Pemodulasi VCO

Pemodulasi VCO adalah rangkaian yang digunakan untuk memodifikasi tegangan pengatur frekuensi keluaran VCO dan PWM VCO. Masukan pemodulasi VCO yang berasal dari modul lain antara lain dari LFO dan envelope generator VCF. Pemodulasi VCO yang terhubung ke IC VCO A yaitu: tuning halus, tuning kasar, dan kontrol oktaf. Sedangkan Pemodulasi VCO yang terhubung ke IC VCO B yaitu: tuning halus, tuning kasar, kontrol oktaf, modulasi frekuensi oleh LFO, dan modulasi frekuensi oleh envelope generator. Pada pemodulasi VCO, PWM VCO A hanya bisa diatur menggunakan potensiometer. Sedangan PWM pada VCO B selain dapat diatur menggunakan potensiometer, juga dapat diatur seberapa besar PWM di modulasi oleh LFO.

Gambar 3.9 Rangkaian penyangga DAC

Pada pemodulasi VCO terdapat rangkaian penyangga dari DAC ke input kontrol frekuensi VCO seperti pada gambar 3.9. Rangkaian penyangga tersebut berbasis op amp

dengan penguatan 1x. Rangkaian penyangga DAC digunakan agar tidak terjadi pembebanan pada DAC yang dapat mempengaruhi tegangan keluaran DAC.

Gambar 3.10 Rangkaian Tuning Halus VCO

Rangkaian seperti pada gambar 3.10 digunakan untuk menaikan atau menurunkan nada sebanyak ± 1 nada. Cara kerja rangkaian ini adalah membagi tegangan 5V menjadi 83.3mV yang merupakan tegangan untuk menaikan nada. Setelah tegangan 5V dibagi, tegangan 83.3mv masuk ke rangkaian penyangga. Lalu, tegangan 83.3mV keluar ke pin 3 potensiometer balance, serta paralel ke rangkaian pembalik tegangan. Tegangan keluaran rangkaian pembalik tegangan yaitu -83.3mV masuk ke pin 1 potensiometer balance. Pin 2 potensiometer balance adalah keluaran rangkaian ini sesuai gambar 3.15, dengan tegangan yang dapat diubah dari -83.3mV sampai dengan 83.3mV. Rangkaian tuning halus ada di VCO A dan B, sehingga pengguna synthesizer dapat mengatur nada secara microtonal pada masing-masing VCO. Perhitungan tegangan keluaran pembagi tegangan dari 5V dengan nilai resistor sesuai gambar 3.10 dapat dicari dengan rumus 2.2 seperti berikut:

𝑉_𝑂𝑈𝑇 = ^{𝑉𝐼𝑁 . 𝑅2} 𝑅₁+ 𝑅₂

𝑉_𝑂𝑈𝑇 = ^{5𝑉 𝑥 560Ω}

Gambar 3.11 Rangkaian Pitch Bend dan Global Tune

Pitch Bend adalah sebuah pengatur frekuensi VCO yang digunakan untuk menaikan

atau menurunkan nada sebanyak 1 semi-tone atau setengah nada. Pengaturan Pitch Bend berpengaruh terhadap kedua VCO synthesizer ini menggunakan sebuah potensiometer yang mudah diraih di panel synthesizer ini. Global Tune adalah pengatur frekuensi VCO yang digunakan untuk mengatur referensi frekuensi kedua VCO. Pada tiap VCO terdapat pengatur frekuensi yang digunakan untuk mengatur masing-masing frekuensi VCO sehingga setiap VCO memiliki referensi frekuensi yang sama. Berbeda dengan global tune yang terletak pada panel synthesizer untuk mengatur referensi frekuensi semua VCO dan dapat diubah dengan mudah. Cara kerja kedua rangkaian ini sama, yang membedakan hanya fungsinya. Cara kerjanya yaitu dengan mengatur masukan tegangan kontrol frekuensi VCO dengan rentang tegangan -83.3mV sampai dengan 83.3mV. Rangkaian ini diawali dengan rangakaian pembagi tegangan dengan masukan 5V dan keluaran 83.3mV. Sesuai dengan rumus 2.2, perhitungan pembagi tegangan sebagai berikut:

𝑉_𝑂𝑈𝑇 = ^{5𝑉 . 560Ω}

33𝑘Ω + 560Ω^{= 83.43𝑚𝑉}

Potensiometer R2 pada gambar 3.11 digunakan untuk mengatur sehingga keluaran pembagi tegangan menjadi 83.3mV. Setelah itu masuk ke rangkaian penyangga berbasis op amp dan masuk ke penguat pembalik dengan penguatan -1x. Perhitungan penguatan penguat pembalik dengan nilai komponen sesuai dengan gambar 3.10 adalah sebagai berikut:

