DIY elemmel működő Overdrive pedál gitáreffektekhez: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

A zene vagy az elektronika iránti szeretet kedvéért ennek az utasításnak az a célja, hogy megmutassa, hogy az SLG88104V Rail to Rail I/O 375nA Quad OpAmp mennyire kritikus lehet a túlhajtási áramkörök forradalmasításában.

A piacon ma jellemző tipikus túlhajtási tervek 9V -on működnek. Azonban, amint itt kifejtettük, sikerült elérnünk egy túlhajtást, amely rendkívül gazdaságos az energiafogyasztásában, és olyan alacsony VDD -n működik, hogy csak két AA elemmel, három voltos feszültséggel képes működni hosszabb ideig és rendkívül hosszú élettartammal. A készülékben maradt akkumulátorok további megőrzése érdekében alapkivitelben a kioldáshoz mechanikus kapcsolót használnak. Ezen túlmenően, mivel az SLG88104V helyigénye kicsi, minimális elemhasználat mellett, kis méretű, könnyű pedált lehet készíteni, ha szükséges. Mindez a tetszetős hanghatásokkal kombinálva vezető overdrive dizájnt eredményez.

Az erősített gitárok az 1930 -as évek elején jelentek meg. Abban az időben azonban a korai felvételi művészek tiszta zenekari típusú hangokra törekedtek. A 40 -es években a DeArmond gyártotta a világ első önálló effektjét. De abban az időben az erősítők szelep alapúak és terjedelmesek voltak. A 40 -es években és az 50 -es években annak ellenére, hogy a tiszta hangok voltak elterjedtek, a versengő személyek és zenekarok gyakran az erősítő hangerejét túlhajtott állapotba kapcsolták, és a torzító hang egyre népszerűbb lett. A 60-as években 1964-ben és ugyanabban a korszakban kezdték el gyártani a tranzisztoros erősítőket a Vox T-60-mal, hogy megőrizzék a torzító hangot, amely akkoriban nagyon keresett volt.

1. lépés: Előfeltételek

A zenei jelek analóg vagy digitális feldolgozása új hatásokat eredményezhet, az aktív túlhajtási effektusok pedig újra létrehozzák a korai szelepes erősítők túlhajtott vágási hatásait.

Általában nemkívánatos és az erősítés szempontjából minimalizált, ennek a hatásnak az ellenkezője igaz. A vágás olyan frekvenciákat eredményez, amelyek nincsenek jelen az eredeti hangban, és amelyek részben a fellebbezés oka lehet az első időkben. Az erős és majdnem négyszöghullámú vágás nagyon hash hangokat hoz létre, amelyek inharmonikusak a szülőhanghoz képest, míg a lágy vágás harmonikus felhangokat hoz létre, és így általában az előállított hang a vágás és a frekvencia kimerülése mennyiségétől függ. Ennek a szerzőnek az a szilárd meggyőződése, hogy a túlhajtott pedál minősége attól függ, hogy az egész tartományban hány harmonikus és inharmonikus hang van, és képes -e megőrizni a harmonikus hangokat nagyobb erősítésen.

2. lépés: Áttekintés

Fentebb egy javasolt áramkör áttekintése látható, amelynek célja a meglévő jelek megőrzése és a túlhajtási hangok előállítása. Az SLG88104V használata lehetővé teszi az Overdrive pedál 3 V -os működését két AA elem használatával, amelyek sokkal szélesebb körben elérhetők és olcsóbbak, mint a 9 V -os PP3 elemek. Kívánt esetben AAA elemek is használhatók, bár az AA extra kapacitása több mint alkalmassá teszi. Ezenkívül az áramkör 4,5 V -os (1,5 V -os középvonal +3 V) vagy 6 V -os (3 V -os középvonal +3 V) feszültséggel működik, ha szükséges, bár nem szükséges.

Szelektív frekvenciaerősítés - fontos módosítás az erősítés alacsonyabb feszültségeken történő végrehajtásához.

