Schmitt-Trigger 1 und Kondensator

In unserem Synthie nutzen wir nur die beiden unteren Schmitt-Trigger. Beim ersten koppeln wir die Eingänge 1 und 2 mit dem Ausgang 3 über ein 100-kΩ-Potenziometer und einen 1-μF-Kondensator zurück, sodass der Schmitt-Trigger sich selbst stetig ein- und ausschaltet. Dabei spielt die für den Schmitt-Trigger kennzeichnende Schalthysterese eine entscheidende Rolle. Die Hysterese erweitert den Toleranzbereich der Schaltschwellen, also der Spannungen, bei denen der Ausgang umschaltet. Liegt der Ausgang auf high, ist also eingeschaltet, so wird der Kondensator über das Poti aufgeladen, bis die obere Hysteresespannung erreicht wird. Dadurch schaltet sich der Ausgang auf low und der Kondensator wird entladen, bis die untere Hysteresespannung erreicht ist. Mit dem Potenziometer stellt man ein, wie schnell dieses ständiges Hin- und Herschalten durchlaufen wird. Der 1-μF-Kondensator legt die Tonhöhe des Synthies fest – je größer die Kapazität des Kondensators, desto länger dauern Ladung und Entladung und desto tiefer der Klang des Synthies. Bis 100 nanoF befindet man sich noch im hörbaren Bereich. Je höher der Wert des Kondensators, desto tiefer der Ton. Mit unserem Kondensator erzeugen wir ein schönes tiefes Knattern. Durch das ständige Auf- und Entladen des Kondensators hat das Eingangssignal eine Dreiecksform, der Ausgang hingegen gibt ein Rechtecksignal aus.

Die nebenstehende Grafik zeigt in einem Ausschnitt aus dem Kasten nur den ersten Schmitt-Trigger.

Schmitt-Trigger 2 und CD4040

Das Signal des ersten Schmitt-Triggers wird an die Eingänge 5 und 6 des zweiten Schmitt- Triggers weitergegeben. Über dessen Ausgang 4 geht das Signal in den zweiten IC, den CD4040, und parallel über das Potenziometer A und einen Widerstand zur Klangausgabe. Mit diesem Poti steuern wir also das vom CD4093 erzeugte Signal. Am Eingang 9 des CD4040 liegt der Q1, der die eingehende Frequenz durch 2 teilt, an Eingang 7 liegt Q2, dessen Teiler 4 ist. Die heruntergeteilten Frequenzen werden über die Potis B und C an die Klangausgabe weitergegeben.

3 Potis A, B, C

Die drei Potenziometer, die zwischen die Ausgänge der ICs und den Audio-Ausgang gelötet werden, steuern die Amplitude, also den Ausschlag der Signalwellen – sie beeinflussen somit die Lautstärke der Töne. Musik macht man mit unserem Synthesizer, indem man die drei erzeugten Töne lauter und leiser stellt und mit dem am ersten IC angeschlossenen Poti die Grundfrequenz variiert.

10-μF-Kondensator

Der 10-μF-Kondensator koppelt die von den Potis ausgegebene Gleichspannung ab und gibt eine Wechselspannung aus.