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Ankündigung: DIY Digital Theremin

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    • Ankündigung: DIY Digital Theremin

      Hallo allerseits,

      das Forum ist ja in den letzten Jahren etwas ruhiger geworden muss ich feststellen. Vielleicht kann ich mit einer neuen Projektankündigung etwas Leben zurückbringen, weiß aber nicht, ob dieses hier die richtige Zielgruppe ist.

      In letzter Zeit und in der Vergangenheit habe ich einige analoge Theremine aufgebaut, welche zwar immer funktionierten, jedoch mich nie zufrieden gestellt habe. Meist lag es an der schlechten/schwierigen Spielbarkeit.

      Daher läuft bei mir jetzt die Entwicklung eines digitalen Theremins, ähnlich dem Theremini von Moog.

      Geplantes Datum für die V1.0: 1.3.2017 . Das ist in zwei Monaten - V1.0 heißt, dass alle Funktionen auf einem ersten PCB getestet und verifiziert sind.


      Features:
      • Min. 196 kSps
      • 12bit DAC - auch bei der kleinsten Lautstärke volle Ausnutzung der Bits
      • Stummschaltung über Berührung der Volumeantenne inkl. LED Anzeige
      • Bedienung und Einstellung der meisten Parameter über einen Drehencoder und 16x2 LCD Display (geplant ist ein OLED, gehen aber auch andere SPI kompatible Displays)
      • Kalibrierung des genauen Spielbereiches im Feld der Antennen
      • Festlegung von Tonumfang, bis zur gesamten Klaviertastatur
      • Tonhöhenkorrektur über verschiedene Tonleitern+Grundton
      • Definition von 8 eigenen Tonpresets, zusammengesetzt aus bis zu jeweils 10 harmonischen Tönen mit vielfältigen Parametern (Teiler, Kurvenform, Phase, Lautstärke, Offset, Pulsbreite).
      • Preset wählbar über 8-fach Drehschalter
      • Mix-Regler zwischen original Signal und Tonhöhenkorrektur
      • Delay-Regler: Gibt die Zeitbasis an, wielange eine Hand still stehen muss, bis ein neuer Ton übernommen wird
      • Master-Volume Regler
      • Anschluss für einen 8Ohm Speaker on Board
      • Verschiedene Effekte on Board: Tremolo, Vibrato, Chorus, Flanger
      • Ein Textmenu mit dem sich nahezu alles einstellen lässt
      • Midi In/out, CV out [2x], USB, Mono/Stereo Buchse
      • Bauweise bis auf 4 Bauteile komplett in DIP gehalten
      • Sämtliche Input Stecker auf der Platine on Board, Drehregler etc. werden über einen 26pol. Wanne nach aussen geführt
      • Leiterplattengröße aktuelle: 17x6,6cm - jedoch doppelseitig mit Vias
      Das meiste aus der Liste wurde schon erfolgreich getestet, die Leiterplatte ist im ersten Entwurf fast fertig und geht dann in die Produktion.
      Ich habe darauf Wert gelegt, soweit wie möglich wald und wiesen Bauteile zu verwenden.

      So könnte der erste Entwurf ca. ausschauen (noch nicht ganz fertig), ich hoffe dass dieser dann sofort störungsfrei funktioniert, ich plane jedoch ein Redesign ein:



      Bei Wünschen/Anregungen, bitte hier schreiben. Mich würde interessieren, was ihr evtl. für Vorstellungen habt, wie man das Gerät bedienen soll.
      Eine detaillierte Vorstellungen der Bedienung würde ich bei Interesse in Kürze schreiben.

      Insbesondere würde mich interesieren, wie die USB und Midi-In genutzt werden könnten. Für beide Anschlüsse ist für die erste Version noch keine Verwendung geplant.

      bis dann

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Curby ()

    • Es wird wohl alles veröffentlicht werden, ja. Ich benutze einen XMEGA128A4U. Ich habe überlegt auf dsPic zu wechseln, aber momentan reicht der xmega noch locker aus und da ich damit vertraut bin, werde ich dabei erstmal bleiben.

      Der xmega hat zwei DAC Ausgänge. Auf einem der Kanäle kommt eine Steuerspannung von 0-4.3V mit der ein OTA (ganz klassisch alt ein LM13700 derzeit) das Signal aus dem zweiten DAC in der Amplitude steuert.
    • Sieht interessant aus. Ich habe eine Theremin-Adaption in meiner Pyratone. Allerdings ist die Klangerzeugung voll virtuell analog, also reine Mathematik. Ich arbeite ab Spannungseingang mit einem händischen Deltas-Sigma-Modulator. Momentan sind 3 Spannungseingänge vorgesehen. Tonhöhe, Annäherung und Filter-Control. Generation auf 200MHz im FPGA - mit Abtasttung 768kHz, resampling Ausgang 96kHz x8 Kanal. Ich suche Mittelfristig Thereminspieler, die das testen.
      Pyratone.de - High Precision Sound Synthesis
    • Benutzer-Avatarbild

      engineer schrieb:

      Sieht interessant aus. Ich habe eine Theremin-Adaption in meiner Pyratone. Allerdings ist die Klangerzeugung voll virtuell analog, also reine Mathematik. Ich arbeite ab Spannungseingang mit einem händischen Deltas-Sigma-Modulator. Momentan sind 3 Spannungseingänge vorgesehen. Tonhöhe, Annäherung und Filter-Control. Generation auf 200MHz im FPGA - mit Abtasttung 768kHz, resampling Ausgang 96kHz x8 Kanal. Ich suche Mittelfristig Thereminspieler, die das testen.
      Habe mir vor einiger Zeit mal deine 96khz Seite angeschaut, als du was zu Midi 2.0 geschrieben hast.

