Бустер с сатурацией

[Ruslan-sbor]

Уважаемые друзья, всем привет!
Передо мной стоит задача сооружения бустера для музыкальных инструментов (преимущественно для гитары) с возможностью легкой сатурации; то есть цель это не получение звука а-ля овердрайв, а сохранение субъективно чистого звучания, обогащенного гармониками. Схема в принципе готова, но вышла она несколько не типичной для гитарных хрипелок, поэтому попробую обращаться к вам за помощью дозированно
Ну и первый каскад. Решил сделать его на истоковом повторителе с ГСТ по следующим причинам:
- высокое входное и низкое выходное сопротивления,
- высокая линейность,
- низкий уровень шума,
- возможность отвязаться от технологического разброса ПТ,
- буферированный байпас устройства (правда не решил буду ли вообще делать кнопку байпаса).
Также необходимость такого рода каскада возникла в связи с разбросом амплитуд сигнала разной гитарной электроники; одни в пике выдают 0,2 вольта, другие - до 2 вольт. Таким образом необходим регулятор чувствительности, чтоб с одной стороны не загнать схему в нелинейность, а с другой - получить необходимый уровень искажений. Тупо поставить потенциометр на вход - затея так себе, особенно с учетом гипотетических предшественников рассматриваемого устройства, имеющих высокое выходное сопротивление. Фрагмент схемы в приложении. Буду очень рад дельным советам и рекомендациям
https://imgur.com/a/lqD64

[mellowman]

Увеличил как вы советовали резисторы в смещении - исправилось. Зато при одном значении резистора в ГСТ потенциал на выходе буфера больше чем на входе, а при другом значении - потенциалы равны.

Это точно в рабочем режиме а не в "клипе"?

Теперь не понятно куда паять плюс электролита...

В #16 посте все электролиты заменены на 100нф керамику нп0 Но с такими огромными сопротивлениями конечно очень важно все утечки на плате учесть, а то через неё будет просачиваться больше

Вы уж простите мне мою бестолковость, но мб схема из первого поста прокатит? К тому же могу с уверенностью сказать, что для окологитарных дел этот каскад обладает просто беспрецедентными характеристиками!

Да прокатит конечно, если учесть что сюда всё равно будет наложено 100500 % thd

Вход только надо защитить TVS*ом/2 зенерами/диодами на ±питание, и 820p наверно уменьшить, раз в 5-10 наверно.

[Ruslan-sbor]

Это точно в рабочем режиме а не в "клипе"?

синус без искажений был...

Вход только надо защитить TVS*ом/2 зенерами/диодами на ±питание

у меня только плюсы, минусов нет но в землю упру, думаю ничего страшного. А к ним какие-то особенные требования или рекомендации есть?

и 820p наверно уменьшить, раз в 5-10 наверно

А вот тут вопрос интересный... я вообще хотел фильтром в цепи затвора срезать гораздо ниже, чем радиочастоты. В принципе предел в 20 кГц - за глаза для любого инструмента. Так что я пока что остановился на 0,01мкф об землю и чешу репу. Завал по минус 3дБ там вышел на частоте 270 кГц. Только вот не перестараться бы

[mellowman]

но в землю упру, думаю ничего страшного. А к ним какие-то особенные требования или рекомендации есть?

Чтоб в безопасных пределах удерживал напряжения Вольт на 6-10 я думаю, чтобы на допустимые максимальные 2В не влиял

Завал по минус 3дБ там вышел на частоте 270 кГц.

Это если активный пикап, а пассивный вот так лучше симулить:

[Ruslan-sbor]

Это если активный пикап, а пассивный вот так лучше симулить:

ну да, разница, мягко говоря, существенная Остановился на 330 пф, завал минус 3дБ на 30 кГц в случае пассивного датчика, думаю вполне достаточно. В общем по итогу схема входного буфера теперь выглядит вот так


Далее возник вопрос с уровнями. Как писал выше, у разных датчиков он существенно разный, поэтому выбрать универсальный Кус не выйдет, из-за чего ввел регулятор чувствительности на RV3. И теперь надо понимать до коих пор его крутить Чтоб с этим вопросов не возникало и чтоб не провоцировать клиппинг в ОУ, я решил сделать простой детектор на компараторе, сигнал на вход которого снимается с движка RV3. Так как напряжение питания у меня однополярное 15 вольт (ну или с учетом средней точки +/-7,5 вольт), то максимальную амплитуду на выходе ОУ я решил задать 5 вольт. При минимальном сигнале датчика в 0,4-0,5 вольт, Кус должен быть не более 11. В общем опорное напряжение на LM393 также должно быть 0,5 вольт. Принцип настройки такой же, как и в любой аудиокарточке - делаем максимально громко, но чтоб детектор клиппинга не загорался. Работать он будет конечно же только на положительный полупериод сигнала, но думаю ничего страшного.

