Двухдиапазонный компрессор для гитары / баса: 4 ступени (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Предыстория:

Мой друг, играющий на бас-гитаре, женился, и я хотел сделать ему что-то оригинальное. Я знал, что у него есть несколько педалей эффектов для гитары / баса, но я никогда не видел, чтобы он использовал компрессор, поэтому спросил. Он немного пристрастился к функциям, поэтому он сказал мне, что единственные компрессоры, которые стоит использовать, - это многополосные, с множеством регуляторов, с которыми можно поиграть. Я понятия не имел, что такое многополосный компрессор, поэтому я погуглил и нашел несколько примеров схем (например, здесь и здесь). Зная, что моему другу не понравится скудная пятикнопочная педаль, я решил разработать свой собственный двухдиапазонный (ну, не «мульти», но хорошо…) компрессор.

Бонусный вызов:

Не допускается использование интегральных схем - только дискретные компоненты и транзисторы. Почему? Многие компрессоры основаны на интегральных схемах, таких как умножители или усилители крутизны. Хотя эти микросхемы получить невозможно, они все же являются препятствием. Я хотел избежать этого, а также отточить свои навыки в области проектирования дискретных схем.

В этом руководстве я расскажу о схеме, которую я придумал и которую создал, и о том, как настроить дизайн по своему вкусу. Большинство частей схемы не особо оригинальны. Тем не менее, я советую не строить эту педаль от А до Я без собственного макета / тестирования / прослушивания. Полученный опыт будет стоить потраченного времени.

Что делает (двухдиапазонный) компрессор?

Компрессор ограничивает динамический диапазон сигнала (см. Изображение осциллографа). Входной сигнал, содержащий как очень громкие, так и тихие части, будет преобразован в выходной сигнал с меньшим изменением громкости. Думайте об этом как об автоматическом регуляторе громкости. Компрессор делает это, делая краткосрочную оценку «размера» гитарного сигнала, а затем соответствующим образом регулируя усиление или затухание. Это отличается от искажения / клиппера в том смысле, что искажение действует на сигнал мгновенно. Компрессор, хотя в строгом смысле не является линейной схемой, не (или не должен) вносить много искажений.

Двухдиапазонный компрессор разделяет входной сигнал на две полосы частот (высокую и низкую), сжимает обе полосы по отдельности и затем суммирует результаты. Очевидно, что это дает гораздо больший контроль за счет более сложной схемы.

Что касается звука, компрессор делает ваш гитарный сигнал более «плотным». Это может быть от довольно тонкого, упрощающего микширование сигнала с остальной группой во время записи, до очень откровенного, придающего гитаре ощущение «кантри».

Здесь и здесь можно найти полезную дополнительную литературу по компрессорам.

Шаг 1: Схема

Схема состоит из 4-х основных блоков:

1. входной каскад и полосовой фильтр,
2. высокочастотный компрессор,
3. низкочастотный компрессор,
4. Сумма и выходной каскад.

Входной этап:

Q1 и Q3 образуют буфер и фазоделитель с высоким импедансом. Буферизованный вход, vbuf, находится на эмиттере Q1, а также инвертирован по фазе на эмиттере Q3. Если вы используете очень высокие входные сигналы (> 4Vpp), S2 предлагает способ ослабить вход (за счет шума), поскольку мы хотим, чтобы входной каскад работал линейно. R3 регулирует точку смещения Q1 так, чтобы получить максимальный динамический диапазон от входного каскада. В качестве альтернативы вы можете увеличить напряжение питания со стандартных 9 В для педалей до более высоких, например 12 В, за счет необходимости пересчета всех точек смещения.

Q2 и окружающие его пассивные компоненты образуют хорошо известный фильтр нижних частот Sallen & Key. Теперь вот как работает разделение полосы: на эмиттере Q2 вы найдете фазоинвертированный низкочастотный вход. Он добавляется к входному сигналу через R12 и R13 и буферизуется Q4. Таким образом, vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Регулировка частоты нижних частот фильтра (R8, управление кроссовером) также соответственно регулирует выходную частоту верхних частот, поскольку согласно предыдущей формуле мы также имеем vhf + vlf = vbuf. Таким образом, мы получаем простое дополнительное разделение звука на высокие и низкие частоты с помощью одного фильтра. В примере Build-Your-Own-Clone, приведенном во введении, State-Variable-Filter дает эту задачу разделения полосы. В дополнение к нижним и верхним частотам SVR также может давать полосовой выход, однако здесь нам это не нужно, так что это проще. Одно предостережение: из-за пассивного добавления в R12 и R13 УКВ фактически вдвое меньше. Вот почему -vlf на эмиттере Q2 также делится на два, используя R64 и R11. В качестве альтернативы, поместите коллекторный резистор, в два раза превышающий сопротивление эмиттерного резистора, на Q4 и работайте с уменьшенным динамическим диапазоном, или воспользуйтесь другим способом.

