Пристрої ефекту Distortion на транзисторах польових. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Пристрої ефекту Distortion на транзисторах польових. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Музиканту

Коментарі до статті

У статті розглянуто підсилювальні пристрої, що реалізують ефект Distortion для електрогітари. Це найбільш використовуваний електроакустичний ефект, який застосовують гітаристи протягом багатьох років, його звучання знайоме навіть виконавцю-початківцю. В даний час існує безліч видів пристроїв, що реалізують цей ефект, але вони відрізняються схемотехнічним побудовою і надають звучанню різний відтінок.

Пристрої, що описуються, за характером звучання нагадують ефект Distortion, що досягається в аналогічних конструкціях на електронних лампах, але виконані вони на польових транзисторах.

У порівнянні з біполярними транзисторами та електронними лампами польові транзистори (ПТ) з pn переходом мають ряд позитивних якостей: високий вхідний опір, можливість живлення низькою напругою (для зручності використання більшість подібних пристроїв живляться від компактної батареї напругою 9 В), малий шум, невелика нелінійність прохідні характеристики.

Мабуть, основний недолік цієї групи транзисторів - суттєвий розкид параметрів у межах навіть однієї партії, і це створює певні труднощі при налагодженні пристрою.

Вузли пристрою

Вхідний підсилювач здійснює попереднє посилення сигналу гітари, проводячи заодно (але не завжди) і частотну обробку сигналу: спад АЧХ на частотах нижче 100...700 Гц або виділення смуги частот в районі 0,6...1,5 кГц (або вище ). При використанні ПТ розумніше використовувати "ламповий" підхід до тембрової обробки сигналу, тобто застосовувати для формування тембру лише прості RC-фільтри.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 1

Після вхідного підсилювача сигнал обробляється обмежувачем. Для побудови "псевдолампового" обмежувача (незалежно від стилю музики, що виконується) найбільш підходить каскодна схема підсилювача-обмежувача, показана на рис. 1. Так як такий каскад здатний забезпечити високе посилення, навіть одного його достатньо для отримання овердрайву з красивим і приємним обмеженням і високою чутливістю.

У позиціях VT2 і VT4 бажано використовувати ПТ з напругою відсічення UOTC = 2...3 (КПЗОЗГ, КПЗОЗД, КПЗОЗЕ; J202; 2N5458 та ін), а в позиціях VT1, VT3 - КПЗОЗА, КПЗОЗБ, J201 (відсічка має бути в межах 0,7...1 В). Найкращі результати посилення в каскаді виходять у випадках, коли напруга відсічення у транзисторів VT2, VT4 приблизно втричі більше, ніж у VT1, VT3.

Діод ланцюга витоку VT1 служить збільшення максимального значення вхідного сигналу до розмаху приблизно 2 У.

АЧХ каскаду за схемою рис. 1 при посиленні близько 3000 має спад 6 дБ октаву на частотах вище 10 кГц. У позиції Л*5 не варто використовувати ПТ з великою вхідною ємністю, наприклад, 2SK117 та подібні, оскільки частота зрізу може зменшитися до 3 кГц.

Зниженню рівня власних шумів сприяє застосування малошумливих транзисторів. У позиціях VT1 і VT3 найбільше підходять КПЗОЗА, КПЗОЗБ; транзистори КПЗОЗЖ при аналогічних вольт-амперних характеристиках мають у смузі 80...5000 Гц рівень шуму приблизно 2...3 разу вище.

Так як коефіцієнт посилення по напрузі транзистора VT1 невеликий, то велике значення для мінімізації шуму всього каскаду має правильний вибір транзисторів VT2, VT4 - наприклад малошумного КПЗОЗГ; його ЕРС шуму вбирається у 0,3 мкВ (у смузі 80...5000 Гц). КПЗОЗД, КПЗОЗЕ мають, як правило, високу частоту поєднання надлишкових шумів і тому їх використання небажано (ЕДС шуму до 1,5 мкВ) З цієї ж причини небажано застосування ПТ серії КП302. Ще одна перевага вітчизняних ПТ серії КПЗОЗ – металевий корпус з окремим висновком, що теж допомагає у боротьбі з наведеннями.

