Dvoupásmový kytarový/basový kompresor: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Příběh na pozadí:

Můj přítel hrající na basu se ženil a chtěl jsem mu postavit něco originálního. Věděl jsem, že má spoustu pedálů s kytarovým/basovým efektem, ale nikdy jsem ho neviděl používat kompresor, tak jsem se zeptal. Je trochu závislý na funkcích, a tak mi řekl, že jediné kompresory, které stojí za to použít, jsou vícepásmové a spousta knoflíků, se kterými si můžete hrát. Netušil jsem, co je to vícepásmový kompresor, tak jsem googlil a našel nějaké ukázkové schémata (jako tady a tady). Věděl jsem, že můj přítel by nebyl spokojený s hubeným 5tlačítkovým pedálem, rozhodl jsem se navrhnout svůj vlastní dvoupásmový (dobře, ne 'více', ale dobře …) kompresor.

Bonusová výzva:

Nejsou povoleny žádné integrované obvody - pouze diskrétní součásti a tranzistory. Proč? Mnoho kompresorů je založeno na integrovaných obvodech, jako jsou multiplikátory nebo transkonduktanční zesilovače. I když tyto integrované obvody není možné získat, stále tvoří bariéru. Chtěl jsem se tomu vyhnout a také zdokonalit své dovednosti v umění návrhu diskrétních obvodů.

V tomto Instructable budu sdílet okruh, se kterým jsem přišel a byl a jak vyladit design podle vlastních představ. Většina částí obvodu není nijak zvlášť originální. Doporučuji však, abyste tento pedál nestavěli od A do Z, aniž byste prováděli vlastní prkénko/testování/poslouchání. Zkušenosti, které získáte, budou dobře investovaný čas.

Co dělá (dvoupásmový) kompresor?

Kompresor omezuje dynamický rozsah signálu (viz obrázek rozsahu). Vstupní signál s velmi hlasitými i měkkými částmi bude transformován na výstup, který celkově méně mění hlasitost. Představte si to jako automatické ovládání hlasitosti. Kompresor to provede tak, že provede krátkodobý odhad „velikosti“kytarového signálu a poté odpovídajícím způsobem upraví zesílení nebo útlum. To se liší od zkreslení/zastřihovače v tom smyslu, že zkreslení funguje okamžitě na signálu. Kompresor, i když v pravém slova smyslu není lineární obvod, nepřináší (nebo by neměl) velké zkreslení.

Dvoupásmový kompresor rozděluje vstupní signál do dvou frekvenčních pásem (vysoké a nízké), komprimuje obě pásma samostatně a poté sečte výsledky. Očividně to umožňuje mnohem větší kontrolu, na úkor složitějšího obvodu.

Zvukově, díky kompresoru je váš kytarový signál „těsnější“. To může jít od docela jemné, což usnadňuje míchání signálu se zbytkem pásma během nahrávání, až po velmi otevřené, což dává kytaru pocit „země“.

Zde a zde je uvedeno několik dalších dobrých informací o kompresorech.

Krok 1: Schéma

Obvod existuje ve 4 hlavních blocích:

1. vstupní stupeň a pásmový filtr,
2. vysokofrekvenční kompresor,
3. nízkofrekvenční kompresor,
4. součet a výstupní stupeň.

Vstupní fáze:

Q1 a Q3 tvoří vyrovnávací paměť s vysokou impedancí a rozdělovač fází. Pufrovaný vstup vbuf se nachází na emitoru Q1 a také fázově invertovaný na emitoru Q3. V případě, že používáte velmi vysoké vstupní signály (> 4Vpp), S2 nabízí způsob, jak zeslabit vstup (na úkor šumu), protože chceme, aby vstupní fáze fungovala lineárně. R3 upravuje bod předpětí Q1 tak, aby ze vstupního stupně získal maximální dynamický rozsah. Alternativně můžete zvýšit napájecí napětí z pedálu standardního 9V na něco vyššího, jako je 12V, na úkor nutnosti přepočítat všechny body předpětí.

Q2 a pasivní komponenty kolem něj tvoří dobře známý nízkoprůchodový filtr Sallen & Key. Zde je návod, jak funguje rozdělení pásma: na emitoru Q2 najdete fázově převrácený nízkoprůchodový vstup. Toto je přidáno ke vstupnímu signálu přes R12 a R13 a uloženo do vyrovnávací paměti pomocí Q4. Tedy vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Úprava dolní propusti filtru (R8, cross-over control) také odpovídajícím způsobem upraví vysokofrekvenční výstup frekvence, protože podle předchozího vzorce máme také vhf + vlf = vbuf. Máme tedy jednoduché komplementární rozdělení zvuku na vysoké a nízké frekvence z jednoho filtru. V příkladu Build-Your-Own-Clone uvedeném v úvodu je tomuto úkolu rozdělování pásem přiřazen filtr proměnné stavu. Kromě nízkého a vysokého průchodu může SVR poskytovat také pásmový výstup, ale zde to nepotřebujeme, takže je to jednodušší. Jedna námitka: díky pasivnímu sčítání v R12 a R13 je vhf ve skutečnosti jen poloviční. Proto je -vlf na emitoru Q2 také děleno dvěma pomocí R64 a R11. Alternativně umístěte kolektorový rezistor dvojnásobek hodnoty emitorového rezistoru na Q4 a žijte se sníženým dynamickým rozsahem, nebo zachyťte ztrátu jiným způsobem.

