Dvojpásmový gitarový/basový kompresor: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Príbeh pozadia:

Môj priateľ hrajúci na basu sa ženil a chcel som mu postaviť niečo originálne. Vedel som, že má veľa pedálov na gitaru/basu, ale nikdy som ho nevidel používať kompresor, a tak som sa spýtal. Je trochu závislý na funkciách, a tak mi povedal, že jediné kompresory, ktoré sa oplatí používať, sú viacpásmové a veľa gombíkov, s ktorými sa môžete hrať. Netušil som, čo je to viacpásmový kompresor, a tak som googlil a našiel som niekoľko príkladov schém (ako tu a tu). Vedel som, že môj priateľ by nebol spokojný s chudobným 5 tlačidlovým pedálom, rozhodol som sa navrhnúť vlastný dvojpásmový (nie „viac“, ale dobre …) kompresor.

Bonusová výzva:

Nie sú povolené žiadne integrované obvody - iba diskrétne súčiastky a tranzistory. Prečo? Mnoho kompresorov je založených na integrovaných obvodoch, ako sú multiplikátory alebo transkonduktančné zosilňovače. Aj keď nie je možné získať tieto integrované obvody, stále predstavujú bariéru. Chcel som sa tomu vyhnúť a tiež zdokonaliť svoje schopnosti v oblasti dizajnu diskrétnych obvodov.

V tomto návode sa podelím o obvod, s ktorým som prišiel a bol a ako doladiť dizajn podľa vlastných predstáv. Väčšina častí obvodu nie je nijako zvlášť originálna. Odporúčam však nerobiť tento pedál od A po Z bez toho, aby ste si sami robili chleba/testovali/počúvali. Skúsenosti, ktoré získate, budú stáť za investovaný čas.

Čo robí (dvojpásmový) kompresor?

Kompresor obmedzuje dynamický rozsah signálu (pozri obrázok rozsahu). Vstupný signál s veľmi hlasnými aj mäkkými časťami bude transformovaný na výstup, ktorý bude celkovo menej meniť hlasitosť. Predstavte si to ako automatické ovládanie hlasitosti. Kompresor to urobí tak, že urobí krátkodobý odhad „veľkosti“signálu gitary a podľa toho upraví zosilnenie alebo útlm. To sa líši od skreslenia/strihača v tom zmysle, že skreslenie funguje okamžite na signáli. Kompresor, hoci v pravom zmysle slova nie je lineárny obvod, neprispieva (alebo by nemal) k výraznému skresleniu.

Dvojpásmový kompresor rozdeľuje vstupný signál na dve frekvenčné pásma (vysoké a nízke), komprimuje obe pásma oddelene a potom sumarizuje výsledky. Očividne to umožňuje oveľa väčšiu kontrolu, na úkor komplikovanejšieho obvodu.

Zvukovo kompresor robí signál vašej gitary „tesnejším“. To môže ísť od celkom jemných, čo uľahčuje zmiešanie signálu so zvyškom pásma počas nahrávania, až po veľmi otvorené, čo dáva gitare pocit „country“.

Tu a tu je uvedených niekoľko dobrých ďalších informácií o kompresoroch.

Krok 1: Schéma

Obvod pozostáva zo 4 hlavných blokov:

1. vstupný stupeň a pásmový delený filter,
2. vysokofrekvenčný kompresor,
3. nízkofrekvenčný kompresor,
4. súčet a výstupný stupeň.

Vstupná fáza:

Q1 a Q3 tvoria vyrovnávaciu pamäť s vysokou impedanciou a rozdeľovač fáz. Pufrovaný vstup vbuf sa nachádza na vysielači Q1 a tiež fázovo invertovaný na vysielači Q3. V prípade, že používate veľmi vysoké vstupné signály (> 4Vpp), S2 ponúka spôsob, ako stlmiť vstup (na úkor šumu), pretože chceme, aby vstupný stupeň fungoval lineárne. R3 upravuje bod predpätia Q1 tak, aby zo vstupného stupňa získal maximálny dynamický rozsah. Alternatívne môžete zvýšiť napájacie napätie z pedálového štandardného 9V na niečo vyššie ako 12V, na úkor nutnosti prepočítať všetky body predpätia.

