True bypass - это такой метод включения эффекта, что при выключенном эффекте никакая часть схемы не задействована в прохождении звукового сигнала. Но пришли гитарные педали к нему далеко не сразу, так что окунемся для начала в старину глубокую.
Чтобы начать с простого и идти к более сложному - немного посмотрим на самый простой выключатель:
Эта кнопка имеет просто два контакта. Они могут быть либо замкнуты, либо разомкнуты. В данном случае ещё не очевидно цели данного действия, но можно сказать, что эти два контакта составляют одну группу. Single Pole если по-английски. И работают они на замыкание (или на размыкание). Single Throw - одно направление. Общее название для таких переключателей - SPST. В нём как раз описан по первым буквам алгоритм работы переключения, но на самом деле не описан форм-фактор. Это может быть не кнопка, а например тумблер:
В гитарных педалях для байпаса такой выключатель подходит крайне плохо. Но может применяться в других назначениях, о них когда-нибудь потом. А ещё так устроен, например, выключатель света в большинстве квартир.
Немного сложнее устроен следующий переключатель:
В данном переключателе всё ещё одна группа - Single Pole, но состоит она уже не из двух, а из трёх контактов. Центральный контакт замыкается с одним из крайних контактов, при этом размыкаясь со вторым. Это уже переключение в двух направлениях - Double Throw.
Такой выключатель называется SPDT, именно с такого алгоритма уже можно применять его для байпаса гитарных педалей. Например так:
К центральному контакту мы подключим "Выходное гнездо" педали. Потому что нам надо управлять именно сигналом на выходе. Один из переключаемых контактов мы подключим к "Входному гнезду" педали. Второй из переключаемых - в выходу эффекта. Получается в одном из положений кнопки у нас входное гнездо соединено напрямую с выходным, сигнал идёт мимо эффекта. Во втором положении выходное гнездо соединено с выходом эффекта. Есть при этом одна большая проблема. Вход эффекта никак не соединен со входом педали. Нас такой вариант не устраивает, потому сделаем ответвление от входного сигнала и подключим его ко входу эффекта на постоянку. Других вариантов у нас нет, ведь все контакты от кнопки мы уже использовали.
В этом виде получается вполне рабочая схема переключения эффекта. Плюс у неё очевиден - она наиболее простая (если не брать вариантов постоянно включенных эффектов, которым кнопка байпаса вовсе не нужна). Причем это хорошо работает в случае когда мы включаем эффект: в самом деле при этом у нас выход педали соединен с выходом эффекта при помощи кнопки. Вход педали соединен с входом схемы на постоянку, тут тоже нет проблем. Ответвление провода от входа педали к кнопке особого влияния не оказывает, поскольку оно не имеет электрического контакта ни с чем, ток по нему не идёт. Только выступает как небольшая антенна для ловли помех на вход, но это не особо большая беда.
Проблемы начинаются когда мы переводим педаль в байпас: выход педали соединяется со входом, но постоянное соединение входа педали со входом эффекта никуда не пропадает. Потому по сути наш входной сигнал вынужден разделиться на две части - на выход педали (и дальше в цепь) и на вход эффекта. Если при этом у эффекта низкое входное сопротивление, то мы заберем на вход эффекта довольно значительную часть сигнала, ослабив ту часть, что пойдёт дальше по цепи. Вот мы и столкнулись с наибольшим злом подобного подключения - подъедание сигнала в байпасе. Его можно минимизировать правильно спроектировав входную часть схемы, чтобы она имела высокое входное сопротивление, но это лишь способ минимизировать, а не устранить саму причину. Если в цепи несколько таких эффектов, то каждый подъедает то, то осталось после предыдущего и уровень с качеством сигнала драматически падает.
Есть и второй минус - у нас нет никакой индикации режима работы педали, мы не можем сразу сказать включен эффект или выключен, надо ориентироваться на слух.
Очевидно для решения проблем нам надо применить более сложно устроенную кнопку. Встречаем:
По сути это совмещенные в одном корпусе две предыдущие кнопки, на две стороны выходит своя группа из трёх контактов:
И называется это теперь Double Pole (ведь у нас стало две электрически между собой не связанные группы), каждая из которых состоит по-прежнему из трёх переключаемых Double Throw контактов. Такой переключатель уже называется DPDT. Переключаются обе группы одновременно, по нажатию кнопки.
Сейчас мы можем запросто усложнить схемы переключения, избавившись при этом от подъедания тона.
