신호 발생기로서의 음악적 키보드

부품 및 재료

<울>

전자 "키보드"(뮤지컬)

"모노"(스테레오 아님) 헤드폰 유형 플러그

임피던스 정합 변압기(1k Ω ~ 8Ω 비율, Radio Shack 카탈로그 번호 273-1380)

10kΩ 저항기

이 실험에서는 전자 음악 키보드를 가변 주파수 AC 전압 신호 소스로 사용하는 방법을 배웁니다. 이를 위해 값비싼 키보드를 구입할 필요는 없지만 적어도 수십 개의 "음성" 선택(피아노, 플루트, 하프 등)이 있는 키보드가 좋을 것입니다. "모노" 플러그는 음악 키보드의 헤드폰 잭에 연결되므로 키보드에 맞는 크기의 플러그를 구입하세요.

"임피던스 정합 변압기"는 전자 제품 상점에서 쉽게 구할 수 있는 소형 변압기입니다. 하나는 작고 정크 라디오에서 찾을 수 있습니다. 스피커와 회로 기판(증폭기) 사이를 연결하므로 위치로 쉽게 식별할 수 있습니다.

1차 권선은 임피던스의 옴(1000Ω)으로 평가되며 일반적으로 중앙에 탭이 있습니다. 2차 권선은 8Ω이며 중앙 탭이 없습니다. 이 임피던스 수치는 DC 저항과 동일하지 않으므로 저항계로 1000Ω 및 8Ω을 읽을 것으로 기대하지 마십시오. 그러나 1000Ω 권선은 더 많은 값을 읽게 됩니다. 권선이 더 많기 때문에 8Ω 권선보다 저항이 커집니다.

실험을 위해 그러한 변압기를 얻을 수 없다면 일반 120V/6V 강압 전원 변압기도 꽤 잘 작동합니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 2권, 1장:"기본 교류 이론"

전기 회로의 교훈 , 2권, 7장:"혼합 주파수 AC 신호"

학습 목표

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진폭과 주파수의 차이

미터로 AC 전압, 전류 측정

변압기 작동, 승압

개략도

그림

지침

일반적으로 학교의 전자공학과 학생은 신호 발생기라는 장치에 액세스할 수 있습니다. 또는 함수 생성기 AC 회로에 전원을 공급하기 위해 가변 주파수 전압 파형을 만드는 데 사용됩니다. 저렴한 전자 키보드는 일반 신호 발생기에 대한 저렴한 대안이며 혼합 주파수 생성과 같이 대부분의 신호 발생기와 일치하지 않는 기능을 제공합니다. 파도.

키보드에서 생성된 AC 전압을 "도청"하려면 자체 설계 회로에 연결하기 위한 두 개의 와이어가 있는 헤드폰 잭(때로는 키보드에 "전화"라고 표시되어 있음)에 플러그를 삽입해야 합니다. 플러그를 잭에 삽입하면 키보드에 내장된 일반 스피커의 연결이 끊어지고(키보드에 스피커가 장착되어 있다고 가정) 해당 스피커에 전원을 공급하는 데 사용된 신호는 플러그 와이어에서 사용할 수 있습니다. 이 특정 실험에서는 키보드를 사용하여 오디오 "출력" 변압기의 8Ω 측에 전원을 공급하여 전압을 더 높은 수준으로 올릴 것을 권장합니다. 오디오 출력 변압기 대신 전원 변압기를 사용하는 경우 키보드를 저전압 권선에 연결하여 승압 장치로 작동하도록 합니다. 키보드는 매우 낮은 전압 신호를 생성하므로 이 실험에서는 충격의 위험이 없습니다.

저렴한 Yamaha 키보드를 사용하여 "팬플루트" 음색 설정이 가장 정확한 사인파 파형을 생성한다는 것을 알게 되었습니다. 이 파형 또는 이와 유사한 파형(예:플루트)은 상대적으로 고조파(여러 파형이 함께 혼합되고 정수-배 주파수)가 없기 때문에 실험을 시작하는 것이 좋습니다. 단 하나의 주파수로 구성되어 있어 멀티미터가 측정할 수 있는 덜 복잡한 파형입니다. 건반을 누르고 있을 때 음이 지속되는 모드로 키보드가 설정되어 있는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 파형의 진폭(전압)이 지속적으로 변경됩니다(키를 처음 누를 때 높음, 그 다음 빠르게 0으로 감소합니다. ).

AC 전압계를 사용하여 헤드폰 플러그에서 직접 전압을 읽습니다. 그런 다음 변압기에 의해 승압된 전압을 읽고 스텝 비율을 기록합니다. 멀티미터에 "주파수" 기능이 있는 경우 이를 사용하여 키보드에서 생성된 파형의 주파수를 측정합니다. 키보드에서 다른 음표를 시도하고 주파수를 기록하십시오. 다른 음표, 특히 서로 유사한 키를 활성화할 때 빈도의 패턴을 확인합니까(건반에서 왼쪽에서 오른쪽으로 반복되는 12키 흑백 패턴에 주목)? 키보드에 표시를 해도 상관없다면 흰색 건반에 검정 잉크로 Hertz 단위의 주파수를 씁니다. 손가락이 숫자를 문지르지 않을 가능성이 적은 상단 근처에 있습니다.

이상적으로는 다른 주파수(키보드의 음표)를 시도할 때 신호 진폭(전압)에 변화가 없어야 합니다. 볼륨을 위아래로 조정하면 진폭의 변화가 주파수 측정에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는다는 것을 발견해야 합니다. 진폭과 주파수는 AC 신호의 완전히 독립적인 두 측면입니다.

키보드 출력을 10kΩ 부하 저항에 연결하고(헤드폰 플러그를 통해) 멀티미터로 AC 전류를 측정합니다. 멀티미터에 주파수 기능이 있는 경우 이 전류의 주파수도 측정할 수 있습니다. 주어진 음(건반 키)에 대한 전압과 동일해야 합니다.

관련 워크시트:

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혼합 주파수 신호 워크시트