Schakeling: stemvervormer

In april 2000 presenteerde Elektor een compacte stemvervormer dat liet zien hoe een handvol analoge bouwblokken spraak ingrijpend kan veranderen zonder digitale signaalverwerking. Tot op de dag van vandaag is het een inspirerend voorbeeld van creatief schakelingsontwerp dat audio-elektronica combineert met hoogfrequenttechnieken.

De schakeling

Anders dan een traditionele toonhoogteverschuiver, die het volledige audiospectrum omhoog of omlaag verschuift, verschuift het project van G. Baars alleen een geselecteerde band van audiofrequenties. Het resultaat is een reeks karakteristieke stemeffecten, variërend van subtiele toonveranderingen tot sterk gewijzigde, bijna synthetisch klinkende spraak. Het ontwerp maakt gebruik van een analoge signaalverwerkingstechniek. Een inkomend audiosignaal wordt eerst gefilterd om de belangrijkste stemfrequenties te isoleren, ruwweg tussen 600 Hz en 6 kHz. Dat signaal wordt vervolgens gemengd met een lokale oscillator van 451–452 kHz via Philips NE612/SA612 mixer-IC's. Door zorgvuldig één zijband weg te filteren en het signaal met een tweede mixer terug naar audio te converteren, verschuift de schakeling de geselecteerde audioband met circa 6 kHz omhoog of omlaag. Met twee regelaars kan de gebruiker de balans tussen het originele en verwerkte signaal instellen en de mate van frequentieverschuiving fijn afstellen voor verschillende stemeffecten.

Ondanks het gebruik van HF-mixer-IC's die normaal in radio-ontvangers worden toegepast, functioneert het afgewerkte apparaat als een audio effectsprocessor. Aangesloten tussen een microfoon of audiobron en een versterker of recorder kan het ongewone vocale klanktexturen produceren die geschikt zijn voor muziek, theaterproducties, geluidseffecten of simpelweg het verkennen van analoge audioverwerking.
 

Spraakverwerking vandaag

Tegenwoordig gebeurt de meeste spraakverwerking digitaal met behulp van DSP's, software-plug-ins of microcontrollers. Het ontwerp van Baars uit 2000 herinnert eraan dat veel geavanceerde audio-effecten volledig in analoge hardware gerealiseerd kunnen worden aan de hand van bekende principes zoals frequentieomzetting, filtering en menging.

Voor huidige Elektor-lezers biedt het project veel meer dan een bijzonder stemeffect. Het geeft een toegankelijke inleiding tot concepten die zowel audio-elektronica als HF-techniek gemeen hebben, en laat zien hoe dezelfde mixers en oscillatoren die in radio-ontvangers worden gebruikt, ingezet kunnen worden voor creatieve signaalverwerking. Bovendien is het een uitstekende herinnering dat innovatieve ontwerpen vaak ontstaan door vertrouwde componenten op onverwachte manieren toe te passen.

Het stemvervormerproject

Het oorspronkelijke artikel, "Stemvervormer," verscheen in Elektor van april 2000. Bekijk het artikel.

---

Noot van de redactie: Dit artikel verscheen voor het eerst in een uitgave van Elektor Magazine uit 2000. Sommige onderdelen en componenten zijn momenteel mogelijk niet meer verkrijgbaar. Desondanks denken wij dat u het artikel informatief zult vinden.