Fáze kompresoru:

Nízkofrekvenční i vysokofrekvenční kompresorové stupně fungují stejným způsobem, takže je proberu jedním tahem s odkazem na vysoce kompresorový stupeň schématu (střední blok, kam vstupuje vhf). Centrální části, kde dochází ke všem „komprimačním“akcím, jsou R18 a JFET Q19. Je dobře známo, že JFET lze použít jako odpor s proměnným napětím. C9, R16 a R17 zajišťují, že Q19 reaguje víceméně lineárně. R18 a Q19 tvoří dělič napětí řízený vchf. Předpětí vbias předpětí pro JFET, odvozené od Q18, musí být nastaveno (R56) tak, aby byl JFET mírně odříznut: vložte 1Vpp sinus na C6 a zemní vchf, poté upravujte R56, dokud nebude sinusový signál nalezen na atenuovaném odtok JFET.

Další jsou Q5 a Q6, které tvoří zesilovač max. Kolem x50 a min x3, ovládaný R25 (sense hf). Q7 a Q8 spolu s fázovým měničem Q22 tvoří špičkové detektory zesíleného signálu. Píky obou odchylek signálu (stoupání a klesání) jsou detekovány a „udržovány“jako napětí na C14. Toto napětí je vhcf, které řídí, jak moc je JFET Q19 „otevřený“, a tedy jak moc je příchozí signál zeslaben: představte si, že přichází velká odchylka signálu (buď v kladném nebo záporném směru). To způsobí nabití C14, takže JFET Q19 bude vodivější. To zase snižuje signál přicházející do zesilovače Q5-Q6.

Rychlost, s jakou se detekce špiček děje, je určena R33 (útok HF). Jak dlouho bude mít vrchol vliv na následující signál, je určeno časovou konstantou C14 x R32 (sustain hf). Možná budete chtít experimentovat s časovými konstantami změnou R33, R32 nebo/a C14.

Jak bylo řečeno, LF-část (spodní část bloku schématu) pracuje identicky, ale výstup je nyní odebírán z kolektoru fázového měniče Q12. To je vyzvednout pro 180stupňový fázový posun -vlf ve filtru rozděleném na pásmo.

Obvod kolem Q16 a Q21 je ovladač LED, který poskytuje vizuální indikaci aktivity na kanál. Pokud LED D6 svítí, znamená to, že dochází ke kompresi.

Součet a výstupní fáze:

Nakonec jsou oba signály komprimovaného pásma vlfout a vhfout přidány pomocí potenciometru R53 (tón), vyrovnávací paměti s emitorovým sledovačem Q15 a prezentovány vnějšímu světu prostřednictvím ovládání úrovně R55.

Alternativně lze poklepat na zeslabené signály na kanálech JFETS a kompenzovat útlum pomocí přídavných zesilovačů (tomu se říká zisk „make-upu“). Výhodou tohoto je méně zkreslený signál počáteční odezvy: protože je detekován první krátký vrchol, je pravděpodobné, že signál bude poněkud zkreslený/oříznutý zesilovačem Q5-Q6 (Q10-Q11), protože detektory potřebují čas na reakci a vytvořte napětí na kondenzátorech detektoru C14/C22. Zesilovače zesílení make-upu by vyžadovaly další 4 tranzistory.

Nic na obvodu není z hlediska komponent velmi kritické. Bipolární tranzistory mohou být nahrazeny jakýmkoli běžným malým signálním tranzistorem pro různé druhy zahrad. Pro JFET používejte typy s nízkým pinch-off napětím, nejlépe poněkud shodné, protože obvod předpětí zdroje slouží oběma. Alternativně můžete duplikovat obvod předpětí (Q18 a komponenty kolem něj), aby měl každý JFET své vlastní předpětí.

Krok 2: Budování obvodu

Obvod byl připájen na kus perfboardu, viz obrázky. Byl vyříznut v tomto konkrétním tvaru, aby odpovídal pouzdru s konektory (viz další krok). Při sestavování obvodu je nejlepší pravidelně testovat dílčí obvody pomocí DVM, generátoru funkcí a osciloskopu.

Krok 3: Bydlení

Pokud se mi na stavbě pedálů líbí nejméně jeden krok, je to vrtání otvorů v pouzdře. Abych měl náskok, použil jsem předvrtanou skříň ve stylu 1590BB z internetového obchodu s názvem Das Musikding:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, kde jsem také koupil 16mm hrnce, knoflíky a gumové nožičky pro pouzdro. Ostatní otvory byly vyvrtány podle přiloženého návrhu. Návrh byl nakreslen v Inkscape a pokračuje na téma 'Rage Comic' v mých dalších pedálových instruktážích. Velké a malé knoflíky mají bohužel jiný zelený odstín:-/.

Pokyny k malbě a kresbě najdete zde.

Plastové víko nádoby na jídlo bylo vyříznuto ve tvaru prkénka a umístěno mezi desku s obvody a hrnce, aby vytvořilo izolaci. Těsně pod víkem skříně 1590BB má stejný účel kus kartonu nařezaný na míru.

Krok 4: Zapojte vše…

Před umístěním izolátoru a desky plošných spojů připájejte vodiče k nádobám a spínačům. Poté vše zapojte na horní stranu desky. Vytiskněte si malou kopii obvodu pro údržbu, složte ji a vložte do pouzdra. Zavřete kryt a máte hotovo!

Šťastné hraní! Komentáře a dotazy vítány! Dejte mi vědět, pokud vytvoříte tento naprosto úžasný kompresor s přetíženými funkcemi.

EDIT: první zvukový vzorek je čistý 'suchý' kytarový riff, 2. vzorek je stejný riff poslaný kompresorem bez dalšího zpracování. Na screenshotech můžete vidět účinek na průběh. Je zřejmé, že komprimovaný tvar vlny je komprimovaný.