Sub-Harmonic Bass Converter для электрогитар

Субгармонический басовый генератор представляет собой звукоизвлекательный блок для гитар. Звук, который он производит, очень похож на звук бас-гитары. Генератор октавы иногда довольно необычен, поскольку он не создает каких-либо обычных способов окраски звука, таких как фильтрация или искажение. Вместо этого система частотного деления производит выходы с половиной входной частоты и четвертой. То есть, он производит частоты на одну и две октавы ниже входной частоты, которые затем смешиваются с входным сигналом. Чтобы это устройство работало правильно, схема должна быть несколько более сложной, чем можно было бы ожидать по причинам, которые мы проанализируем ниже. Однако, хотя дизайн схемы относительно прост, звук, который он производит, отлично. Механическая конструкция устройства имеет тип педали, позволяющий активировать или прервать эффект стопы. Два сигнала, создаваемые схемой, имеют раздельное управление усилением, поэтому их можно смешивать с исходным сигналом на любом желаемом уровне.

 Все, что необходимо, это две последовательные цепи с раздельной цепью для двух, которые подаются с входным сигналом, а их выходные сигналы смешиваются с исходным входным сигналом. На практике это не будет работать должным образом по нескольким причинам. Прежде всего, входной сигнал должен обрабатываться в форме прямоугольных импульсов, которые необходимы для надежной работы цифровых разделительных цепей. Во-вторых, выходные сигналы цепей расщепления будут квадратными и, следовательно, будут иметь много сильных гармоник, поэтому создаваемый звук не будет похож на звук баса. В-третьих, сигналы, генерируемые делением, не имеют первоначально большой ширины, которая страдает плавным демпфированием, но представлены с появлением исходного сигнала, продолжают с той же амплитудой и, как примечание исчезает, как только она достигает точки, которую она не может волнуйтесь, теперь цепь потеряна. Это создает четвертую и последнюю проблему. что делитель не отключается «Чистый» и почти наверняка создает нежелательные импульсы, когда входной сигнал падает ниже уровня, который может привести к его возникновению. Это создаст сильные звуки «CLICK» и гудения, которые будут звучать намного сильнее, чем примечание гитары, которое медленно отключается. Эта схема спроектирована таким образом, что она не имеет каких-либо из этих недостатков, и способ ее работы объясняется на следующей блок-схеме.

Входной сигнал подает микшер и усилитель. Усиленный сигнал приводится в схему триггера. Если входной сигнал имеет ширину больше заданного порогового уровня, выход триггерной цепи выводится на высокий логический уровень Триггерная цепь вводит большую задержку, что означает, что уровень входного сигнала, который переключает вывод схемы триггера в логическую «1», намного выше, чем позволяет вернуть его в логику «0». Это отставание помогает устранить проблемы, вызванные случайным переключением выхода, генерируемые электрическими шумами, которые могут существовать во входном сигнале или слегка нерегулярным сигналом сигнала, данного гитарой. На следующем рисунке объясняется, как отставание дает нам этот результат,

