¿Cómo mezclo dos tonos de audio de dos 555 para hacer un acorde polifónico?

Question

He configurado dos chips 555 en modo estable para producir un tono cada uno a través de un altavoz.

Sin embargo, no estoy seguro de cómo mezclarlos para producir un acorde musical.

Si combino directamente las dos salidas del 555 en una sola salida, se crea un tercer tono, pero es un solo tono que es una combinación de las dos frecuencias.

En cambio, me gustaría escuchar a cada uno de ellos de forma independiente, pero uno encima del otro, como un teclado (o un órgano hammond si lo prefieres).

He intentado usar una lámpara de operación pero con el mismo resultado.

¿Es un op-amp la solución aquí? ¿O hay alguna estrategia mejor?

Sólo necesito un empujón en la dirección general.

ACTUALIZACIÓN

Los dos métodos que se indican a continuación parecen funcionar, pero resulta que el principal problema era que los dos 555 deben ser "desacoplados" poniendo condensadores en los pines 1 y 8. Es decir, cuando un 555 estaba succionando energía de la batería, estaba afectando la frecuencia del otro. Esto (junto con las grandes resistencias del 555 al opamp) ha resuelto más o menos el problema, aunque la calidad del sonido no es tan sensible o estable. Gracias por la ayuda!

Answer 1

La razón por la que obtienes algo distinto a la suma de las dos señales independientes es porque los dos circuitos están interfiriendo entre sí cuando conectas sus salidas.

Una solución es poner suficiente resistencia en serie con cada salida para que los generadores de señales no puedan interferir en el funcionamiento de los demás. Las resistencias de 100 kΩ en serie con cada salida del generador de señales deberían ser lo suficientemente altas como para que no importe lo que ocurre en los otros extremos de las resistencias.

El problema ahora es que la señal combinada es de alta impedancia debido a todas esas resistencias en serie. La solución es un buffer de ganancia unitaria. Cualquier amplificador óptico de carril a carril que sea estable en cuanto a la ganancia unitaria puede tomar la señal de alta impedancia desde donde están conectadas todas las resistencias y hacer una señal de baja impedancia que pueda conducir un amplificador de potencia o algún otro equipo de audio.

Esto es lo que he descrito anteriormente:

Las resistencias son lo suficientemente grandes como para que los circuitos de sus extremos izquierdos no se vean afectados por lo que ocurra en sus extremos derechos. Juntas, estas resistencias crean el promedio de todas las señales de entrada. Si alguna de las entradas no se utiliza, déjala flotando y no se incluirá en la media.

La respuesta habitual para algo así es un amplificador sumador inversor. Me imaginé que tarde o temprano alguien lo publicaría. De hecho, me sorprende que haya tardado tanto.

La razón por la que no seguí ese camino fue por la simplicidad, especialmente en el manejo de los niveles de CC.

Conectando cada generador de señal a la entrada inversora a través de su propia resistencia NO se consigue lo que se quiere, a menos que se esté preparado para lidiar con el voltaje negativo resultante, y se tenga a mano una alimentación negativa para proporcionar al amplificador óptico. El circuito sumador inversor puede modificarse para no requerir una tensión de alimentación negativa y crear una salida de 0-5 V, pero eso añade un poco de complejidad.

Otra cuestión menor es que realmente quieres la media, no una suma. La diferencia es sólo un factor de escala, por lo que se puede tratar. El circuito anterior promedia inherentemente. Cualquier entrada que quede flotando no se incluye en el promedio. El amplificador sumador inversor tiene una ganancia fija de cada entrada a la salida. Si el número de entradas activas cambia, la ganancia global debe ajustarse manualmente para que el resultado sea la media de las entradas.

Answer 2

Un amplificador óptico es lo que vas a querer, pero necesitas conectarlo correctamente. Lo que buscas es un amplificador sumador como este:

Si pones tus 555 en Va y Vb, la salida hará lo que quieres.

Answer 3

Lo interesante para el oído (la riqueza) de un acorde musical no es la suma de las dos frecuencias fundamentales sumadas, sino todas las frecuencias de banda lateral que se incluyen también.

Tienes dos problemas. Primero, la salida de un 555 es una onda cuadrada. Esto incluye un número de frecuencias desde la fundamental hasta el infinito (onda cuadrada perfecta) que van a interferir con la salida. El segundo es cómo sumarlas eficazmente.

Para el primer problema necesitas dar forma a las formas de onda que vienen del 555, lo que haces aquí depende de la aplicación. El acorde de un violín es diferente al de una guitarra acústica. Esto se debe a la diferencia en la forma de onda de una sola cuerda de ambos instrumentos. Investiga un poco y decide el tipo de sonido que necesitas.

El segundo problema se ha solucionado. Hay que sumar estas tensiones de manera que una no interfiera con la otra. Yo sugeriría un condensador para alimentar cada señal a un amplificador de alta impedancia de entrada.

Answer 4

Para que dos tonos suenen como un acorde, la forma de onda que se envía al altavoz tiene que ser la suma o la diferencia de las formas de onda brutas individuales. Pasar las salidas de los 555 a través de un divisor de tensión (que daría la tensión media de las dos salidas) y luego a través de un amplificador sería una forma de conseguirlo. Un enfoque más sencillo cuando se utilizan dos 555, aunque no se podría ampliar a más de dos 555, sería conducir los dos extremos de un altavoz con las salidas de los 555 (probablemente añadiendo una resistencia y/o un condensador para proteger los 555, o tal vez alimentando cada salida a través de un inversor de alta potencia y luego una resistencia/condensador).

Answer 5

No estoy seguro de que estés buscando únicamente una solución de hardware (ya que mi aportación está más relacionada con el software), pero lo diré de todos modos. Si su controlador (fuente de sonido) es impulsado por el software, entonces, como se ha mencionado, usted está probablemente buscando en la síntesis de tono de onda cuadrada por lo que su hardware puede jugar A #, pero no puede hacer que suene como un violín en lugar de un violonchelo. Los LEDs usan ondas cuadradas pero pueden engañar al cerebro para que vea la luz con diferentes brillos a través del control de la velocidad de encendido/apagado, ¿has probado esto con tus 555s, por ejemplo, tocar el tono A durante 5Ms y luego el tono B durante 5Ms, de esa manera estás tocando realmente la parte superior e inferior del rango de onda (duda si 5Ms es un tiempo de alternancia lo suficientemente largo - demasiado rápido y sólo escucharás algo similar a tu problema existente, demasiado lento y sólo sonará como 2 tonos alternados)