Q2 a pasívne komponenty okolo neho tvoria dobre známy dolnopriepustný filter Sallen & Key. Teraz rozdelenie pásma funguje takto: na vysielači Q2 nájdete fázovo invertovaný nízkopriepustný vstup. Toto je pridané k vstupnému signálu cez R12 a R13 a uložené do vyrovnávacej pamäte pomocou Q4. Teda vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Úpravou dolnopriepustnej frekvencie filtra (R8, krížové ovládanie) sa podľa toho upraví aj vysokofrekvenčný výstup, pretože podľa predchádzajúceho vzorca máme aj vhf + vlf = vbuf. Máme teda jednoduché doplnkové rozdelenie zvuku na vysoké a nízke frekvencie z jedného filtra. V príklade Build-Your-Own-Clone uvedenom v úvode je tejto premennej pásma priradený filter premenných stavu. Okrem nízkych a vysokých priepustov môže SVR poskytovať aj pásmový výstup, ale tu to nepotrebujeme, takže je to jednoduchšie. Jedna námietka: v dôsledku pasívneho pridávania v R12 a R13 je vhf v skutočnosti iba polovičná veľkosť. Preto je -vlf na vysielači Q2 tiež delené dvoma pomocou R64 a R11. Alternatívne umiestnite kolektorový odpor dvojnásobnej hodnoty ako odpor emitora na Q4 a žijte so zníženým dynamickým rozsahom, alebo stratu zachyťte iným spôsobom.

Stupne kompresora:

Nízko aj vysokofrekvenčné kompresorové stupne fungujú identickým spôsobom, preto ich prediskutujem naraz a odvolám sa na stupeň vysokého kompresora schémy (stredný blok, do ktorého vstupuje vhf). Centrálnymi časťami, kde dochádza ku všetkým „akčným“akciám kompresie, sú R18 a JFET Q19. Je dobre známe, že JFET môže byť použitý ako odpor s premenlivým napätím. C9, R16 a R17 zaisťujú, že Q19 reaguje viac -menej lineárne. R18 a Q19 tvoria delič napätia riadený vchf. Predpätie vbias pre JFET, odvodené od Q18, musí byť nastavené (R56) tak, aby bol JFET mierne odrezaný: vložte 1Vpp sínus na C6 a uzemnenie vchf, potom upravujte R56, kým sa sínusový signál nenachádza neoslabený na odtok JFET.

Ďalej sú to Q5 a Q6, ktoré tvoria zosilňovač max. Okolo x50 a min x3, riadený R25 (sense hf). Q7 a Q8 spolu s fázovým meničom Q22 tvoria špičkové detektory zosilneného signálu. Piky obidvoch odchýlok signálu (stúpania a klesania) sa detegujú a „udržujú“ako napätie na C14. Toto napätie je vhcf, ktoré riadi, ako veľmi je JFET Q19 „otvorený“, a teda ako veľmi je prichádzajúci signál zoslabený: predstavte si veľký vstup signálu (buď v pozitívnom alebo negatívnom smere). To spôsobí nabitie C14, takže JFET Q19 bude vodivejší. To zase znižuje signál vstupujúci do zosilňovača Q5-Q6.

Rýchlosť, s ktorou prebieha detekcia píkov, je určená R33 (útok HF). Ako dlho bude mať vrchol vplyv na nasledujúci signál, je určený časovou konštantou C14 x R32 (sustain hf). Možno budete chcieť experimentovať s časovými konštantami zmenou R33, R32 alebo C14.

Ako bolo povedané, časť LF (blok spodnej časti schémy) funguje identicky, výstup je však teraz odobratý z kolektora fázového meniča Q12. To má zachytiť 180 -stupňový fázový posun -vlf vo filtri rozdelenom na pásmo.

