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柴油发动机声音模拟


这个项目,一个 柴油发动机声音模拟 from 1974年,详细说明如何为模型列车创建逼真的柴油声仿真。关于这种设计的有趣部分是在视线中没有微控制器或ROM或eEROMS。

It'■所有采用离散频体完成,该项目的唯一缺点是它只为轨道上的一个模型工作,您必须改变它以在同一轨道上以不同速度运行的单个列表的数字控制运行。

对于更复杂的系统,您希望允许在同一轨道上允许不同类型的列车,但就它而言,它可以很好地完成工作。

在设计晶体管和所得到的设计中也是一个很好的研究,可以安装在模型列车内。



柴油发动机声音模拟执行摘要

用于安装在模型柴油母乳发动机的模拟器。声音是常规柴油火车的代表。

柴油发动机声音模拟的背景

在模型列车领域已经完成了,以便制定它们所代表的较大全尺寸对应物的培训率精确复制。在这方面,已经制作了声音模拟器以表示通常由这种列车的发动机或动力单元制成的声音。然而,现有的设备没有准确地重复列车的各种声音,特别是柴油类型的声音。

在柴油火车发动机中,产生的主要声音是柴油机排气和用于将燃料供给发动机的涡轮增压器的结果。例如,当启动柴油发动机的加速时,由于柴油电机加速,首先将较低的频率声音。

这首第一声音将逐渐跟随发动机涡轮增压器的声音升高。在减速期间,柴油机排气噪声将逐渐降低与发动机速度成比例的频率和响度,而涡轮增压器的声频将以较慢的速率降低。

因此,在柴油火车发动机的真实声音中,必须考虑几种效果。这种设计的目的是忠实地复制柴油火车发动机的声音,特别是由于发动机通过各种速度范围加速和减速,并且在正常列车操作的各种条件下操作。

柴油发动机声音模拟综述




图2:以图形方式示出了声音发生器振荡器的频率和柴油发动机声音模拟的方式的方式



柴油发动机声音模拟的描述

无花果。图2示出了以柴油系统加速,在恒定速度下操作的柴油火车发动机产生的通常频率,并且减速。例如,已经了解到,从柴油火车发动机发出的声音主要是两个声音发生器的结果,即涡轮增压器和柴油机本身。

进一步表明,在加速度阶段期间,柴油电动机声音与发动机行进的速度一定比例一定比例。也就是说,速度越快,电机排气声频率越高。

还根据目前的设计学习另一种现象。涡轮增压器是列车系统的另一个主要声音发生器,并且通常通常而不是与速度成正比的声频。换句话说,在涡轮增压器声频达到加速度越高的值之前,存在延迟,并且在涡轮增压器声音在减速期间频率降低之前的时间延迟。在恒定速度期间,电动机和涡轮增压器的声音保持在稍微恒定的频率关系。


图1:是柴油发动机声音模拟的本发明的框图



根据设计的一个实施例,如图1所示。 1一种声音发电系统,它与全尺寸柴油火车发动机紧密近似,但是可以体现在足够小尺寸的组件中,以适合模型列车包。其中示出了控制器20,该控制器20通常是包括具有滑动触点22的电阻器21的手动变阻器21,用于拾取电源设置或电压以在所需的速度下操作列车。

因此,导体24适于连接到一个轨道23a,另一个轨道23b接地。来自控制器的轨道电压通过模型机车车轮拾取,转动移动列车的电动机,电压也通过整流器25通过整体波型馈送,这允许从AC中使用这种控制器或加上或减去直流电源。

整流器向一对振荡器26和27提供DC电力,振荡器26提供以提供通常近似于柴油电动机的信号F1。振荡器是发射与提供给输入端子的电压的幅度变化的信号的类型。

控制器输出也馈送到提供涡轮增压器声音信号F2的振荡器27。信号F2相对于供应的电源电压而变化,因为所示的电容器C1示出了足够延迟输入信号,用于产生相对于柴油机的涡轮增压器声音的近似。

下面将描述这些振荡器的操作的完整细节。

因此,振荡器26和27的输出分别通过电阻器R4和R5和R6馈送,以便为产生输出信号的信号的总和,该输出信号随后被馈送到操作放大器28.电阻器R6显示为是可变的,以便调整涡轮增压器的响度来代表许多不同类型的柴油发动机。

整流器输出也通过导体29和30馈送到放大器28,用于控制放大器输出电平。振荡器信号通过导体31馈送到放大器,其中滤波器电容器32将该导体连接到地,以限制放大器的频率响应以防止振荡。

因此,从放大器28提供的信号具有根据控制器20的设置,其具有取决于来自振荡器26和27的组合输出信号的频率输出。该放大器信号通过隔离电容器34馈送以消除任何DC信号分量,此后到位于模型列车中的扬声器35。

因此,可以看出,信号,即涡轮增压器声音信号和柴油电动机声音信号都被提供给扬声器以近似柴油列车声音。


图3:是用于柴油发动机声音模拟的本发明的示意图

View larger image 这里 .