[mellowman]

ну да, разница, мягко говоря, существенная Остановился на 330 пф, завал минус 3дБ на 30 кГц в случае пассивного датчика, думаю вполне достаточно. В общем по итогу схема входного буфера теперь выглядит вот так

Провода можно ещё добавить по 150пф/метр

Принцип настройки такой же, как и в любой аудиокарточке - делаем максимально громко, но чтоб детектор клиппинга не загорался. Работать он будет конечно же только на положительный полупериод сигнала, но думаю ничего страшного.

Так он будет мигать, легко не заметить, а вот так, ViktKors предлагал способ как сделать чтобы горел относительно долго после каждого "клипка": https://forum.vegalab.ru/attachment....2&d=1482404921 В теме про ZD-50 где-то подробное обсуждение, если надо — можно поискать.

[Ruslan-sbor]

Так он будет мигать, легко не заметить

Справедливо, а я даже не подумал об этом... Но как работает схема по приведенной ссылке не понял

[mellowman]

Справедливо, а я даже не подумал об этом... Но как работает схема по приведенной ссылке не понял

Можно представить как временный гистерезис http://sim.okawa-denshi.jp/en/compkeisan.htm

[Ruslan-sbor]

Да уж, схема индикатора клиппинга на простом компараторе оказалось не такой простой как кажется Покручу еще все это дело в симуляторе, а пока перескачу к исказителю.
Схема в тырнете гуляет, правда не видел ее железной реализации. Собрал на макетке и в принципе результаты показались интересными. Переход в искажения достаточно плавный, спектр гармоник спадает тоже вроде как правильно... Средним в цепочке резистором можно менять уровень искажений. На тестах не хватало только ручки make-up gain, потому что при максимальных искажениях амплитуда падает, и сделать сравнение на одинаковых уровнях громкости сигналов "чистый/искаженный" несколько трудно. Но могу сказать определенно - в случае гитары изменения слышно. На данный момент возможность подстройки уровня искажений и выбор режимов симметричного или не симметричного искажения я планирую на лицевую панель не выносить, а оставить на плате.



И парочка вопросов. Предшествовать этому узлу будет каскад на LME49710. Опер хороший, но вопрос надо ли его буферировать? Насколько я понимаю в худшей ситуации нагрузкой опера будет R49 величиной 1 кОм и динамическое сопротивление открытого плеча исказителя, то есть по-любому более 1 кОм, Судя по даташиту LME49710 вполне спокойно на 1 кОм работает. Или я чего-то понял? И еще правильно лия понимаю, что для исказителя в принципе можно использовать любые транзисторы? Или есть особенности?
Спасибо

[mellowman]

Странно, что работает как надо По идее если так транзистор отключить, то он превратится в диод б-э (причём слабенький).

ОУ по-моему проще взять сдвоенный, 49860 например, тогда можно им и исказить, и усилить/буферизовать на выход.

[Ruslan-sbor]

Странно, что работает как надо

Почему странно? Осциллограммы приведены для замкнутых плеч, а не как на схеме. Если я правильно понял ваш вопрос

ОУ по-моему проще взять сдвоенный

Я тоже так думаю, но посмотрю чего будет получаться при разводке ПП. С одиночными получается как правило проще.

И все-таки, надо ли ставить буфер перед таким ограничителем или же выход LME вполне потянет такую нагрузку?

[Ruslan-sbor]

Друзья, а вот какой вопрос возник.
Уровень искажений в этой схеме определяется амплитудой сигнала. Решение самое простое, но требует дополнительного каскада, доводящего так или иначе амплитуду сигнала до 5 вольт. А мне подумалось вот что. А если уровень искажений регулировать подачей на ограничитель некоего положительного напряжения смещения? Конечно с ограничением по одной полуволне придется распрощаться, но ничего страшного я в этом не вижу, это не овердрайв, да и судя по приведенной выше статье для звука это более кошерно даже.
Таким образом сразу после входного буфера поставить ограничитель с регулируемым смещением, затем РГ и за ним сам усилитель с выходным буфером и детектором клиппинга.

[mellowman]

А если уровень искажений регулировать подачей на ограничитель некоего положительного напряжения смещения? Конечно с ограничением по одной полуволне придется распрощаться

Попрощаться или поздороваться?