что нам особенно необходимо, когда сигнал, создаваемый гитарой, почти равен нулю. Результатом схемы запуска является полностью резкое обрезание выходного сигнала делителей, что, однако, не всегда позволяет гарантировать, что иногда в течение времени, когда входной сигнал выходит из строя, будет мало случайных выходных импульсов, он падает до уровня что является некомпетентным для управления цепью. Схема триггера управляет двумя делителями на два. которые подключаются один за другим, которые генерируют сигналы на одну и две октавы ниже исходного входного сигнала. Два вспомогательных сигнала смешиваются с желаемым уровнем для каждого, и составной сигнал подается на активный фильтр нижних частот. Чтобы определить частоту среза этого фильтра, мы вынуждены пойти на компромисс. Если мы установим частоту высоких частот, это даст нам выход с высокой гармоникой, и последний звук будет звучать ненормально, и если частота будет слишком низкой, результатом будет серьезное понижение выходных частот делителя, когда гитара выдает наивысшие ноты его масштаба. В оригинале была выбрана частота 250 Гц, но вы можете, если хотите, изменить ее просто, изменив значения трех резисторов. Отфильтрованный сигнал подается на усилитель с регулируемым напряжением (VCA). Его усиление прямо пропорционально управляющему напряжению, которое изменяется в зависимости от амплитуды сигнала, создаваемого гитарой. Таким образом, усилитель с регулируемым напряжением (VCA) придает естественную форму частотным средам с удвоенной частотой и по сравнению с гитарой, которая имеет резкую высоту и мягкое демпфирование. Управляющее напряжение получается путем усиления части входного сигнала, который затем выпрямляется, чтобы дать нам постоянное напряжение, точно пропорциональное амплитуде входного сигнала. На практике огибающая подмножаемых частот не совсем то же самое, что и входной сигнал, что не так важно, и мы считаем его весьма выгодным, поскольку субмножаемые сигналы немного отличаются от входного сигнала. Это помогает создать иллюзию, что «бас» выходит из отдельного музыкального инструмента. Важным акустическим эффектом окружной цепи является то, что подмножаемые частоты исчезают до уровней, которые не слышны в тот момент, когда выходы делителей. Даже если выходы этих ступеней не могут полностью срезаться, нет проблем, потому что случайные импульсы, которые появятся на выходах сплиттера, не будут слышны. Усилитель VCA имеет очень высокий выходной импеданс, который подключается ко второму входу первого микшера через усилитель изоляции. Часть модулирующей схемы конверта показана на рисунке ниже

