Pedală DIY Overdrive cu baterie pentru efecte de chitară: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Pentru dragostea de muzică sau pentru dragostea de electronică, scopul acestui Instructable este de a arăta cât de critic poate fi SLG88104V Rail to Rail I / O 375nA Quad OpAmp cu puterea sa redusă și avansurile de joasă tensiune pentru a revoluționa circuitele de overdrive.

Modelele tipice de overdrive de pe piață rulează astăzi la 9V. Cu toate acestea, așa cum am explicat aici, am reușit să obținem un overdrive extrem de economic în ceea ce privește consumul de energie și funcționează pe un VDD atât de scăzut încât poate funcționa folosind doar două baterii AA la trei volți pentru perioade prelungite și o durată de viață extrem de lungă. Pentru a păstra în continuare bateriile rămase în unitate, este utilizat standard un comutator mecanic pentru decuplare. În plus, deoarece amprenta SLG88104V este mică, cu o cantitate minimă de baterii utilizate, se poate realiza o pedală mică, dacă este dorită. Toate acestea, combinate cu efecte sonore plăcute, îl fac un design de top overdrive.

Chitare amplificate au apărut la începutul anilor 1930. Cu toate acestea, la acea vreme, artiștii de înregistrări timpurii se străduiau să obțină sunete de tip orchestră curate. În anii 40, DeArmond a produs primul efect independent din lume. Dar la acea vreme amplificatoarele erau bazate pe supape și voluminoase. În anii '40 și până în anii '50, chiar dacă tonurile curate erau predominante, indivizii și trupele competitive își ridicau frecvent volumul amplificatorilor până la starea de overdrive, iar sunetul de distorsiune a devenit din ce în ce mai popular. În anii 60, amplificatoarele cu tranzistoare au început să fie fabricate cu Vox T-60, în 1964 și în aceeași epocă, pentru a păstra în continuare sunetul de distorsiune, care era foarte căutat în acel moment, s-a născut primul efect de distorsiune.

Pasul 1: premise

Prelucrarea analogică sau digitală a semnalelor muzicale poate oferi noi efecte, iar efectele overdrive active recreează efectele de decupare overdrive ale acelor amplificatoare de supapă timpurii.

De obicei nedorite și minimizate în ceea ce privește amplificarea, opusul este adevărat în ceea ce privește acest efect. Clipping produce frecvențe care nu sunt prezente în sunetul original și care ar fi putut fi parțial motivul atracției sale în primele zile. Decuparea puternică și aproape cu unghi pătrat produce sunete foarte hash, care sunt inarmonice față de tonul său părinte, în timp ce decuparea moale produce tonuri armonice și, în general, sunetul produs depinde de cantitatea de decupare și epuizare cu frecvență. Credința puternică a acestui autor este că calitatea unei pedale overdrive depinde de proporția dintre tonurile armonice față de cele armonice în toată gama sa și de capacitatea sa de a păstra tonurile armonice la amplificări mai mari.

Pasul 2: Prezentare generală

Mai sus este o prezentare generală a unui circuit propus, al cărui scop este să păstreze semnalele existente și să producă acele sunete overdrive. Folosirea SLG88104V permite o pedală Overdrive care rulează pe 3 V folosind două baterii AA, care sunt mult mai disponibile și sunt mai puțin costisitoare de achiziționat decât bateriile PP3 de 9 V. Dacă se dorește, bateriile AAA pot fi utilizate în schimb, deși capacitatea suplimentară a AA o face mai mult decât aptă. Mai mult, circuitul va putea funcționa pe 4,5 V (linia centrală de 1,5 V +3 V) sau 6 V (linia centrală de 3 V +3 V), dacă se dorește, deși nu este necesar.

Amplificare selectivă a frecvenței - modificare importantă pentru a realiza amplificarea la tensiuni mai mici.

Pasul 3: Explicație și teorie

Alegem să folosim topologia fără inversare a amplificatorului ca bază pentru etapele de câștig datorită impedanței sale mari de intrare și adaptării ușoare pentru selectarea frecvenței.

Vezi Formula 1.

După cum am văzut, câștigul în acest set este condiționat doar de feedback. Dacă convertim aceasta ca o topologie de trecere înaltă, câștigul va depinde de feedback-ul și frecvențele de intrare, conform unor aranjamente de overdrive. Mai mult, dacă circuitul de feedback al filtrului este dublat, atunci topologia va aplica o intrare de câștiguri de reacție la intrare și apoi un alt set diferit de câștiguri de reacție.

Această configurare poate servi atât pentru a clarifica designul, cât și pentru a permite o amplificare direcțională / selectivă mai frecventă. Mai jos este diagrama unui astfel de aranjament cu formule care produc concluzii interesante. Această topologie este un esență importantă pe care se bazează circuitele finale de overdrive, care o vor încorpora ca nucleu principal de mai multe ori pentru a menține un model de lucru.

Pentru a privi lucrurile puțin mai simplu, pentru o anumită frecvență f folosim Formula 2 și Formula 3.

Ecuația efectivă pentru AGain la o anumită frecvență f este astfel Formula 4 care se descompune în continuare pentru a produce o Formula 5 finală.

După cum este evident, acest lucru este analog cu adăugarea ecuațiilor simplificate de mai sus, cu excepția câștigului inerent al unității amplificatorului care este constant. În rezumat, câștigul răspunsului în frecvență al fiecărui picior de topologie cu feedback de trecere înaltă este compus.