3. lépés: Magyarázat és elmélet

Úgy döntünk, hogy az erősítő nem invertáló topológiáját használjuk a nyereség fokozatainak alapjául a nagy bemeneti impedancia és a könnyű frekvenciaválasztási beállítás miatt.

Lásd: Formula 1.

Amint láttuk, ennek a beállításnak a nyeresége kizárólag a visszajelzéstől függ. Ha ezt felüláteresztett topológiává konvertáljuk, akkor a nyereség a visszacsatolástól és a bemeneti frekvenciáktól függ bizonyos túlhajtási elrendezések szerint. Továbbá, ha a szűrő visszacsatolási áramköre megduplázódik, akkor a topológia a válaszadási erősítések egy tartományát alkalmazza a bemenetre, majd egy másik eltérő válaszerősítést.

Ez a beállítás egyaránt szolgálhat a tervezés tisztázására, és lehetővé teszi a frekvencia nagyobb irányú / szelektív erősítését. Az alábbiakban az ilyen elrendezés diagramja érdekes következtetéseket vonó képletekkel látható. Ez a topológia egy fontos pont, amelyre a végső túlhajtási áramkör támaszkodik, és amely többször is magában foglalja a fő magot a működő modell fenntartása érdekében.

Ha kicsit egyszerűbbnek szeretnénk nézni a dolgokat, egy bizonyos f gyakoriságnál a Formula 2 -t és a Formula 3 -at használjuk.

Az AGain tényleges egyenlete egy adott f frekvencián tehát a 4 -es képlet, amely tovább bomlik, és így végleges 5 -ös képletet kap.

Mint nyilvánvaló, ez analóg a fenti egyszerűsített egyenletek hozzáadásával, kivéve az erősítő eredendő egységnyereségét, amely állandó. Összefoglalva, az egyes felüláteresztett visszacsatolási topológia szakaszok frekvencia -válasznövekedése összetett.

Az ilyen elrendezések célja a bemeneti jel egyenletesebb erősítése a frekvenciatartományban, így magasabb frekvenciákon, ahol az OpAmp erősítése csökken, nagyobb erősítést tudunk bevezetni. Alacsony feszültségen a hang megőrizhető az alacsony frekvenciákon keresztül, annak ellenére, hogy a fejtér nem túl magas.

4. lépés: Áramköri diagram

5. lépés: Az áramkör magyarázata

Az SLG88103/4V veleszületett bemeneti védelmet tartalmaz a túlfeszültség megelőzése érdekében. A túlhajtás bemenetének kezdeti szakaszában extra védő diódákat adtak hozzá a nagyobb tervezés érdekében.

Az első szakasz erősítése első lépcsős nagy impedanciájú pufferként működik, és kezdetben felerősödik, hogy felkészüljön a túlhajtási szakaszra. Az erősítés kettő körül van, bár a gyakoriságtól függően változik. Ebben a szakaszban ügyelni kell arra, hogy az erősítés alacsony maradjon, mivel minden erősítés ebben a szakaszban a túlhajtási erősítésbe szorozódik.

A túlhajtási szakaszig, ahol a jel nagy erősítésen megy keresztül, a frekvenciaszelektív erősítés ismét biztosítja, hogy a magasabb frekvenciák megnöveljék a következetesebb erősítést, és egymás után két diódával vágást indukálunk előrevezető módban. Egy egyszerű aluláteresztő szűrő képezi a hangot, és ez egyszerű térfogat -potenciométerhez és pufferhez vezet a kimenet meghajtásához.

A fedélzeti működési erősítők közül csak hármat használnak, és az utolsó fennmaradó kábelt megfelelően csatlakoztatják a „nem használt OpAmps megfelelő beállítása” szerint. Kívánt esetben 2 db SLG88103V használható az egyetlen SLG88104V helyett.