𝐴𝑣 = −^33𝑘Ω

33𝑘Ω^{= −1𝑥}

Setelah itu, keluaran penyangga masuk ke pin 3 potensiometer R5 dan R11. Keluaran penguat pembalik masuk ke pin 1 potensiometer R5 dan R11. Sehingga tegangan antara kaki 3 dan 1 potensiometer R5 dan R11 adalah 166.6mV. Pin 2 potensiometer R5 dan R11 masuk

ke resistor input rangkaian penjumlah dengan penguatan -1x, dan kemudian masuk ke rangkaian penguat pembalik dengan penguatan -1x. Sehingga perhitungan keluaran rangkaian ini yang masuk ke pin kontrol frekuensi VCO A dan VCO B adalah sebagai berikut:

𝑉_𝑂𝑈𝑇 = 𝑉_{𝑃𝐼𝑇𝐶𝐻_𝐵𝐸𝑁𝐷}+ 𝑉_{𝐺𝐿𝑂𝐵𝐴𝐿_𝑇𝑈𝑁𝐸}

Gambar 3.12 Pemodulasi VCO dari LFO

Gambar 3.12 merupakan rangkaian pemodulasi tegangan kontrol frekuensi VCO dari LFO. Cara kerja rangkaian tersebut adalah dengan memasukkan sinyal dari LFO yang memiliki tegangan 13.5VPEAK ke rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan tersebut tersusun atas resistor R1 dan R2. Tegangan yang keluar dari pembagi tegangan maksimal 0.5VPEAK. Setelah itu, sinyal masuk ke rangkaian penyangga berbasis op amp. Setelah keluar dari op amp, sinyal masuk ke pembagi tegangan menggunakan potensiometer yang digunakan untuk mengatur tingkat modulasi dari LFO ke VCO. Sesuai dengan rumus 2.2, perhitungan pembagi tegangan pada saat R3 terbuka penuh sebagai berikut:

𝑉_𝑂𝑈𝑇= ^{𝑉𝐼𝑁 𝑥 𝑅2} 𝑅₁+ 𝑅₂

𝑉_𝑂𝑈𝑇 = ^{13.5𝑉𝑝𝑒𝑎𝑘 𝑥 1.2𝑘Ω}

33𝑘Ω + 1.2𝑘Ω ^{= 483.68𝑚𝑉𝑝𝑒𝑎𝑘}

Rangkaian pada Gambar 3.13 merupakan rangkaian pengontrol lebar pulsa VCO yang dapat diatur secara manual menggunakan potensiometer R2 dan dapat diatur persentase pengendalian LFO-nya menggunakan potensiometer R1. Cara kerja rangkaian tersebut adalah dengan menjumlahkan tegangan 5V dengan penguatan -1x dan tegangan keluaran LFO dengan penguatan −¹⁰

33x menggunakan rangkaian penjumlah tegangan berbasis op amp. Setelah keluar dari rangkaian penjumlah, sinyal masuk ke rangkaian penguat pembalik dengan penguatan -1x. Setelah keluar dari rangkaian pembalik, ke dioda D1 untuk meloloskan sinyal yang positif dan menghilangkan sinyal negatif. Lalu sinyal masuk ke pembatas tegangan berbasis Dioda Zener 5.1V D2. Resistor R10 digunakan untuk membatasi arus yang lewat ke rangkaian pembatas tegangan. Sesuai dengan rumus 2.6, perhitungan untuk mencari nilai resistor R10 adalah sebagai berikut:

𝐼_𝑍 = 1 2 𝑤𝑎𝑡𝑡 5.1𝑉 ^{= 98.04𝑚𝐴} 𝑅₁₀ =^{𝑉𝑂𝑈𝑇}𝐼𝐶1𝐵− 𝑉_𝑧 𝐼_𝑍

Pada kondisi R1 dan R2 100%, dan tegangan LFO pada +15V, maka:

𝑅₁₀= ^{10𝑉 − 5.1𝑉}

98.04𝑚𝐴 ^{= 49.98Ω (𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑜𝑟 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚)}

Gambar 3.14 Pemodulasi VCO dari Envelope Generator

Pemodulasi VCO dari Envelope Generator seperti pada gambar 3.14 mempengaruhi frekuensi keluaran VCO tergantung tegangan keluaran Envelope Generator VCF. Cara

kerjanya yaitu dengan menjumlahkan tegangan yang keluar dari envelope generator VCF dengan penguatan − ¹

27 dan tegangan 5V dengan penguatan − ¹

10 sehingga tegangan pemodulasi VCO dari Envelope Generator 0-1V. Setelah keluar dari penjumlah, sinyal masuk ke penguat pembalik dengan penguatan -1x, sehingga polaritas sinyal proporsional dengan polaritas sinyal Envelope Generator VCF. Namun pengguna dapat memilih keluaran pemodulasi dari penguat pembalik maupun dari penguat penjumlah menggunakan potensiometer.