Scopul unor astfel de aranjamente este de a obține o amplificare mai uniformă a semnalului de intrare peste gama de frecvențe, astfel încât la frecvențe mai mari în care câștigul OpAmp este redus, putem introduce un câștig mai mare. La tensiuni joase, sunetul poate fi păstrat prin acele frecvențe joase, chiar dacă spațiul pentru cap nu este foarte mare.

Pasul 4: Diagrama circuitului

Pasul 5: Circuitul explicat

SLG88103 / 4V încorporează protecție de intrare înnăscută pentru a preveni supratensiunea la intrările sale. Au fost adăugate diode de protecție suplimentare în etapa inițială a intrării overdrive pentru o rezistență suplimentară a designului.

Amplificarea în prima etapă acționează ca un tampon de impedanță ridicată în prima etapă și se amplifică inițial pentru a se pregăti pentru etapa de overdrive. Câștigul este de aproximativ două, deși variază în funcție de frecvență. În acest stadiu trebuie să se acorde atenție pentru a se asigura că amplificarea rămâne scăzută, deoarece orice amplificare din acest stadiu este înmulțită în amplificarea overdrive.

După etapa de overdrive, unde semnalul va suferi câștiguri mari, amplificarea selectivă a frecvenței asigură din nou că frecvențele mai mari obțin acel impuls pentru o amplificare mai consistentă și, consecutiv, inducem decuparea folosind două diode în modul conductiv înainte. Un filtru simplu low pass formează tonul, iar acest lucru duce la un potențiometru de volum simplu și un tampon pentru a conduce ieșirea.

Doar trei dintre amplificatoarele operaționale de la bord sunt utilizate, iar ultimul rămas este conectat corespunzător conform „configurării adecvate pentru OpAmp-uri neutilizate”. Dacă se dorește, se poate utiliza 2 x SLG88103V’S în locul SLG88104V unic.

O diodă emițătoare de lumină de mică putere indică o stare de pornire. Importanța faptului că este o versiune cu putere redusă nu poate fi subestimată din cauza curenților de repaus redus și a puterii de funcționare a SLG88104V. Principalul consum de energie din circuit va fi LED-ul indicatorului de putere.

De fapt, datorită curentului de repaus extrem de scăzut de 375 nA, puterea luată în considerare pentru SLG88104V este foarte mică. Majoritatea pierderilor de energie se datorează condensatorilor de trecere joasă de decuplare și rezistorului de urmărire a emițătorului. Dacă măsurăm consumul de curent al curentului de repaus al circuitului complet, acesta se dovedește a fi de aproximativ 20 µA, crescând până la maximum 90 µA atunci când chitara este în acțiune. Acest lucru este foarte mic în comparație cu cei 2 mA consumați de LED și este motivul pentru care utilizarea unui LED cu putere redusă este imperativă. Putem estima durata medie de viață a unei singure baterii alcaline AA care se scurge de la maxim la 1 V este de aproximativ 2000 mAh * la o rată de descărcare de 100 mA. O nouă pereche decentă de baterii care produc 3 V ar trebui să poată sursa peste 4000 mAh. Cu LED-ul în poziție circuitul nostru măsoară o extragere de 1,75 mA din care putem estima peste 2285 ore sau 95 de zile de utilizare continuă. Deoarece overdrive-urile sunt circuite active, overdrive-ul nostru poate produce „un drac de picior” la o utilizare minimă a curentului. Ca o notă laterală, două baterii AAA ar trebui să dureze aproximativ jumătate din durata AA.

Mai jos este modelul de lucru al acestui circuit de overdrive. Evident, ca în cazul oricărei pedale, utilizatorul trebuie să regleze setările pentru a găsi sunetul cel mai potrivit pentru ei. Întoarcerea mid și amplificatorului amplificatorului mai ridicată decât a înalte a părut să ne ofere sunete overdrive foarte răcoroase pentru noi (deoarece înalte a fost mai dură). Apoi seamănă cu tipul de sunet mai cald de modă veche.

Datorită pachetului mic al SLG88104V și a consumului de energie foarte redus, am reușit să obținem o pedală de overdrive de putere redusă, care este mai puțin voluminoasă și funcționează cu doar două baterii de tip creion pentru o lungă perioadă de timp.

Bateriile AA sunt mai ușor disponibile și există posibilitatea ca acestea să nu fie schimbate pe durata de viață a oricărei unități de lucru, făcându-l extrem de ușor de întreținut și ecologic. Mai mult, poate fi construit cu un număr mic de componente externe, deci poate fi cost redus, ușor de realizat și, după cum sa menționat anterior, ușor.

* Sursă: foaia de date Energizer E91 (vezi graficul cu bare), powerstream.com

Concluzii

În acest Instructable am construit o pedală de overdrive de joasă tensiune de joasă tensiune.

În afară de gestionarea procesării analogice pentru IC-urile de semnal mixt GreenPAK și alte semiconductoare digitale, OpAmp-ul de curent redus GreenPAK s-a dovedit a fi util în circuitele de overdrive. Sunt autonome în multe alte aplicații și deosebit de avantajoase în aplicațiile sensibile la putere.

Mai mult, dacă sunteți interesat de circuite suficient de bine pentru a vă programa propriile modele IC, nu ezitați să descărcați software-ul nostru GreenPAK util pentru astfel de modele sau doar să vizualizați fișierele de proiectare GreenPAK deja completate disponibile pe pagina noastră web. Ingineria ar putea fi și mai ușoară, tot ce trebuie să faceți este să conectați kitul de dezvoltare GreenPAK la computer și să apăsați programul pentru a crea un IC personalizat.