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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Erzeugung einer Sinusspannung


Autor: P. M. (sinuston)
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Hi,
ich suche dringend eine Möglichkeit aus meiner Rechtecksspannung
(0V und +5V) des Microcontrollers (ATtiny13), die ich programmiert habe 
eine Sinusspannung zu erzeugen.
Ich brauche die Sinusspannung dringend für meine Facharbeit, kann mir 
irgendjemand weiterhelfen?

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


schalte einen Tiefpass höherer Ordnung dahinter.

Wie weit variert die Frequenz?

Autor: Tonne (Gast)
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Sowas würde ich per PWM (um welche Frequenz soll es sich denn handeln?) 
mit nachgeschaltetem Tiefpass erledigen.

mfg

Autor: P. M. (sinuston)
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Hi,

vielen Dank für die schnelle Antwort!!!

Ich benötige circa 5 verschiedene Sinustöne:

440Hz      -> Grundton
880Hz      -> regelbarer Oberton 1
1760Hz     -> regelbarer Oberton 2
3520Hz     -> regelbarer Oberton 3
7040Hz     -> regelbarer Oberton 4

Ich bin leider totaler Laie in elektrischen Schaltungen.
Wie muss ich das dann für den Grundton beispielsweise schalten?
Ich habe ja den Ausgang PortB1, an dem eine Rechtecksspannung von OV und 
+5V mit der Freqzenz 440Hz anliegt, das heißt mir fehlt sozusagen der 
-Pol, wenn man das so ausdrücken kann?
Wie muss ich das dann für den Grundton beispielsweise schalten?

Kann man so eine Pulsweitenmodulationsschaltung fertig kaufen? Diese 
hätte nämlich den guten Nebeneffekt, dass sie die Obertöne vorerst 
filtern würde, das heißt ich würde einen relativ reinen Sinuston 
erhalten, wenn ich es richtig aufgefasst habe?

Danke...

Autor: Peter Z. (peter2)
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Hallo,
du verlangst eine ziemliche variantionsbreite von dem Tiefpass. Mit 
einem geht das nicht. Wäre wohl eher für eine relativ feste Frequenz was 
gewesen. Du könntest natürlich für deine unterschiedliche Frequenzen 
unterschiedliche Tiefpässe nehmen falls das möglich ist.

Die andere Möglichkeit ist wie schon erwähnt eine PWM. Hier hast du 
eine sehr schnelle Rechteckspannung (so Faktor 10 ist ganz gut). Durch 
unterschiedliche Tastverhältnisse erzeugst du dann quasi die 
Sinusspannung. Damit man diese "schnelle Rechteckspannung" nicht mehr 
sieht muss man einen Tiefpass davorschalten.
Evt. wäre eine VCO zusammen mit einem DA Wandler auch etwas für dich. 
Das wäre mehr dann die Analoge Lösung.
Schau mal noch die unterstrichnen begriffe nach. Wenn du evt. deine 
Anwendungszewck verräts gibt es evt. noch andere Ideen.
Gruß
Peter

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  P. M. (sinuston)

>ich suche dringend eine Möglichkeit aus meiner Rechtecksspannung
>(0V und +5V) des Microcontrollers (ATtiny13), die ich programmiert habe
>eine Sinusspannung zu erzeugen.
>Ich brauche die Sinusspannung dringend für meine Facharbeit, kann mir
>irgendjemand weiterhelfen?

Nimm deinen PC und ein passendes Programm zu Audioerzeugung. Alles 
andere ist vor allem bei deinen Kentnissen unrealistisch.

MfG
Falk

Autor: P. M. (sinuston)
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Hi,

ich baue für meine Facharbeit in Physik eine "elektronische Orgel mit 
Mikroprozessor", dabei ist es meine Aufgabe einen Grundton und 
verschiedene regelbare Obertöne auszugeben, sodass ich damit einen Klang 
erzeugen kann.
Perfekt wäre es, wenn ich (zu einem möglichst niedrigen Preis) 3 Klänge 
(also jeweils Grundton + Obertöne) erzeugen könnte.