Входной микшер IC1, является обычным усилителем, основанным на усилителе усиления LF351. Весь блок питается от простого источника питания 9 В, который лучше, чем двухсимметричный источник питания. Резисторы R3 и R4, выделенные из C4, образуют делитель напряжения, соединенный параллельно линиям питания, что дает нам напряжение смещения неинвертирующих входов IC1 и A1. Входной усилитель состоит из А1 и связанных с ним элементов, являющихся простой инвертирующей схемой усилителя с усилением напряжения приблизительно 40 дБ, который определяется отношением резисторов R5 и R6. Резистор R5 определяет входной импеданс усилителя около 100K, который вместе с резистором R2, определяющим входной импеданс микшера при 100K, и R25, определяющий импеданс модуля импеданса огибающей при 56K, дают всему этому схему соответствующую высокий импеданс приблизительно 25K. Усилитель мощности A2 подключен так, чтобы функционировать как типичная триггерная схема типа Шмитта с положительной обратной связью и гистерезис, обеспечиваемая R8. Шаги разделения присутствуют в IC3, который является цифровым делителем из семи типов CMOS типа 4024BE. Из этой интегральной схемы используются только первые два шага, а остальные игнорируются. Конечно, можно было использовать больше выходов IC3 и управлять ими через цепи повышения напряжения в микшере, но это не дало бы нам никакого существенного улучшения, так как выход и третий уровень находятся в суб-акустической области, за исключением тех случаев, когда самые высокие ноты на шкале играют на гитаре. Терминал 2 является входом для сброса IC3 и заземляется через R9, что позволяет схеме разделения работать правильно. Однако всякий раз, когда нажат ножной переключатель S1, нулевой вход выводится на высокий уровень, который отключает сплиттер и, таким образом, дает вам простой способ поместить или удалить звуковой эффект. Потенциометры P1 и P2 управляют интенсивностью двух сигналов и октавой ниже базовой входной частоты. Они подключены к другому добавочному смесителю, A3 с коэффициентом усиления напряжения значительно ниже единицы для каждого входа на выход. Это низкое усиление необходимо, потому что сигнал каждого входа имеет уровень напряжения от пика до пика (Vpp) больше, чем сигнал, который может выводиться на его выходе A3. Фильтр нижних частот, сформированный вокруг A4, является третьим классом и довольно распространен. Он имеет градиент 18 дБ / октава, а его частота отсечки составляет около 250 Гц. Вы можете легко изменить эту частоту, изменив значения сопротивления R15 на R17. Частота обратно пропорциональна величине сопротивления. Если вы хотите удвоить его, например, значение резисторов должно быть уменьшено до половины значения, указанного на рисунке. В схеме окружения IC7 является усилителем напряжения, усиление которого может быть изменено между нулем (0dB) и примерно 25 дБ через P3 для минимального и максимального сопротивления соответственно. Это позволяет схеме работать в расширенной области входной станции, и необходимо установить P3 для правильного усиления напряжения. Очень низкое усиление приведет к тому, что цепь будет иметь недостаточный уровень выходного сигнала, в то время как вышеприведенное нормальное усиление будет удерживать выходной сигнал в течение длительного времени. Диоды D1 и D2 заставляют сигнал пересчитываться, а C12 сглаживает непрерывное напряжение. Время атаки и время затухания схемы очень малы, так что схема огибающей реагирует как можно более прямо на изменения уровня входного сигнала, но мы избегали сделать их слишком маленькими, потому что они могут вызвать сильные искажения. Усиленный по напряжению усилитель (VCA), IC5 является преобразователем CTA CA3080. Хотя местные органы власти имеют некоторые общие функции с общими усилителями мощности (включая дифференциальные входы), существует несколько отличий. Наиболее важным из них является то, что преобразователь (CTA) ведет себя главным образом как усилитель тока, а не как усилитель напряжения. По этой причине выходной ток управляется дифференциальным входным током. Существует также входная поляризация усилителя (который в нашем случае является штырем 5), а усиление CTA определяется поляризационным током, подающим этот вход. Фактически, усиление пропорционально этому току поляризации. В большинстве случаев работа схемы в усилителе мощности, а не в напряжении намного проще. К счастью, преобразование функции повышения тока в функцию усиления напряжения осуществляется путем добавления последовательных входных резисторов и сопротивления нагрузки на выходе, которые в случае нашей схемы являются соответственно R21, R22 и R20. Резисторами R18 и R19 являются резисторы входного смещения. Силовой преобразователь (CTA) имеет очень высокий выходной импеданс и особенно при работе с низким управляющим током, поэтому IC6 функционирует как ступень развязки для низкого выходного импеданса. Выход IC6 приводит к обратному входу ступенчатого микширования IC1. Генератор гармоник питается от батареи 9 В. Этот источник питания довольно экономичен, поскольку схема составляет всего около 6 мА. Переключатель S2 находится внутри гнезда входного гнезда SC2.Таким образом, устройство питается только для входного гнезда гитары в гнезде SK2, в то время как питание отключается, когда оно выходит из гнезда. Фактически, разъем SK2 имеет два переключающих контакта, внутри которых мы игнорируем контакты, которые не нужны. Все компоненты, кроме потенциометра, переключателей, штепсельных разъемов и аккумулятора, установлены на плате, показанной на следующем рисунке.