Цей каскад малочутливий до пульсацій напруги, але чутливий до наведень мережі змінного струму, тому його обов'язково розміщують на металевому екрані, а виведення корпусу транзистора VT1 з'єднують із загальним проводом. Корпуси інших транзисторів серії КПОЗ також можна з'єднати із загальним проводом.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 2

До виходу обмежувача доцільно підключати темброблок. Його можна зібрати за класичними схемами. застосовуваним у пристроях відомих фірм Marshal, Fender (на рис. 2, а, б показані трисмугові регулятори) або скористатися більш простими варіантами, що змінюють спектр двох частотних смугах (схеми на рис. 2, в, г).

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 3

Після регуляторів тембру, мають великий вихідний опір, завжди корисно встановити повторювач також на ПТ, варіант якого показаний на рис. 3 як найпростіший, з безпосереднім зв'язком з резисторами темброблока. На рис. 4 показаний повторювач з генератором струму та додатковою RC-ланцюгом корекції АЧХ. Тут ємність конденсатора вибирають виходячи із спектру звучання гітари та необхідності його обмеження знизу.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 4

Якщо передбачається використання інструменту з гітарною акустичною системою (АС), яку музиканти називають "кабінетом", то на виході цього повторювача слід встановити регулятор рівня (його варіанти показані на наступних схемах) і на цьому заспокоїтись. Якщо ж АС - звичайна (широкосмугова), то з виходу повторювача сигнал корисно пропустити через ФНЧ, що послаблює частоти вище 5 кГц. Найкращі результати виходять при використанні фільтрів Бесселя або Баттерворта третього та більше порядку зі спадом 18 дБ на октаву та більше. Схеми, як і формули розрахунку частот зрізу таких фільтрів на повторювачах напруги, виконаних на ОУ, відомі [1, 2], тому їх тут не наводимо. Замість ОУ такі фільтри можна ставити повторювачі на ПТ. Слід лише пам'ятати, що вихідний опір повторювачів на ПТ становить 0,2... 1 кОм, і номінали резисторів у фільтрах краще вибирати інтервалі 47...470 кОм.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 5

При необхідності грати "в лінію" до будь-якого блоку ефекту Distortion корисно додати "емулятор кабінету", що формує АЧХ певного виду. Його можна зібрати повністю на польових транзисторах, наприклад за схемою рис. 5. На витоках ПТ напруга повинна становити +4,5 В. Для зниження чутливості до наведень корпусу транзисторів тут слід з'єднати із загальним проводом.

Перевагою використання ПТ замість ОУ є м'якість обмеження при перевантаженні, яке при використанні комплементарних ПТ симетрично. Щоб перевантажити пристрій, напруга на вході повинна бути не менше 4...5 подвійної амплітуди. На транзисторах VT1, VT2 зібраний смуговий фільтр з деякою подобою "резонансу" в області 100 Гц. Змістити центральну частоту цього фільтра, наприклад, вниз, можна пропорційно збільшивши ємність конденсаторів С1, С2. Висоту низькочастотного резонансу можна знизити, збільшивши опір резистора R3, при цьому знизиться і частота зрізу фільтра.

На транзисторах VT3-VT6 зібрано ФНЧ четвертого порядку з підйомом області 3...4кГц і спадом крутістю 24 дБ на октаву на частотах вище 5 кГц. АЧХ цього вузла подібна до характеристик емуляторів у відомих пристроях Sunsamp GT2 і Marshall Speaker-simulator.

В області "верхньої середини" тембр можна пом'якшити, зменшивши ємність конденсаторів C3 і С5 в 1 рази і в стільки ж разів збільшивши ємність С5 і С4.

Практичні варіанти пристроїв

Наведені нижче схеми - це різні комбінації представлених раніше каскадів, використаних у звичайних пристроїв обробки вузлах.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 6

Почнемо з відносно простої схеми пристрою (рис. 6), що формує сигнал на виході, подібний до сигналу на виході двокаскадного лампового обмежувача, в якому перша лампа посилює сигнал, а друга обмежує.

Функції вхідного підсилювача та обмежувача виконує один каскад з транзисторами VT1, VT2 та VT3, VT4 у каскодній схемі включення (як на рис. 1). Місткість конденсатора С2 підбирають "за смаком" під конкретний інструмент. Ступінь навантаження регулюється за допомогою змінного резистора R2 - від практично неспотвореного звуку до гарного соковитого овердрайву. На виході каскаду доданий простий повторювач і далі тембр сигналу регулюється звичайним "маршаллівським" темброблоком. Дільник R12R13 зменшує рівень вихідного сигналу на порядок і заодно знижує вплив вхідного опору наступного пристрою на роботу темброблока.

