）
• ポータブルワイヤーカッター（1）
• ペンチ（針の鼻）（1）
• ワイヤーストリッパー（1）

手順

この回路を構築するために従うべき手順は次のとおりです。

ステップ1：555タイマーチップを設定する

まず、NE555タイマーICのピンを特定します。ピンの識別に問題がある場合は、最初に、チップの左上隅にあるピン1を見つけます。さらに、ピン1を見つけたら、他のピンを簡単に識別できるようになります。

555タイマーピンの位置

また、555タイマーの取り付けに問題がある場合は、ピンの故障である可能性があります。したがって、それらが直角であるかどうかを確認してください。ピンが直角でない場合は、ブレッドボードの穴に収まるようにピンをまっすぐにします。

555タイマーピン構成

幸いなことに、これはチップの側面を平らな面に押し下げることで実行できます。ただし、あまり圧力をかけないでください。圧力をかけすぎると、チップが損傷する可能性があります。

ステップ2：555タイマーチップをブレッドボードに取り付けます

次に、NE555タイマーICをブレッドボードに正しく配置します。また、ピン1が正しい位置（左下の位置）にあることを確認してください。

ボードに555タイマーを配置した後、ピンがボードを通過していることを確認し、はんだ付けして接続します。ピンが適切にフィットしない場合は、無理に押し込まずに、手順1を参照してください。

ブレッドボード上の555タイマーの位置

ステップ3：配線

次に、フックアップワイヤの長さを取り、ピン6と2の間に接続を作成します。次にそれをはんだ付けします。別の長さのフックアップワイヤーを取り、ピン4と8にはんだ付けします。

次に、1kオームの可変抵抗器（下の写真のように）を設定し、555タイマーの右側に取り付けます。また、抵抗器の2番目のリード線をピン7にはんだ付けします。次に、もう一方の抵抗をピン8にはんだ付けします。

抵抗リード設定

0.1 uFのコンデンサを取り、555タイマーの左側に取り付けます。次に、最初のコンデンサのリード線をピン1にはんだ付けし、もう一方のコンデンサのリード線をピン2にはんだ付けします。

もう1つの0.01uFコンデンサを取り、抵抗の隣に取り付けます。次に、1つのコンデンサリードをピン5にはんだ付けしてから、ある長さのフックアップワイヤを使用して、コンデンサリードとピン1の間に接続を作成します。

2番目のコンデンサ設定

最後に、抵抗（150オーム）を取り付け、1本のリード線をピン4にはんだ付けして、配線プロセスを完了します。すべてが次のようになります：

回路の最終配線

ステップ4：スピーカーを設置する

2本の3インチのフックアップワイヤを切断し、1本をピン3に接続し、もう1本を抵抗器のフリーリード（150オーム）に接続します。これらのフックアップワイヤーは、スピーカーのリード線として機能します。

次に、スピーカーのリード線をスピーカーに接続し、ワニ口クリップの頭を2つに切ります。また、ワイヤーの端をはがし、ピン6と7にはんだ付けします。

バッテリークリップの赤いワイヤーを取り、それをピン8にはんだ付けし、黒いワイヤーをピン1にはんだ付けします。

ステップ5：回路をテストする

ポテンショメータで回路をテストして、動作するかどうかを確認します。したがって、9V電池を接続すると、スピーカーからトーンが鳴るはずです。接続を確認して再試行しない場合。

アプリケーション

次のアプリケーションでトーンジェネレータ回路を使用できます。

• おもちゃやドアベルでメロディックな音を出すために使用されます

ドアベル

• 盗難警報機などのホームセキュリティシステムで機能します

盗難警報

• 電話アプリケーションでも機能して、ダイヤルトーンを生成します

最後の言葉

トーンジェネレータは非常に用途の広い回路です。

それらを使用して、可聴周波数機器をテストしたり、オーディオパルスを作成したり、携帯電話などの最新のデバイスでサウンドを作成したりすることもできます。

汎用性に加えて、トーンジェネレータはアプリケーションごとに動作が異なります。

トーンジェネレーターには、2つのメロディージェネレーターの電子回路、ディンドンサウンドジェネレーター、2つのトランジスターのサイレンジェネレーターなどがあります。

これで終わりです。ご意見をお待ちしておりますので、ご不明な点やご提案がございましたら、お気軽にお問い合わせください。ご連絡をお待ちしております。