当记录到卷对卷磁带上时,是什么导致了脉冲波的这种失真?

电器工程 直流 信号 波形 失真 记录
2022-01-24 14:01:52

我目前正在尝试将用作乐器节奏时钟的脉冲序列(例如 Korg Volca 'sync out' 的输出)录制到我的 Fostex M-8 卷轴到卷轴录音机上,目的是再现录制的脉冲作为仪器的时钟源。在这个youtube 视频中可以看到使用不同录音机的工作演示,所以我知道可以开始工作。

我的问题:当我使用录音机脉冲信号作为 Volca Bass 单元的输入时,我的行为非常不稳定,播放不规则且速度与我录制信号时不同。

我使用 Roland tr-09 作为时钟源,触发插孔的输出提供了一个非常干净的方波:

捕获 tr-09 信号源的输出

从卷到卷的输出中捕获的信号会产生一个略微衰减的脉冲,具有从负极性变回零的非常长的放电尾。

捕获的卷到卷的输出

我得到这个奇怪的电容看起来放电。这只是造成这种情况的磁带的性质吗?是否有关于过滤掉直流分量的问题?为什么链接视频中的演示有效,它也录制到磁带上,但我得到了这个结果?

4个回答

您的原始数字信号已经变形,因为它已被录音机高通滤波。

让我们看一下Korg Volca服务手册并深入了解原理图,这是 Sync 的输入电路:

在此处输入图像描述

R158 的存在暗示了麻烦,因为这不是一些简单的数字输入电路。相反,Q9 处于线性模式,由其周围的电阻器偏置。我将运行一个模拟:

在此处输入图像描述

我移除了原始示意图上的 EMI 滤波器(电感器和电容)。V1 模拟原始的“方波脉冲”时钟信号。C1、R1 和单位增益缓冲器 E2 模拟磁带录音机及其高通滤波动作。这会在模拟图上产生信号“hipass”,看起来就像您在示波器上看到的一样。

在此处输入图像描述

走线“out”是第一个晶体管的输出,走线“上升”和“下降”是服务手册原理图中的对应信号。这些名称暗示了上升/下降沿检测器,所有信号看起来都像垃圾。这是行不通的。

现在我移除了模拟录音机响应的电路,并将方波信号直接馈送到模拟的 Korg Vulca。它似乎有效,输出“上升”和“下降”在输入信号的相应边沿上产生整齐的脉冲。

在此处输入图像描述

所以我们知道了它不起作用的原因:Vulca 输入电路喜欢接收漂亮的方波。他们本可以用一个额外的 5c 晶体管解决这个问题,但是,嘿,这需要花钱。

此外,输入电路似乎不太关心输入电压电平,因为我错误地使用了 5V 时钟脉冲并且它可以工作。它也适用于您的示波器显示的 12V 脉冲。

因此,您需要一个电路将经过高通滤波的时钟转换为边沿之间具有良好平坦恒定电平的方波信号。

由于信号是数字信号,恢复原始信号的简单方法是使用比较器、CMOS 4000 缓冲器或两个晶体管电路,如下所示:

在此处输入图像描述

您可以使用任何类型的 NPN,如 2N3904、BC547 等。电源电压并不重要,如 5-12V。你甚至可以把它粘在 Vulca 里面,然后点击它的电源。

磁记录本质上是差分的;使用感应拾音器,可以测量磁场的变化而不是水平。这意味着在某个频率下会出现滚降,这将由电路设计的细节决定。由于这种影响,直流和低频分量正在衰减。

我快速浏览了视频,并没有看到波形图像。

视频中记录的波形完全有可能只是像你一样失真,但它仍然有效。

录音机无法记录 DC。即使可以,大多数音频设备也是交流耦合的——直流从所有信号中移除。您显示的波形看起来像一个方波,已通过高通滤波器以去除 DC。

旧的个人电脑(1970-1980 年代)使用磁带录音机和方波信号在盒式磁带上记录数据和程序。

他们使用施密特触发器将扭曲的波重塑为漂亮、整洁的方波,以便在回放时由微处理器处理。

您的信号边缘仍然很锐利。施密特触发器可以将您的信号再次固定为方波。

时钟信号预期没有音频设备预期具有的 DC 耦合。

解决问题的正确方法可能是调制 - 将某些载波很好地调制到记录器有用频率响应中的时钟信号。一个简单的电报式 AM 应该可以工作 - 时钟信号的高电平产生 1-5kHz 载波,低电平产生静音。解调器将相当简单(二极管、电容器和电阻器)。

好吧,根据环境,使用均衡器或边沿触发逻辑门可能更容易恢复原始脉冲。如果输入能够容忍不同的信号电平,那么它可能在某些不同的信号电平下工作得更好。所有这些半途而废的解决方案都将取决于节拍频率,并且适用于一种节奏而适用于另一种节奏。