Friday, 15 November 2019

Synthesizer Build part-3: TRIANGLE TO SINEWAVE CONVERTER

This article has been re-written at 11-11-2020.

After I had finished the VCO I wanted to add a Sinewave option to it. The first design I had posted here was a bit sketchy so I now present a new layout here. This layout has been made using the schematic of the Thomas Henry CEM3340 Deluxe VCO, which has a sinewave output. Btw, you can find that schematic in the 'files' section of the 'Synth DIY for non engineers Facebook Group'.
This circuit needs the Triangle input wave to be +/-5 Volt peak-to-peak. You can input a Trianglewave of 0V to +10Vpp but then the input must first go through the 1µF electrolytic capacitor to take away the offset voltage. The Triangle to Sinewave converter will not work properly if you input a 0/+10Vpp Trianglewave without first filtering out the DC offset voltage.
I altered the feedback resistor (Rf on layout) from 10K to 15K to get the amplitude correct with the waveform standard of my synthesizer project which is 0 to +10Vpp. This had the effect that the +/-5V output got a negative offset voltage which is why I put a 1µF capacitor in series with the output of the +/-5Vpp sinewave. The negative pole of the electrolytic capacitor is facing the direction the signal is coming from because we have a negative offset voltage to deal with. I would advise you to check with an oscilloscope if you have a DC offset voltage on the output. If you have a negative offset, leave the capacitor in. If you have a positive offset, reverse the polarity of the capacitor. If you have no offset, leave the capacitor out.
The output amplitude on a dual 12V powersupply is +/-4.2Vpp or 0 to 9.4Vpp. For a dual 15V power supply it is +/-5Vpp or 0 to 10Vpp.

Here is the new stripboard layout. This converter offers a +/-5Vpp output and a 0/+10Vpp output. 



Here is the schematic drawing. I did not include any de-coupling capacitors but if you want to include them then just add two 100nF ceramic capacitors to the voltage rails as close to the chip as possible. One going from +15V to ground and the other from ground to -15V.



Here are two pictures from the oscilloscope. One without offset from the +/-5Vpp output and one with offset from the 0/+10Vpp output. If you look closely at the pictures you see that the scope is set to 2V per division and therefore that the amplitude of the sinewave is 8V. But now that I changed the feedback resistor Rf, that has changed to 10V (even a tiny bit over):



As you can see they are beautiful sinewaves and you can set the symmetry and distortion very accurately with the trimpots on the stripboard. 
It will be easy enough to mount this little stripboard on one of the M3 bolts used to mount the print of the 'Really Good VCO' and thus add a Sinewave output to that VCO. You can tap the Trianglewave straight from pin 10 of the AS3340 (or CEM3340) chip or from pin 12 of the TL074 quad opamp chip. I think that will be even easier. On those pins the Trianglewave is not yet given a +5V offset voltage so it is still +/-5Vpp and therefore doesn't need to go through the 1µF electrolytic capacitor on the layout of the Triangle- to Sinewave converter. 

Okay that's the new version of this article done. If you have any questions please put them in the comments below or on the EddyBergman Facebook Group page.
If you would like to support my projects and the upkeep of this website you can 'Buy me a Coffee' if you like. There's a button underneath the Menu if you're on a PC or Mac. Or you can donate a few bob with Paypal by clicking here.  Thank you!!

Btw, all the comments below upto August 2020 refer to the original Tri- to Sinewave converter article and not to this one. So please disregard those comments.

13 comments:

  1. Een echt net plekkie is bij de AS3340 VCO, ben er nu 1 aan het bouwen

    ReplyDelete
    Replies
    1. Ja ik ben ook een VCO aan het ontwerpen met een ingebouwde triangle to sinewave converter. Dit was één van mijn eerste projecten en het schema heb ik destijds zelf aangepast maar het ziet er een beetje raar uit, vooral bij de ingangs opamp. Maar ik heb deze in mijn eigen synthesizer en hij werkt prima maar alleen met signalen van 0 tot 10Vpp. Bij -5/+5Vpp doet ie het niet. Dus ik ben op zoek naar een goed werkend exemplaar dat beide typen signalen aan kan.

      Delete
  2. Dat zal lastig worden, omdat je die transistor dan niet goed kan aansturen. Enige goede optie is denk een PLL, die volgt je signaal waarbij je de output constant kan houden.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Nouja, eigenlijk bedoel ik ééntje die beide typen kan uitsturen. De AS3340 VCO geeft immers 0-10Vpp triangle waves dus die kun je in de converter insturen en dan moet ie 0-10Vpp afleveren en als je dan -5/+5Vpp wil kun je een 10µF condensator in serie met de output schakelen met een SPST schakelaartje. Dat is wat ik gedaan heb met mijn laatste VCO. Alleen ik moest een heleboel aanpassingen doen om het signaal goed te krijgen dus heb ik niet echt een kant en klaar schema voor wat ik gedaan heb. Daarom ben ik op zoek naar een goed ontwerp die 10Vpp aan kan. Het schema in dit artikel is ook een aangepaste versie van de LMNC versie dus ook niet ideaal. Maar goed, het is een kwestie van even wat opzetten op een breadboard en dan experimenteren.

      Delete
  3. ah, snap het. Wat je wel veel ziet is dat die drie driehoek naar wave omzetters allemaal een balanced transitor pair hebben gevolgd door een differential opamp. Ben nog aan het uitzoeken hoe het nu precies werkt

    ReplyDelete
    Replies
    1. Ja dat hebben ze allemaal behalve dat originele ontwerp in the Digisound VCO. Die gebruikt een CA3080 chip, maar die krijg ik niet aan de praat. Das jammer want die is ideaal als toevoeging aan de VCO maar ik vind een ciruit met een balanced pair beter. Die kun je tenminste ook afregelen met een aantal potmeters.

      Delete
  4. Eddy, ik denk dat je schema en stripboard layouts niet kloppen. Ik heb het nagebouwd en het werkte niet. Na wat meten etc, viel me op dat de 18k weerstand die vanaf de 50K potmeter naar GND loopt. Dat is raar omdat de basis via een 2k ook aan GND ligt, dus op basis-emitter staat 0 Volt. De 18K aangesloten op de -12 en bingo werken.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Ik had even in mijn haast niet door dat je de converter wel aan de praat hebt gekregen. Dat is mooi werk. Ik ga het schema en de layout aanpassen met de 18K aan negatief voltage. Bedankt voor de info Rolf!

      Delete
  5. Graag gedaan.
    Heb een balanced pair 2N3904 genomen en de 10k en 2k2 als 1% weerstand. Werkt perfect van enige tientallen hertz tot iig 50 KHZ, geen vervorming bij 8 KHz. Mooi sinus signaal via de FFT op de scope.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Hey Eddie
      Im building your digisound 80 VCO design right now and wanted to make one of these too. Right now I'm just wondering if I should follow your changes or build the original one, because I'm running my Synth on a +/-12V power Supply. Thanks for the Help
      Leon

      Delete
    2. Yeah that, s a bit difficult. I've had my problems with this design and it's one of the earliest projects I posted. Although it works fine in my synth but only with 0-10Vpp signals. Because you're running it on 12V I advise you to build the LMNC version posted at the top of my article and go from there.

      Delete
  6. I run the converter on +/-12 volt, works just fine. Balanced pair for the 2N3904 and 1% resistors for the 10k and 2k2, resulting in no distortion above 8.5 KHz.

    ReplyDelete