      Was ich mich die ganze Zeit frage (bezogen auch auf die neue Homepage): Hast du bisher nur wilde weltfremde Spezifikationen zusammengetextet oder auch schonmal wirklich was vorzeigbares davon umgesetzt??! :D
    • Die Leiterplatte ist fertig gelötet. Ich höre einen Sound, die LFOs arbeiten und die Antennen können im ersten Test die Tonhöhe / Lautstärke verändern. Vor dem Ende des LM137000 ist eine Verzerrung, evtl. muss mir hier jemand mit analog Kenntnissen aushelfen.

      Ich kann zwar gut prorammieren und Leiterplatten erstellen, aber von analoger Elektronik habe ich wenig Ahnung - ich hätte evtl. hier mal vorher nachfragen sollen ;) . Folgende Schaltung liegt mir vor:
      1. An C14 kommt das 0-3.3V Signal vom Xmega.
      2. An Pin3 liegt das Signal auf 20mV gedämpft vor.
      3. Über Pin1 kann ich mit einer Steuerspannung von 0-4.3V an der Basis des Transistors die Verstärkung einstellen (funktioniert).
      4. An Pin5 habe ich ein SAUBERES Ausgangssignal (-1 bis +1 V).
      5. An Pin 8 habe ich ein stark verzerrtes Signal - die negative Hälfte ist abgeschnitten. Soll R27 rausfliegen und C8 direkt an Pin5?
      Wieso ist das so? Ich hab die genaue Funktionsweise des Buffers nie so richtig verstanden.
      Zur Berechnung noch was: Ich wollte ursprünglich 2V spitze-spitze am Ausgang haben. R23 kann ich dann einfach vergrößern oder, auf 20k?

      EDIT: R27 auf 1k ergibt keine Verzerrungen mehr. Was passiert hier genau? Ich habe diesen Buffer nie verstanden ;)...


      Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von Curby ()

    • Moin,

      du hast da einen einfachen Emitterfolger gebaut. Verstärkung ~1. Problem ist, der Transistor kann nur die postive Halbwelle liefern, die negative kommt aus dem Widerstand (R27). Du belastest den Ausgang viel zu stark mit R2 (150R). Daher die asymmetrische? Verzerrung.


      Wofür ein so großer Koppelkondensator (C8) und kleiner R2 ? Hätte für R2 eher was Richtung 100k verbaut! Einen Kopfhörer wird die Schatlung eh nicht sinnvoll treiben können. Da benötigst du schon einen Gegentakt Ausgang oder eine starke Stromquelle anstelle R27.. Auch der Tiefpass-Filter am Ausgang ist viel zu niederohmig.

      Gruß
      Dirk
    • Hier mal die Gesamtschaltung und wie ich es geplant hatte / habe. Als Kopfhörer / Lautsprecher Verstärker benutze ich einen Lm4865. Der LM13700 riegt das Eingangssignal auf 20mV peak-to-peak gedämpft. Dann wird über eine Steuerspannung 0-3.3V (wirksam im Bereich von 0-2.6V) die Verstärkung eingestellt. Das funktioniert auch prima, von "ich höre nichts" bis 1V peak-to-peak am Ausgang. Habe eigentlich 2V erwartet. (Pin5).

      Danach kommt der Buffer. C8+R2 = Hochpass für alles über 10Hz ca. R1+C5 = Tiefpass für alles unter 20kHz ca. R1+R2 = niedrige Ausgangsimpedanz von 230 Ohm.
      R27 ist jetzt 1k - damit habe ich keine Verzerrungen mehr. Ich wollte halt den Bandpass treffen und eine niedrige Ausgangsimpedanz haben.

      Danach geht es zum Kopfhörer/Lautsprecher-Verstärker. Standardbeschaltung laut Datenblatt, bis auf den Transistor. Wenn HIGH vom µC und Kopfhörer nicht angeschlossen (Emiter dann auf ca. 0V), ist der Verstärker ausgeschaltet. Mit Kopfhörer ist er immer angeschaltet, da der T3 dann ca. 5V am Emitter hat und nicht durchschalten kann. Bis auf die Transistorfunktion - welche ich noch nicht getestet habe - funktioniert das ganze auch, nur der Lautsprecher ist nicht so pralle.

      Btw. ist C8 richtig gepolt?

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      loco schrieb:

      Benutzer-Avatarbild

      Curby schrieb:

      Btw. ist C8 richtig gepolt?
      hallo, dein Multimeter weiß genaueres.Da du R2 vergrößert hast, könntest du C8 entsprechend verkleinern und einen Folien- oder Bipolarelko alternativ einsetzen.

      Gruß, loco
      Natürlich, jedoch bin ich etwas verwirrt gegen welche Spannungen ich messen muss? Am (derzeitigen) +Pol ist ein Widerstand gegen -5V, am -Pol ein Widerstand gegen Masse. Oder messe ich einfach direkt über dem Elko und schaue, ob mein Multimeter eine Positive Spannung anzeigt, wenn ich den positiven Tastkopf am positiven Eingang halte?

      Noch habe ich nichts vergrößert, aber scheinbar wird es mir angeraten :) . Btw. ich habe zwar keine Verzerrungen im Sinne von Clipping mehr, aber das Signal an Pin5/8 ist nicht ganz sauber. Es ist etwas "unscharf". An c14 ist das Signal am +Pol 100% sauber (kommt auch direkt vom µC).