Позаботьтесь о IC3, потому что это аксессуар MOS, поэтому не забудьте поместить его на 14-контактную базу DIL, даже если все остальные аксессуары застряли непосредственно на плате.Конечно, позаботьтесь о IC3, чтобы принять все необходимые меры предосторожности. Проходы D1 и D2 являются немецкими и поэтому чувствительны. Их чувствительность заключается в нагревании, а не в статических нагрузках. Удостоверьтесь, что вы не прогреваете их больше, чем это абсолютно необходимо, когда вы приклеиваете их к доске для правильной сварки. Вам больше нечего беспокоить, а IC5 и IC6 имеют другую ориентацию, чем другие интегрированные. На этом этапе вам необходимо разместить кабельные сварочные штыри на плате, где в будущем должны быть подключены различные внешние компоненты. Коробка, которая будет использоваться, должна быть отлита, что в дополнение к очень хорошей защите от электрических шумов сетки и других паразитов также обладает значительной устойчивостью к механическим нагрузкам, что необходимо в такой конструкции с ножными переключателями, которые в противном случае растворяется всякий раз, когда вы хотите его использовать. В этой конструкции коробка используется вверх дном, а ее съемная сторона - основание. Переключатель S1 размещается на верхней стороне коробки, а потенциометр и разъемы разъема расположены бок о бок на одной из боковых сторон, которая воспроизводит роль фасада. Ни один из этих кабелей не должен быть экранирован. поэтому вы предпочитаете использовать общие кабельные или ленточные элементы, которые они делают для этого случая. Когда вы закончите проводку, поместите плату в коробку с четырьмя направляющими пластинами так, чтобы она была надежно прикреплена. Драйверы должны быть тщательно очищены, чтобы надежно вписаться в коробку. Плата размещена рядом с основанием коробки со стороной материала к основанию. Мы рекомендуем вам прикрывать внутреннюю часть основания несколькими листами самоклеящегося изоляционного материала или ленты, чтобы избежать случайного короткого замыкания и контакта контакта с внутренней стороной коробки. Как уже упоминалось выше, генератор начинает работать автоматически, как только вилка, которая прикрепляется к гитаре с экранированным кабелем, вставлена ​​в разъем SK2 и имеет общий тип.Каждый раз, когда вы прекращаете использовать устройство, выньте вилку из гнезда SK2, чтобы сохранить батарею. Выход из гнезда SK1 подключается к усилителю через второй экранированный кабель, который на своем конце имеет штекер общего типа Располагая потенциометр P3 только в середине хода, устройство должно работать хорошо, а с P1 и P2 вы можете регулировать уровни субгармонических сигналов. После нескольких неудачных попыток вы сможете достичь правильной уставки P3. Если вы повернете его в противоположном направлении от направления по часовой стрелке, это значительно ослабит субгармонические сигналы, даже если вы повернете P1 и P2 почти до максимума своего хода. Если вы повернете P3 в направлении индикаторов часов больше, чем необходимо, низкочастотные (субгармонические) сигналы будут чрезмерно усилены и будут искажены при длительной длительности.В любом случае наилучшей настройкой для P3 является то положение, которое вы находите вращением по часовой стрелке, в котором сигналы субгармоник не деформируются и не прерываются резким отрезанием (т. Е. Они аккуратно и естественным образом гасятся). Тем не менее, его точная настройка, к сожалению, очень важна. Устройство будет работать с большинством типов гитарного магнита, хотя для тех типов, которые имеют очень низкий выходной уровень, может потребоваться использование предусилителя для получения действительно хороших результатов звука. Наилучшие результаты эффекта басового звука - это когда вы поворачиваете P3 до минимума, а P1 - к концу пути, так что только сигнал второй субгармоники (на две октавы ниже исходного сигнала). Сигнал первой субгармоники (октава ниже исходного входного сигнала) не дает никакой особой функции басового звука, но дает гораздо более богатый финальный звуковой эффект и используется для улучшения эффекта.

Компоненты

Резисторы: 
R1, R2, R5, R23 = 100K 
R3, R4, R9 = 4R7 
R6 = 10 М 
R7, R20, R21 = 15K 
R8, R14 = 47K 
R10, R11 = 10K 
R12, R13 = 220 К 
R15, R16, R17 = 39K 
R18, R19 = 220 
R22 = 22K 
R24 = 3R3 
R25 = 56K 
P1, P2 = 47K потенциометры 
P3 = 1M тример 
P4 - 220K потенциометр

Конденсаторы: 
C1, C4 = 100 мкФ / 10 В 
C2 = 10 мкФ / 25 В 
C3, C12, C13 = 1μf / 63V 
C5 = 470 мкФ / 10 В 
C6 = 100n 
C8 = 33n 
C9 = 47n 
C10 = 3n3 
C11 = 330n

Полупроводники: 
IC1 = LF351 
IC2, IC4 = 1458oC 
IC3 = 4024BE (CMOS) 
IC5 = CA3080E 
IC6, IC7 = 741C 
D1, D2 = OA91