Ich habe es mir so vorgestellt (weis nicht, ob es umsetzbar ist):

Ausgehend von jedem Port Ausgang am Mikrocontroller erstelle ich jeweils 
eine isolierte Schaltung, bei der ich jedesmal aus der jeweiligen 
Frequenz des Rechteckssignals eine Sinusspannung erzeuge, die zudem 
durch ein Schiebepotentiometer regelbar ist, damit ich die Lautstärke 
einstellen kann. Am "Ende" der Schaltung will ich die gesamten Signale 
zusammenführen, insgesamt verstärken (da das Ausgangssignal sehr leise 
ist) und in einem Lautsprecher ausgeben.

Ich habe jetzt nachgelesen, dass ich leider nur einen PWM-Ausgang an 
meinem Mikrocontroller habe; soll heißen ich bräuchte für jeden Oberton 
einen weiteren Oberton einen extra Mikrocontroller??

Grüße Patrick

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  P. M. (sinuston)

>Perfekt wäre es, wenn ich (zu einem möglichst niedrigen Preis) 3 Klänge
>(also jeweils Grundton + Obertöne) erzeugen könnte.

Was heisst 3 Köänge? 3 Sinustöne?

>Ich habe es mir so vorgestellt (weis nicht, ob es umsetzbar ist):

Ist alles, wenn man das KnowHow hat. Aber wenn du ein "totaler Laie in 
elektrischen Schaltungen." bist hast du dir irgendwie die falsche 
Aufgabe rausgesucht.

>Ausgehend von jedem Port Ausgang am Mikrocontroller erstelle ich jeweils
>eine isolierte Schaltung, bei der ich jedesmal aus der jeweiligen
>Frequenz des Rechteckssignals eine Sinusspannung erzeuge, die zudem
>durch ein Schiebepotentiometer regelbar ist, damit ich die Lautstärke
>einstellen kann. Am "Ende" der Schaltung will ich die gesamten Signale
>zusammenführen, insgesamt verstärken (da das Ausgangssignal sehr leise
>ist) und in einem Lautsprecher ausgeben.

Und was soll der Mikrocontroller dann noch? Sowas hat man früher mit ein 
paar einfachen RC Oszillatoren gemacht.

>Ich habe jetzt nachgelesen, dass ich leider nur einen PWM-Ausgang an
>meinem Mikrocontroller habe; soll heißen ich bräuchte für jeden Oberton
>einen weiteren Oberton einen extra Mikrocontroller??

Dein Konzept ist äusserst fragwürdig. Überdenke es noch einmal.

MFG
Falk

Autor: Mike (Gast)
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Nimm doch DDS unter überlager die Töne.

Eine Möglichkeit findest Du unter:
http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm

Nimm eben nur den Sinus-Table und gib das Signal auf je einem sparaten 
Port aus

Mega16 könnte mit 3 R2R-DACs 3 Töne "simultan" erzeugen.

Die Uart baruchst du dann uim die Frequenz einzustellen.

Autor: Mike (Gast)
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Teile dazu bekommst Du bei CSD.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Nicht unbedingt das wofür der µC gemacht wurde. Ein AD-Wandler wäre doch 
sehr praktisch.

Ein Klang setzt sich zusammen aus dem Grundton (sagen wir ein A, 440 Hz) 
und den dazu passenden Obertönen, die idr. das doppelte, dreifache 
vierfache usw. des Grundtons bilden.
Die Anzahl der Obertöne und die Pegel derselben ergeben dann ein 
charakteristisches Klangbild wie man es von Instrumenten kennt.
Eine Stimmgabel kann nahezu Obertonfreie Schallwellen erzeugen, normale 
Instrumente aber idr. nicht, die sind voll davon, was auch sehr wichtig 
ist.

Schätze genau das will der Threadersteller simulieren. Da würde ich aber 
zu konventioneller Elektronik raten, und wenn es unbedingt ein µC sein 
muss dann wenigstens zu einem D/A-Wandler.
Dann könnte man das Ergebnis der gemischten Töne ausrechnen und dem 
Wandler zuführen. k.A. ob so ein Atmel genug Rechenpower für akkurates 
Signal-Processing hat.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


so einfach wird das nicht. Ein Dreiklang besteht nicht aus dem Grundton 
plus Oberwellen sondern aus 3 Tönen. z.B. C E G.
Die Oberwellen verändern den Klang eines Tones.
Wenn du 3 Töne für einen Dreiklang erzeugen möchtest mußt du schon mal 3 
Frequenzen erzeugen. ( Tip die 12 Grundtöne incl. Halbtöne unterscheiden 
sich in der Frequenz jeweils um den Faktor 12te Wurzel aus 2 ).
Läßt sich mit 3 Timern machen. Die nächste Aufgabe heißt 3 variable 
Filter zu bauen. z.B. mit geschalteten Kondensatorfiltern.