Az alacsony teljesítményű fénykibocsátó dióda bekapcsolt állapotot jelez. Az alacsony teljesítményű változat fontosságát nem lehet lebecsülni az SLG88104V alacsony nyugalmi áramai és futóteljesítménye miatt. A fő áramfogyasztás az áramkörből a teljesítményjelző LED lesz.

Valójában a rendkívül alacsony 375 nA nyugalmi áram miatt az SLG88104V teljesítménye nagyon kicsi. Az áramkiesés nagy része az aluláteresztő kondenzátorok és az emitterkövető ellenállás leválasztásával történik. Ha a teljes áramkör nyugalmi áramának áramfelvételét mérjük, akkor az csak körülbelül 20 µA lesz, és a gitár működése közben maximum 90 µA -ra nő. Ez nagyon kicsi a LED által fogyasztott 2 mA -hez képest, és ezért szükséges az alacsony fogyasztású LED használata. Megbecsülhetjük, hogy egyetlen AA alkáli elem átlagos élettartama, amikor teljesen lemerül 1 V -ról, körülbelül 2000 mAh*, 100 mA kisütési sebesség mellett. Egy tisztességes, új, 3 V -os akkumulátorpárnak 4000 mAh -t meghaladó forrást kell biztosítania. Ha a LED a helyén van, áramkörünk 1,75 mA -es feszültséget mér, amiből megbecsülhetjük a 2285 órás vagy 95 napos folyamatos használatot. Mivel a túlhajtások aktív áramkörök, a túlhajtás minimális áramfelhasználás mellett „pokoli rúgást” okozhat. Mellékben meg kell jegyezni, hogy két AAA elemnek körülbelül az AA idő fele kell tartania.

Az alábbiakban ennek a túlhajtási áramkörnek a működési modellje látható. Nyilvánvaló, hogy minden pedálhoz hasonlóan a felhasználónak is módosítania kell a beállításokat, hogy megtalálja a számára leginkább megfelelő hangot. Úgy tűnt, hogy az erősítő közepének és mélyhangjának magasabbra állítása a magas hangnál nagyon hűvös overdrive hangokat ad nekünk (mivel a magas hangzás durvább volt). Ekkor hasonlított a melegebb, régimódi hangtípusra.

Az SLG88104V aprócsomagja és nagyon alacsony energiafogyasztása miatt sikerült elérnünk egy kis teljesítményű túlhajtási pedált, amely kevésbé terjedelmes, és csak két ceruza típusú elemmel működik hosszú ideig.

Az AA elemek könnyebben beszerezhetők, és fennáll annak a lehetősége, hogy egyetlen munkaegység élettartama alatt sem cserélik őket, ami rendkívül egyszerű karbantartást és környezetbarát. Ezenkívül kis számú külső alkatrészből építhető, így olcsó, könnyen elkészíthető és könnyű, mint korábban említettük.

* Forrás: Energizer E91 adatlap (lásd oszlopdiagram), powerstream.com

Következtetések

Ebben az utasításban kisfeszültségű kis teljesítményű túlhajtó pedált készítettünk.

A GreenPAK vegyes jelű IC -jeinek és más digitális félvezetőknek az analóg feldolgozásának kezelése mellett a GreenPAK Rail -Rail vasúti kisfeszültségű, alacsony áramú OpAmp -jait is hasznosnak bizonyították túlhajtási áramkörökben. Sok más alkalmazásban önállóak, és különösen előnyösek az áramérzékeny alkalmazásokban.

Ezenkívül, ha annyira érdekli az áramkör, hogy saját IC terveit programozza, bátran töltse le az ilyen tervekhez hasznos GreenPAK szoftverünket, vagy nézze meg a weboldalunkon elérhető, már elkészült GreenPAK Design Files fájlokat. A tervezés még egyszerűbb lehet, mindössze annyit kell tennie, hogy csatlakoztatja a GreenPAK Development Kit -et a számítógépéhez, és megnyomja a programot az egyéni IC létrehozásához.