Dual-band guitar/baskompressor: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Baggrundshistorie:

Min basspillende ven skulle giftes, og jeg ville bygge ham noget originalt. Jeg vidste, at han har en masse guitar/bas -effektpedaler, men jeg så ham aldrig bruge en kompressor, så jeg spurgte. Han er lidt af en funktionsmisbruger, så han fortalte mig, at de eneste kompressorer, der er værd at bruge, er multi-band, masser af knapper at lege med. Jeg anede ikke, hvad en multi -band kompressor var, så jeg googlede rundt og fandt nogle eksempler på skemaer (som her og her). Da jeg vidste, at min ven ikke ville være tilfreds med en sparsom 5-knapspedal, besluttede jeg at designe min egen dual-band (vel, ikke 'multi', men ok …) kompressor.

Bonus udfordring:

Ingen integrerede kredsløb tilladt - kun diskrete komponenter og transistorer. Hvorfor? Mange kompressorer er baseret på integrerede kredsløb, såsom multiplikatorer eller transkonduktansforstærkere. Selvom disse IC'er ikke er umulige at opnå, danner de stadig en barriere. Jeg ville undgå dette og også skærpe mine færdigheder inden for diskret kredsløbsdesign.

I denne Instructable vil jeg dele det kredsløb, jeg fandt på og var, og hvordan du justerer designet til din egen smag. De fleste dele af kredsløbet er ikke specielt originale. Jeg fraråder dog at bygge denne pedal fra A til Z uden at lave noget brødbræt/teste/lytte til din egen. Den erfaring, du får, er den investerede tid værd.

Hvad gør en (dual-band) kompressor?

En kompressor begrænser det dynamiske område af et signal (se omfangsbilledet). Et indgangssignal med både meget høje og bløde dele vil blive transformeret til et output, der generelt er mindre ændret i volumen. Tænk på det som en automatisk lydstyrkekontrol. Kompressoren gør det ved at lave et kortsigtet skøn over 'størrelsen' af guitarsignalet og derefter justere forstærkning eller dæmpning i overensstemmelse hermed. Dette er forskelligt fra en forvrængning/klipper i den forstand, at en forvrængning virker øjeblikkeligt på et signal. En kompressor, selvom den i streng forstand ikke er et lineært kredsløb, tilføjer (eller burde) ikke meget forvrængning.

En dobbeltbåndskompressor opdeler indgangssignalet i to frekvensbånd (højt og lavt), komprimerer begge bånd separat og summerer derefter resultaterne. Dette giver naturligvis mulighed for meget mere kontrol på bekostning af et mere kompliceret kredsløb.

Lydmæssigt gør en kompressor dit guitarsignal mere 'stramt'. Dette kan gå fra ganske subtilt, hvilket gør det lettere at blande signalet ind med resten af bandet under optagelse til meget frittalende, hvilket giver guitaren en 'Country' følelse.

Nogle gode yderligere læsninger om kompressorer er givet her og her.

Trin 1: Skematisk

Kredsløbet består af 4 hovedblokke:

1. input fase og band split filter,
2. højfrekvent kompressor,
3. lavfrekvent kompressor,
4. sum og output fase.

Indgangsfasen:

Q1 og Q3 danner en højimpedansbuffer og fasedeler. Det bufferede input, vbuf, findes ved emitteren af Q1 og også faseinverteret på emitteren af Q3. Hvis du bruger meget høje indgangssignaler (> 4Vpp), tilbyder S2 en måde at dæmpe input (på bekostning af støj), da vi ønsker, at inputfasen fungerer lineært. R3 justerer bias -punktet for Q1 for at få det maksimale dynamiske område fra inputfasen. Alternativt kan du øge forsyningsspændingen fra en pedalstandard 9V til noget højere som 12V på bekostning af at skulle genberegne alle forspændingspunkterne.

Q2 og de passive komponenter omkring det danner det velkendte Sallen & Key lavpasfilter. Nu er det sådan, hvordan båndopdelingen fungerer: ved udsenderen af Q2 finder du den faseomvendte lavpassede input. Dette tilføjes til indgangssignalet via R12 og R13 og bufferes af Q4. Således vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Justering af filterets lavpasfrekvens (R8, krydskontrol) justerer også højpasfrekvensoutput i overensstemmelse hermed, da vi til den foregående formel også har vhf + vlf = vbuf. Således har vi en simpel komplementær opdeling af lyden i høje og lave frekvenser fra et enkelt filter. I Build-Your-Own-Clone-eksemplet, der er givet i indledningen, får et State-Variable-Filter denne båndopdelingsopgave. Ud over lavpas og højpas kan en SVR også give et båndpasoutput, men vi har ikke behov for det her, så dette er enklere. Et forbehold: på grund af den passive tilføjelse i R12 og R13 er vhf faktisk kun halvdelen af størrelsen. Derfor er -vlf ved emitteren af Q2 også divideret med to ved hjælp af R64 og R11. Alternativt kan du placere en kollektormodstand på det dobbelte af emittermodstandens værdi ved Q4 og leve med det reducerede dynamiske område eller afhente tabet på en anden måde.