Выход будет подключен почти так же, как и раньше: Центральный контакт на выходное гнездо. Один из переключаемых контактов - на выход эффекта. И по аналогии подключим вторую группу контактов на входе: центральный контакт на входное гнездо педали, один их переключаемых контактов на вход эффекта. И остается только соединить между собой вторые переключаемые контакты обоих групп:
Теперь мы избавились от подъдания тона и получили самый настоящий тру байпас. В одном положении весь сигнал идёт только через печатную плату эффекта (перемычка, соединяющая вторые группы контактов при это обоими концами висит в воздухе и ни к чему не подключена). Во втором положении у нас весь сигнал идёт через перемычку, а в воздухе висит плата эффекта. Единственное, чего нам по-прежнему не хватает - это индикации режима. Все контакты кнопок задействованы, на индикацию ничего не осталось. На самом деле есть определенные ухищрения, которые и при использовании DPDT кнопки позволяют получить индикацию, называется это millenium bypass, но о нём как-нибудь потом.
Вторая засада - нам надо не перепутать переключаемые контакты обеих групп, чтобы не получилось что когда одна группа соединяет выходное гнездо с печатной платой, то вторая соединяет входное гнездо не со входом эффекта, а с перемычкой на выход. При таком подключении звука не будет в обоих положениях кнопки.
Рассмотрим, как этого избежать:
Вот у нас схематичное изображение кнопки, при виде "снизу". Зелеными линиями обозначены контакты. Получается 6 контактов, пронумеруем их по порядку. 1-2-3 это первая группа контактов. 4-5-6 вторая группа. Между собой внутри кнопки замкнуты контакты 1-2 и 4-5 (обозначены красными линиями) Контакты 3 и 6 ни к чему не подключены. Если мы нажмём на кнопку, то она щёлкнет и переключит положение.
Теперь между собой будут замкнуты контакты 2-3 и 5-6. А контакты 1 и 4 останутся висеть в воздухе.
Таким образом нам надо внешние соединения выполнить следующим образом:
Понятно, что если мы перевернём кнопку на 180 градусов, то это ничего не изменит. контакты 1 и 3, равно как и контакты 4 и 6 взаимозаменяемы, главное менять их подключение надо синхронно.
Ну и не обязательно контакты на кнопке будут выполнены в виде торчащих в стороны лепестков, вполне возможно что они будут выглядеть просто как как две группы по три ножки прямых контактов.
В этом случае принцип тот же: с каждой стороны своя группа по 3 контакта, которые переключают соединение средней ножки на одну из крайних.
Но что делать, если мы хотим индикацию? Конечно же нам потребуется кнопка ещё немного посложнее:
При добавлении к предыдущей кнопке ещё одной группы контактов у нас станет три группы (3 Pole), по-прежнему состоящих из переключаемых контактов Double Throw. Итого кнопка будет называться по алгоритму работы 3PDT.
В данном случае уже надо быть аккуратным, поскольку 3 группы по 3 контакта в каждой образуют симметричную контактную группу, но ножки всегда имеют форму прямоугольника при виде снизу. И переключаемые в группе контакты обращены между собой более широкой гранью.
Получается примерно так. Три группы (1-2-3), (4-5-6) и (7-8-9) соединяют как и раньше средние контакты между собой (обозначено сплошным зеленым одно из положений и пунктирным - второе).
Как нам добавить индикацию? Оставляем первую часть соединения в точности как в прошлом случае:
1 - выход эффекта (печатной платы)
2 - выходное гнездо (корпуса)
3- перемычка с 6
4 - вход эффекта (печатной платы)
5 - входное гнездо (корпуса)
Для работающей индикации мы соединяем 8 гнездо с минусом питания.
Теперь если мы возьмем светодиод, подключим его через токоограничивающий резистор к плюсу питания анодом, а его катод подключим к 7 му контакту кнопки, то получится, что в положении байпаса (кнопка соединяет внутри контакты 2-3, 5-6 и 8-9) катод светодиода никуда не подключен, ток через светодиод не идёт и он выключен.
Если нажать на кнопку, то она переключится, соединятся контакты 1-2, 4-5, 7-8. Катод светодиода окажется подключен к минусу питания и он загорится засветится, сигнализируя о том, что эффект включён.
Вот собственно и есть искомая схема true bypass с индикацией.
Она не единственная из возможных, есть ещё несколько вариаций, но о них поговорим в другой раз.