Wenn du fit bist in Mathe und einen DSP programmieren kannst geht es 
natürlich auch.

Vor 30 Jahren habe ich sowas mal mit einem Chipgrab gemacht. Es gab 
damals einen Chip der die 12 Grundtöne erzeugte. Dahinter jeweils eine 
Teilerkette. Einstellbare Filter und ganz viele Schalter dazu.

Autor: Etrick (Gast)
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Hi,

genau! In alten Böhm Orgeln wurden ICs verbaut, die das dann vereinfacht 
haben. Davon einen Plan - dann fehlt nur noch so ein antiker Chip (den 
zu besorgen dürfte das größte Problem sein) und das wars...

Gruß

Achim

Autor: hans (Gast)
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Um Töne so zu erzeugen gibt es für den PC "Pure Data".

Auf einem schnellen Prozessor (DSP) kann man auch die
Überlagerung von Sinusschwingungen berechnen und als ein
Signal ausgeben.

hans

Autor: Orgelspieler (Gast)
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Buchtitel: "Integrierte Schaltungen für elektronische Musikinstrumente"

INTERMETALL Ausgabe 1973, 128 Seiten
Druckhaus Rombach D-78 Freiburg, Lörracher Str. 3
TCA 430
TCA 250
SAH 190
SAJ 110
TBA 470
-------------------------------------------------
Weitere Literatur: Akustische Zeitschrift 4/1939
                   Funktechnik 22/1067
                               27/1972

                   Funkschau   42/1970
                               45/1973

                   Elektor Juli/August 1970

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hallo Orgelspieler -

Was hast du denn die letzten 30 Jahre gemacht? Heutzutage gibts 
Internet.

---
Suche mal nach Switched-Capacitor Filter. Gibts von Maxim und LTC. Die 
sind äußerst einfach durchstimmbar. Bleibt noch die Frage, in welcher 
Relation die Obertöne zum Grundton stehen? Notfalls dann eben 5xPWM mit 
5xSCF und ein Summierer. Fertig.

Autor: Orgelspieler (Gast)
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Ein Buch bleibt mir das Liebste, trotz Internet.
Im DOS war in den letzten 30 Jahren so was wie bas.com und Ähnliches zu 
finden.

Autor: MirkoB (Gast)
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Also...wenn es "nur" um die Obertöne geht, würde ich einfach einen 
Rechteck nehmen...da sind nämlich schon jede Menge Obertöne mit drin.
Je nach Auslegung (ob Röhre oder Transistor) sind das dann die 
ungeradzahligen oder geraden Oberwellen.
Über einen Bandpass könnte(!) mann diese dann rausfiltern und 
verstärken.
(Wenn Dir dies allerdings gelingen sollte und das ganze in 
Röhrenausführung ist...dann wäre ich gerne am Schaltplan interessiert!)

...oder Du kaufst Dir einen "Bodentreter" Marke Digitech RP50...da ist 
ein DSP drin, der verschiebt Dir dein Eingangssignal um bis zu 12 
Halbtöne und mischt es dem Eingangssignal zu...

...wenn es allerdings um einen DreiKlang geht (umgangssprachlich auch 
"Akkord" gennant) wird es komplizierter.
Hierbei haben die Töne keinen Oktav-Abstand (A-A'-A'') sondern die 
sogenannte Quinte. Quinte kommt aus einer toten Sprache und heißt soviel 
wie das die Töne 7 Halbtöne außeinander liegen.
Im Fall von C(Dur) wären das C...E(großer Terz=4 Halbtöne))...G(kleiner 
Terz=3Halbtöne)
Bei Moll isses andersrum: zuerst kleiner Terz, dann großer Terz...

Für weitere Erklährungen bitte an die Wikipedia oder die örtliche 
Musikschule wenden...

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Schon mal jemand daran gedacht, das der OT einen ATTiny13 hat.
Von Atmel gibt es eine AppNote: 'AVR314: DTMF Generator'. Dort werden 
zwei Frequenzen gemischt und über PWM ausgegeben. Sollte auf 3 
Frequenzen erweiterbar sein.

MfG Spess

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