图1中所示。图3是刚刚描述的框图示出了示出控制器20,整流器25,用于信号F2的振荡器27,用于信号F2的振荡器27,过滤器36和具有连接到扬声器的输出的放大器28的振荡器27的示意图35。

从控制器的输出通过全波整流器25并通过导体37馈送到振荡器26.该电压信号通过电阻器R1传递到电阻器38,电阻器39分别连接到晶体管Q1和Q2的基部的电阻器39 。提供包括电阻器R1和齐纳二极管Z1的V1调节器,用于钳位可以在这些晶体管上施加压印的最大电压。

晶体管Q1和Q2的集电极电压分别通过电阻器40和41供应。晶体管发射器连接到地,并且将从每个集电极提供连接到包括电容器42和44的相对晶体管的基极。

晶体管Q1和Q2交替进行。因此,振荡器以标准方式操作,使得随着每个晶体管接通其又可以充分地将其它晶体管的基极电压丢弃以使其关闭。振荡的频率取决于通过导体37提供的电压。

然而,峰值电压由调节器V1的击穿电压决定,该调节器V1又通过齐纳二极管Z1的击穿电压设定。因此,可以看出,振荡器26从控制器提供与通过整流器接收的输入电压成比例的输出信号。

通常,该输出信号在每秒25至100周期的范围内,以近似柴油机排气的声音。

振荡器27还接收来自整流器25的输出信号。该信号通过电阻器R3和R7馈送到接合部45.然而,在该结和接地之间也连接在所示的示例中,该电容器C1是电容器C1,这是一个68 Microfarad 10伏电容器。该电容器用于延迟振荡器27的电压信号,因此反应,以提供近似涡轮增压器声音所需的延迟频率信号。

以与相对于振荡器26所述的方式相同,振荡器27从接合部45接收一对晶体管Q3和Q4的基极电压信号。类似地,晶体管集电极电压通过电阻器46和47提供,发射器如前面实施例中那样连接到地。

因此,该振荡器以完全相同的方式用作先前振荡器,除了由于电容器C1的效果而增加的电压信号增加时存在频率增加的时间延迟。该信号的频率为每秒2,000至5,000个循环,以近似柴油火车发动机的涡轮增压器的声音。

如前所述,来自振荡器27的输出通过电阻器R6和R5提供给接合器48,接口48也通过电阻器R4从振荡器26输出接收。所得信号被馈送到连接到电容器的接合部49 50导致地面。

放大器28通过整流器25取决于所提供的电压输出的输出电平的输出电平放大该信号。整流器输出电压通过导体51提供,该导体51与滤波器36连接,该电容器51连接包括一对电容器52和53,该电容器52和53用于平滑输出由于来自轨道电源20的输出信号而具有相当大的纹波电压的整流功率信号。

否则,这种纹波信号可能导致对人耳可辨别的音频范围内的输出信号的不需要的调制。因此,整流器输出信号被提供给晶体管Q6的集电极,其基座通过二极管54连接到晶体管Q5的集电极。

发射极同样连接到输出端子55并向晶体管Q7的发射极,而Q7收集器连接到地。

因此,以描述的方式,放大器28的电压输出摆动取决于来自整流器25的电压输出信号,用于放大从接合器48处的振荡器输出信号的添加导出的所得到的信号。该信号通过电容器馈送56用于消除任何DC分量以激发扬声器35。

扬声器输出信号的响度取决于放大器28的电压摆动,其又取决于来自控制器20的电压输出信号的幅度。

因此可以看出,前述电路以提供一对振荡器信号的方式起作用,相对于另一个延迟,而是在控制器输出的电压时延迟,并且也取决于电压上的频率。来自控制器的输出。

以这种方式,提供柴油列车发动机声音,其在提供给发动机的电力上的响度下变化,并且响应于发动机的操作模式,即列车的速度以及它是否加速或减速的频率变化。


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