Впервые идея сделать дисторшн своими руками у меня появилась на лабораторной работе по операционным усилителям, которую устроил мой коллега. Включаем ОУ по схеме инвертирующего усилителя. Это наиболее простой вариант:
Коэффициент усиления определяется отношением R2/R1. Если сильно увеличить R2 (например, R1=10 кОм, R2=200 кОм), то сигнал на выходе должен стать в 20 раз больше входного, то есть очень большим, а по факту он не может быть выше напряжения. Получается, что «шапка» периодического сигнала срезается, и на выходе мы получаем импульсы, близкие к прямоугольным. Поскольку на лабораторной мы усиливали звуковой сигнал с микрофона, в наушниках я услышал именно их – магические «нелинейные искажения», или DISTORTION – любимое слово всех электрогитаристов.
Сказано – сделано. Пришёл домой и стал паять. Сразу встретился с первой проблемой. Питание операционного усилителя тут не показано, а оно должно быть биполярным. То есть у ОУ есть ещё два входа: Vcc+, туда должно подаваться напряжение +5÷10В, и Vcc-, туда должно подаваться в точности такое же напряжение, но со знаком «минус». «Земля» остаётся подвешенной между ними ровно посередине:
Гуглим. Оказывается, что в примочкостроении никто так не делает, а делают обычно вот так:
Между «землёй» (туда подключается отрицательная клемма батарейки) и «плюсом» питания включается делитель напряжения из двух одинаковых резисторов по 10÷50 кОм. Посередине получается точка Vreference – опорное напряжение +4,5 В. По-русски это «мнимая земля». Если подключить туда один из входов операционного усилителя (например, не инвертированный), то Vcc- будет как бы подключен к минусу питания (-4,5В), а Vcc+ – как бы к плюсу питания (+4,5В).
Когда мы к точке Vr подключим ещё что-то (вход ОУ является небольшой нагрузкой), один из резисторов окажется зашунтирован этой дополнительной нагрузкой, то есть через него потечёт дополнительный небольшой ток. Из-за этого напряжение будет немного уплывать вслед за током нагрузки (этот ток обычно переменный и очень небольшой по величине).
Поэтому точку Vr дополнительно стабилизируют «большим» электролитическим конденсатором 1÷100мкФ. Если ток нагрузки по величине небольшой (микроамперы) и переменный (сотни герц и выше), то он слегка разряжает и дозаряжает конденсатор каждый период, в среднем оставаясь равным нулю. Напряжение +4,5 В остаётся стабильным. Что нам и нужно.
Далее. Большинство схем состоит сразу из нескольких операционных усилителей, поэтому микросхем несколько. Моими самыми любимыми стали TL072 и TL074 (два или четыре операционных усилителя в одном корпусе; схему включения и расположение ножек можно легко загуглить). Они малошумящие и хорошо работающие на пониженном напряжении питания (±4,5 В – это пониженное, номинальное – от ±5 В и выше). На слух в неперегруженном состоянии вообще нет никаких шумов и искажений, очень чистый звук.
Следующая особенность: независимо от того, какую схему мы используем, при однополярном питании (как у нас) второй вход операционного усилителя оказывается под напряжением +4,5 В относительно земли, а нам нужно завести туда полезный сигнал (звук электрогитары).
Для этого нам понадобится разделительный конденсатор на входе и выходе (на рисунке выше это Cр1 и Ср2). Впаянные таким образом конденсаторы не пропускают постоянного напряжения 4,5 В из схемы, но при этом будут пропускать полезный сигнал (поскольку он переменный). По логике вещей, чтобы сигнал проходил без ослаблений и искажений, эти конденсаторы лучше взять побольше. Я пробовал электролиты 1 мкФ («плюсом» в схему, «минусом» наружу).