Ступени компрессора:

Обе ступени компрессора низкой и высокой частоты работают одинаково, поэтому я расскажу о них за один раз, ссылаясь на ступень высокого компрессора схемы (средний блок, куда входит ОВЧ). Центральные части, где происходит все «действие» сжатия, - это R18 и JFET Q19. Хорошо известно, что полевой транзистор JFET можно использовать в качестве резистора с регулируемым напряжением. C9, R16 и R17 гарантируют, что Q19 реагирует более или менее линейно. R18 и Q19 образуют делитель напряжения, управляемый vchf. Напряжение смещения vbias для JFET, полученное из Q18, должно быть установлено (R56) так, чтобы JFET был слегка зажат: вставьте синусоидальный сигнал 1Vpp на C6 и заземлите vchf, затем регулируйте R56 до тех пор, пока синусоидальный сигнал не будет обнаружен на нем без ослабления. сток JFET.

Далее идут Q5 и Q6, которые образуют усилитель с максимальным x50 и минимальным x3, управляемый R25 (sense hf). Q7 и Q8 вместе с фазоинвертором Q22 образуют пиковые детекторы усиленного сигнала. Пики обоих скачков сигнала (восходящего и нисходящего) обнаруживаются и «сохраняются» в виде напряжения на C14. Это напряжение vhcf, которое контролирует, насколько JFET Q19 «открыт» и, следовательно, насколько ослабляется входящий сигнал: представьте себе входящий большой скачок сигнала (в положительном или отрицательном направлении). Это приведет к зарядке C14, поэтому JFET Q19 станет более проводящим. Это, в свою очередь, снижает сигнал, поступающий в усилитель Q5-Q6.

Скорость, с которой происходит обнаружение пика, определяется R33 (атака HF). Как долго пик будет влиять на следующий сигнал, определяется постоянной времени C14 x R32 (сустейная hf). Вы можете поэкспериментировать с постоянными времени, изменив R33, R32 или / и C14.

Как уже говорилось, НЧ-часть (нижний блок схемы) работает идентично, однако выходной сигнал теперь снимается с коллектора фазоинвертора Q12. Это необходимо для сдвига фазы -vlf на 180 градусов в полосовом фильтре.

Цепь вокруг Q16 и Q21 представляет собой драйвер светодиода, который обеспечивает визуальную индикацию активности на каждом канале. Если светодиод D6 горит, это означает, что происходит сжатие.

Сумма и выходной каскад:

Наконец, оба сжатых полосовых сигнала vlfout и vhfout добавляются с помощью потенциометра R53 (тональный сигнал), буферизируются эмиттерным повторителем Q15 и передаются внешнему миру через регулятор уровня R55.

В качестве альтернативы можно отвести ослабленные сигналы на стоках полевых транзисторов JFET и компенсировать ослабление с помощью дополнительных усилителей (это называется «подпитывающим» усилением). Преимущество этого заключается в менее искаженном начальном ответном сигнале: при обнаружении первого короткого пика вполне вероятно, что сигнал будет несколько искажен / ограничен усилителем Q5-Q6 (Q10-Q11), поскольку детекторам требуется время для ответа. и нарастить напряжение на конденсаторах детектора C14 / C22. Усилители с внутренним усилением потребуют еще 4 транзистора.

Ничто в схеме не является критичным с точки зрения компонентов. Биполярные транзисторы можно заменить любым обычным малосигнальным транзистором. Для полевых транзисторов используйте типы с низким напряжением отсечки, предпочтительно несколько согласованные, поскольку цепь смещения истока обслуживает оба типа. В качестве альтернативы, продублируйте схему смещения (Q18 и компоненты вокруг нее), чтобы каждый полевой транзистор имел свое собственное смещение.

Шаг 2: построение схемы

Схема была распаяна на перфорированной плате, см. Рисунки. Он был вырезан именно такой формы, чтобы соответствовать корпусу с разъемами (см. Следующий шаг). При сборке схемы лучше всего регулярно проверять подсхемы с помощью цифрового вольтметра, функционального генератора и осциллографа.

Шаг 3: Жилье

Если есть один шаг, который мне меньше всего нравится в педалировании, так это сверление отверстий в корпусе. Я использовал предварительно просверленный корпус в стиле 1590BB из интернет-магазина под названием Das Musikding, чтобы дать мне фору:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, где я также купил 16-миллиметровые горшки, ручки и резиновые ножки для корпуса. Остальные отверстия просверлены согласно прилагаемому проекту. Дизайн был нарисован в Inkscape, продолжая тему «Rage Comic» моих других педалей Instructables. К сожалению, большая и маленькая ручки имеют разный зеленый оттенок: - /.

Инструкции по рисованию и художественному оформлению можно найти здесь.

Пластиковая крышка контейнера для еды на вынос была вырезана по форме макета и помещена между печатной платой и горшками, чтобы сформировать изоляцию. Прямо под крышкой корпуса 1590BB кусок картона, вырезанный по размеру, имеет то же предназначение.

Шаг 4. Подключите все…

Припаяйте провода к горшкам и переключателям перед установкой изолятора и печатной платы. Затем подключите все к верхней части платы. Распечатайте уменьшенную копию схемы для обслуживания, сложите и поместите внутрь корпуса. Закройте корпус и готово!

Удачной игры! Комментарии и вопросы приветствуются! Дайте мне знать, если вы создадите этот потрясающий компрессор с перегруженными функциями.

РЕДАКТИРОВАТЬ: первый звуковой сэмпл - это чистый «сухой» гитарный рифф, второй сэмпл - это тот же рифф, который пропущен через компрессор без дополнительной обработки. На скриншотах вы можете увидеть влияние на форму волны. Ясно, что сжатая форма волны, ну, сжатая.