Схему бы, а лучше с симуляцией

[Ruslan-sbor]

Попрощаться или поздороваться?

Ну это как посмотреть

Схему бы, а лучше с симуляцией

Сегодня вечером займусь, покажу чего выходит. Кстати есть одна проблемка. При таком раскладе ограничиваться будет положительный полупериод сигнала, а отрицательный - оставаться без изменений. То есть если и будет клиппинг, то по отрицательному полупериоду, а имея только плюс питания детектор сделать не получится как выкрутиться хз, мб батарейку поставить туда...

[mellowman]

См design notes в http://www.thatcorp.com/2181-series_...plifiers.shtml

[Ruslan-sbor]

Друзья, крутил в общем я крутил схему со "смещением" и ничего у меня не вышло. Есть ощущение, что не выходит из-за номиналов резисторов в обвязке. Я сообразить не могу, надеюсь на помощь. Еще раз напомню чего я хочу. Изначально переход в ограничение зависел от амплитуды сигнала, который в некоторых случаях надо доусиливать. Чтобы избавиться от лишнего каскада предлагаю попробовать подсместить ограничитель, чтоб даже при низких амплитудах ограничение имело место.

[mellowman]

Чтобы понять почему это в принципе не может работать, надо представить сигнал относительно нуля. Сравнивая его с -шиной питания трудно понять когда пора обрезать нижнюю полуволну, поэтому и сравнивают с землёй или с обеими шинами.

Поэтому надо брать все нужные "лишние" каскады — вх. буфер, гейн + РГ, клип, тон, ..., и делать, а не пытаться всё это изобразить на 1м транзюке

Вот см например какая красота: http://i43.tinypic.com/314vvix.jpg

[indus]

Есть схема настраиваемого ограничителя:



Меняя R1 и R3 можно добиться симметрии или не-симметрии ограничения, за счёт изменения начального тока через диоды.
А R2 влияет на начальный ток обоих диодов сразу - как бы чувствительность ограничителя. Если R2 уменьшать, то напряжение ограничения увеличится, и наоборот.
Не знаю, правда, будет ли это звучать как надо, не пробовал.

[Ruslan-sbor]

mellowman, честно говоря, не очень понял, но схему нарисую целиком, не проблема

Вот см например какая красота: http://i43.tinypic.com/314vvix.jpg

хз... я так понимаю, что ограничение там достигается за счет защитных диодов между стоком и истоком, имеющих весьма большую емкость, а соответственно и мягкий переход в ограничение. Ну плюс германец. Но не за 9 же т.р.

Меняя R1 и R3 можно добиться симметрии или не-симметрии ограничения, за счёт изменения начального тока через диоды.
А R2 влияет на начальный ток обоих диодов сразу - как бы чувствительность ограничителя. Если R2 уменьшать, то напряжение ограничения увеличится, и наоборот.
Не знаю, правда, будет ли это звучать как надо, не пробовал.

Вот я примерно к тому же и стремлюсь. Только в Вашей схеме ограничение будет иметь несколько более резкий характер, нежели чем в предложенной выше, но сам принцип этого начального смещения именно такой

[mellowman]

хз... я так понимаю, что ограничение там достигается за счет защитных диодов между стоком и истоком, имеющих весьма большую емкость, а соответственно и мягкий переход в ограничение. Ну плюс германец. Но не за 9 же т.р.

Там довольно жёсткий, на ютубе можно послушать Германец вроде меняется на Шоттку без особой разницы. Клип можно оставить любой, см остальной скелет — drive, volume, tone.

[Ruslan-sbor]

Всем доброго времени!
Несколько дней провел с макеткой, геной и осциллографом и по итогу сделал для себя выбор в пользу цепочки из поста 28, но включенного в цепь ОС операционника. Также провел натурные испытания с гитарой и понял, что это, что мне надо. Сатурацию слышно объективно, регулировать можно от чистого до овердрайва. В итоге родилась следующая схема.

После буфера сигнал делится на 2 части: одна отправляется на исказитель на IC8, а другая - мимо исказителя на регулировку баланса чистый/искаженный на сдвоенном потенциометре. То есть вне зависимости от уровня искажений можно будет получить любой звук, просто подмешивая один сигнал к другому. В самом исказителе я предусмотрел подстроечники R42, 43, 44 с возможностью установки уровня сатурации для определенного положения переключателя. То етсь понятно, что при 30кОм искажений - минимум, а при 1кОм - максимум. В общем пока что вот так Буду раз предложениям/замечаниям.