Такий пристрій буде дуже корисним любителям легких стилів, що використовують "правильну" гітарну АС. Воно добре відтворює "хардовський" звук сімдесятих років.

Пристрої ефекту Distortion на польових транзисторах
Рис. 7

Наступний варіант пристрою, схема якого показано на рис. 7 створює набагато більш "важкий" звук, без втрати його музичності.

Для отримання щільнішого звуку на вході доданий попередній підсилювач на VT1, VT2. Максимальний вхідний сигнал каскаду - до З подвійної амплітуди. Як VT1 бажано вибрати ПТ з напругою відсічення 1,5...2 В. На виході доданий найпростіший буферний каскад на двох ПТ. Початковий струм стоку у VT4 повинен бути меншим, ніж у VT3 При використанні типів ПТ, зазначених на схемі, ця вимога задовольняється практично завжди (для КПЗОЗЖ зазвичай початковий струм стоку - 0,5...0,8 мА, а для КПЗОЗА - 0,8 , 2 ... XNUMX мА).

Діоди VD3, VD4 обмежують сигнал на вході другого підсилювача до 1 В розмаху. Виняток цих діодів призводить до перевантаження по входу другого підсилювача і набагато менш музичному звуку на виході. Крім того, ланцюг C4R6VD3VD4 формує атаку звуку, так як для невеликих сигналів частота зрізу ФВЧ C4R3R6 близька до 70 Гц, а для великих сигналів діоди VD3, VD4 шунтують резистори фільтра і підвищують частоту зрізу, формуючи таким чином. Не лякайтеся наявності у схемі зустрічно-паралельно включених діодів; так часто їх включають в лампових попередніх підсилювачах і відомі виробники: взяти, наприклад, ламповий Marshall 900 preamp (тільки там діоди включені групою з п'яти штук, але обмежують сигнал точно так само).

Далі сигнал з движка регулятора ступеня спотворень надходить на каскодний підсилювач з динамічним навантаженням, зібраний на транзисторах VT5-VT10. Максимальний коефіцієнт посилення каскаду знижений до 700 установкою резистора R7 меншого опору (порівняно з резистором R3 на рис. 6), головне ж якість каскаду - плавне обмеження - при цьому збереглося. Коефіцієнт посилення каскаду регулюють за допомогою змінного резистора R8 в інтервалі 20...700.

Звук від обох пристроїв може бути значно обережним, якщо на їх вихід додати емулятор, зібраний за схемою рис. 5.

література

1. Джонсон Д., Мур Дж., Мур Г. Довідник з активних фільтрів. - М Енергоатоміздат, 1983.
2. Операційні підсилювачі та компаратори. Довідник - М: Додека-XXI, 2001, с. 53-58.

Автор: Д. Пустовий, м. Москва; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Музиканту.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Цифровий надгробок 25.05.2017

У Словенії, на цвинтарі міста Марібор з'явився перший у світі цифровий надгробок. Пам'ятник забезпечений датчиком присутності, міні-комп'ютером та 48-дюймовим екраном, який може показувати фото, відео та інший контент, завантажений замовником.

Пам'ятник має 48-дюймовий екран, який може показувати фото, відео та інший контент, завантажений замовником. За словами голови компанії-виробника Bioenergija Сасо Радовановиця (Saso Radovanovic), це може бути хоч цілий роман. Якщо поруч нікого немає, на моніторі відображається лише ім'я покійного та дати народження та смерті. Коли датчики фіксують появу відвідувача, вмикається трансляція. Така схема дозволяє раціонально витрачати енергію.

Проект інтерактивного надгробка було розроблено за сприяння професора Маріборського університету Мілана Зормана (Milan Zorman). За його словами, зараз створюється програма для смартфонів, яка буде взаємодіяти з пам'ятниками. Зокрема, воно дозволить прослуховувати записаний на них контент через навушники, щоб не шуміти на цвинтарі.

Вартість новинки – близько трьох тисяч євро.

Інші цікаві новини:

▪ Радар бачить крізь стіни

▪ Рішення від TI для побудови простої бездротової мережі до 100 вузлів

▪ Психологічна підготовка батьків допоможе їхнім дітям

▪ Матеріал із програмованим самознищенням

▪ Терміти для виробництва біопалива

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Історія техніки, технології, предметів навколо нас. Добірка статей

▪ стаття Водити за ніс. Крилатий вислів

▪ У чому полягала колоніальна експансія? Детальна відповідь

▪ стаття Десмургія, наука та накладення пов'язок. Медична допомога