Kompressorens faser:

Både lav- og højfrekvente kompressortrin fungerer på en identisk måde, så jeg vil diskutere dem på én gang og henvise til skemaets højkompressor-fase (den midterste blok, hvor vhf går ind). De centrale dele, hvor al kompression 'handling' sker, er R18 og JFET Q19. Det er velkendt, at en JFET kan bruges som en variabel spændingsstyret modstand. C9, R16 og R17 sørger for, at Q19 reagerer mere eller mindre lineært. R18 og Q19 danner en spændingsdeler styret af vchf. Forspændingsspændingen vbias for JFET, afledt af Q18, skal indstilles (R56), så JFET er let klemt af: indsæt en 1Vpp -sinus ved C6 og jord vchf, juster derefter R56, indtil sinussignalet findes udempet på afløb af JFET.

Næste er Q5 og Q6, som danner en forstærker på max omkring x50 og min x3, styret af R25 (sense hf). Q7 og Q8 danner sammen med faseinverter Q22 spidsdetektorer for det forstærkede signal. Toppene for begge signaludflugter (opadgående og nedadgående) registreres og 'holdes' som en spænding på C14. Denne spænding er vhcf, som styrer, hvor meget JFET Q19 er 'åben' og dermed hvor meget et indgående signal svækkes: forestil dig en stor signaludflugt, der kommer ind (enten i positiv eller negativ retning). Dette vil medføre, at C14 oplades, så JFET Q19 bliver mere ledende. Dette sænker igen signalet, der går ind i Q5-Q6 forstærkeren.

Hastigheden, hvormed spidsdetekteringen sker, bestemmes af R33 (angreb HF). Hvor længe en top vil have indflydelse på det følgende signal, bestemmes af tidskonstanten C14 x R32 (sustain hf). Du vil måske eksperimentere med tidskonstanterne ved at ændre R33, R32 eller/og C14.

Som sagt fungerer LF-delen (den nederste delblok i skematikken) identisk, men output tages nu fra kollektoren på faseinverteren Q12. Dette er for at afhente 180 graders faseforskydning af -vlf i det båndopdelte filter.

Kredsløbet omkring Q16 og Q21 er en LED -driver, som giver en visuel indikation for aktiviteten pr. Kanal. Hvis LED D6 tænder, betyder det, at der sker komprimering.

Sum og output fase:

Endelig tilføjes både komprimerede båndsignaler vlfout og vhfout ved hjælp af en potmeter R53 (tone), bufret med emitterfølger Q15 og præsenteres for omverdenen via niveaukontrol R55.

Alternativt kan man trykke på de svækkede signaler på JFETS-afløbene og kompensere for dæmpningen ved hjælp af ekstra forstærkere (dette kaldes 'make-up'-forstærkning). Fordelen ved dette er et mindre forvrænget indledende responssignal: da den første, korte top bliver registreret, er det sandsynligt, at signalet bliver noget forvrænget/klippet af forstærker Q5-Q6 (Q10-Q11), da detektorerne har brug for tid til at reagere og opbygge spænding på detektorkondensatorerne C14/C22. Make-up forstærkerne ville kræve yderligere 4 transistorer.

Intet om kredsløbet er meget kritisk med hensyn til komponenter. De bipolare transistorer kan erstattes med enhver almindelig have-sort lille signaltransistor. For JFET'erne skal du bruge lavt pinch-off spændingstyper, fortrinsvis noget afstemt, da kildeforspændingskredsløbet tjener begge dele. Alternativt kan duplikere forspændingskredsløbet (Q18 og komponenter omkring det), så hver JFET har sin egen bias.

Trin 2: Opbygning af kredsløbet

Kredsløbet blev loddet på et stykke perfboard, se billederne. Det blev skåret ud i den særlige form for at passe til huset med stikene (se næste trin). Når kredsløbet samles, er det bedst at teste underkredsløbene regelmæssigt med en DVM, funktionsgenerator og oscilloskop.

Trin 3: Boligen

Hvis der er et trin, jeg bedst kan lide i pedalbygning, er det at bore hullerne i huset. Jeg brugte en forboret 1590BB stil kabinet fra en webshop kaldet Das Musikding for at give mig et forspring:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, hvor jeg også købte 16 mm gryder, knapper og gummifødder til huset. De andre huller blev boret i henhold til det vedhæftede design. Designet blev tegnet i Inkscape og fortsatte med temaet 'Rage Comic' i mine andre pedalinstruktioner. Desværre har de store og små knapper en anden grøn nuance:-/.

Maleri og illustrationer kan findes her.

Et låg til madlavningsbeholdere i plast blev fjernet i form af brødbrættet og anbragt mellem printpladen og gryderne for at danne en isolering. Lige under låget på 1590BB -kabinettet har et stykke pap, der er skåret i størrelse, det samme formål.

Trin 4: Tilslut alt …

Lodde ledninger til gryderne og kontakterne, før du placerer isolatoren og printkortet. Tråd derefter alt op på oversiden af brættet. Udskriv en lille kopi af kredsløbet til service, fold og læg det inde i huset. Luk huset, og du er færdig!

Glad for at spille! Kommentarer og spørgsmål modtages gerne! Lad mig vide, hvis du bygger denne helt fantastiske funktionsoverbelastede kompressor.

EDIT: den første lydprøve er en ren 'tør' guitarriff, 2. prøve er den samme riff sendt gennem kompressoren uden yderligere behandling. I skærmbillederne kan du se effekten på bølgeformen. Det er klart, at den komprimerede bølgeform er godt komprimeret.