Obvod okolo Q16 a Q21 je ovládač LED, ktorý poskytuje vizuálnu indikáciu aktivity na kanál. Ak LED D6 svieti, znamená to, že dochádza k kompresii.

Súčet a výstupná fáza:

Nakoniec sa signály komprimovaného pásma vlfout a vhfout pridajú pomocou potenciometra R53 (tón), uložia do vyrovnávacej pamäte s emitorovým sledovačom Q15 a predložia vonkajšiemu svetu pomocou ovládača úrovne R55.

Alternatívne je možné poklepať na zoslabené signály na kanáloch JFETS a vykonať útlm pomocou prídavných zosilňovačov (tomu sa hovorí zisk „make-upu“). Výhodou je menej skreslený signál počiatočnej odozvy: ako sa detekuje prvý krátky vrchol, je pravdepodobné, že signál bude trochu skreslený/orezaný zosilňovačom Q5-Q6 (Q10-Q11), pretože detektory potrebujú čas na odpoveď a vytvorte napätie na kondenzátoroch detektora C14/C22. Zosilňovače zosilnenia make-upu by vyžadovali ďalšie 4 tranzistory.

Nič na obvode nie je z hľadiska komponentov veľmi dôležité. Bipolárne tranzistory je možné nahradiť akýmkoľvek bežným malým signálnym tranzistorom rôznych záhradných typov. Pre JFET používajte nízkonapäťové typy napätia, výhodne trochu zodpovedajúce, pretože obvod predpätia zdroja slúži obom. Prípadne duplikujte obvod predpätia (Q18 a komponenty okolo neho), aby mal každý JFET svoje vlastné zaujatie.

Krok 2: Budovanie obvodu

Obvod bol spájkovaný na kúsku perfboardu, viď obrázky. Bol vyrezaný v tomto konkrétnom tvare, aby zodpovedal krytu s konektormi (pozri ďalší krok). Pri zostavovaní obvodu je najlepšie pravidelne testovať pod obvody pomocou DVM, funkčného generátora a osciloskopu.

Krok 3: Bývanie

Ak sa mi na stavbe pedálov najmenej páči jeden krok, je to vŕtanie dier v kryte. Na náskok som použil predvŕtaný kryt v štýle 1590BB z internetového obchodu s názvom Das Musikding:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, kde som tiež kúpil 16 mm hrnce, gombíky a gumené nožičky pre puzdro. Ostatné otvory boli vyvŕtané podľa priloženého návrhu. Dizajn bol vypracovaný v Inkscape a pokračuje na tému „Rage Comic“v mojom inom pedálovom návode. Bohužiaľ, veľké a malé gombíky majú iný zelený odtieň:-/.

Návody na maľovanie a výtvarné práce nájdete tu.

Plastové veko nádoby na jedlo s jedlom bolo vyrezané v tvare dosky na chlieb a vložené medzi dosku s obvodmi a hrnce, aby vytvorilo izoláciu. Hneď pod vekom krytu 1590BB má kus kartónu narezaný na rovnakú veľkosť rovnaký účel.

Krok 4: Zapojte všetko…

Pred umiestnením izolátora a dosky plošných spojov spájkujte drôty s kvetináčmi a spínačmi. Potom všetko zapojte na hornú stranu dosky. Vytlačte si malú kópiu obvodu na údržbu, zložte ho a umiestnite do krytu. Zatvorte kryt a máte hotovo!

Veselé hranie! Pripomienky a otázky vítané! Dajte mi vedieť, ak postavíte tento úplne úžasný kompresor preťažený funkciami.

EDIT: prvá zvuková ukážka je čistý 'suchý' gitarový riff, druhá vzorka je rovnaký riff odoslaný cez kompresor bez ďalšieho spracovania. Na snímkach obrazovky môžete vidieť vplyv na priebeh. Je zrejmé, že komprimovaný tvar vlny je komprimovaný.