Ссылка на сайт с исходными материалами на англ. языке.
Вводную часть о данном проекте я уже приводил. Теперь же я решил вплотную заняться его постройкой. Зачем?
Во-первых: хотелось бы сравнить между собой какие-то два самодельных аналоговых дилея. А то сравнивать один аналоговый с чем-то ещё - это не совсем честное сравнение. Ну а раз я решил сравнивать с дилеем, построенным на основе схемы от Boss DM-2, то и этот дилей я буду максимально к ней приближать.
Зачем сравнивать? Да просто при сборке первого дилея у меня было в него вкинуто максимум наворотов (поскольку деталей было только на одну педаль) и при этом даже в начальной стадии мне пришлось изворачиваться с переходниками из-за того, что я не углядел что печатка разведена под микросхемы в другом корпусе. Сейчас же можно собрать без лишнего навесного монтажа и посмотреть как это скажется на вносимом шуме.
Во-вторых: первого достаточно (с).
Первый проект назывался Aquaboy BL-3208, текущий - AD-3208. Поскольку в этих названиях слишком много одинаковых цифр то либо я, либо Вы можем ненароком запутаться. Поэтому всех мальчиков я буду звать "Эй, ты!", а всех девочек - "Зина" (c) первый проект дилея пусть далее будет просто Aquaboy. А второй - AD3208.
При этом нет смысла точно следовать оригинальной документации на AD3208 (она хоть и основана на том же DM-2, но номиналы компонентов довольно сильно отличаются), так что буду импровизировать.
Начнём со входного буфера.
Вот так он выглядит в варианте Aquaboy, а в AD3208 его вовсе нет. Вот так номер! На самом деле ничего страшного, этот буфер нужен в основном чтобы обеспечить высокое входное сопротивление, а на звук его влияние минимально. Тут есть некоторая фильтрация высоких частот (конденсатор на 470 пикофарад), но это было скопировано с Way Huge Aqua Puss, сам оригинальный Boss DM-2 прекрасно без неё обходился. Обойдемся и мы. Идем дальше.
Блок предыскажений
У Aquaboy он построен на операционном усилителе в инвертирующем включении, а у AD3208 - в неинвертирующем. И это как раз из-за отсутствия буфера. Фильтр в инвертирующем включении имеет низкое входное сопротивление, потому и требует перед собой буфер на транзисторе. Вариант AD3208 имеет высокое входное сопротивление сам по себе. Параметры фильтра задаются элементами, выделенными зелёным. Нет смысла сейчас углубляться в расчеты, просто подставляю в AD3208 номиналы из Aquaboy. Теперь про конденсатор, выделенный желтым. Это фильтр обрезки высоких частот. Чем больше номинал этого конденсатора, тем сильнее режется верх. Видно, что у AD3208 как раз более агрессивная подрезка верха. Но я и сюда поставлю номинал из Aquaboy.
Теперь про выбор операционного усилителя. В Aquaboy я ставил LM833 - операционник с низким входным сопротивлением (это было некритично так как перед ним всё равно был буфер). В AD3208 лучше поставить операционник с входным каскадом на полевых транзисторах, так что я взял TL072.
Теперь про нумерацию выводов. На схеме Aquaboy подписано, что инвертирующий вход это ножка номер 2, неинвертирующий - 3 и выход - 1. У AD3208 ничего не подписано, но если посмотреть по плате, то это будут соответственно ножки 6, 5 и 7. Это абсолютно никакой роли с точки зрения результата не играет, поскольку в корпусе есть два идентичных операционных усилителя и какой из них будет использован на вход, а какой на выход - безразлично.
Просто надо будет помучиться, поскольку в монтажной схеме AD3208 подписаны именно номиналы компонентов (а не соответствующие номера компонентов). И как их находить на схеме с целью замены на другие - неочевидно. Но терпение и труд - всё перетрут.
Так что придётся внимательно следить за соответствием компонентов на принципиальной схеме и монтажной.
Подзадержались мы и несколько закопались в подробностях, но это было самое сложное. Дальше я не буду настолько сильно погружаться в тонкости, думаю и так будет понятно.
Выходной микшер, он же блок постискажений
И тот и другой построены на базе инвертирующего включения и можно увидеть что каждый из них содержит те же компоненты фильтра (выделено зелёным), что и соответствующий ему фильтр предыскажений. Это оттого, что постискажения должны быть строго обратны предыскажениям, иначе они друг друга не компенсируют и изменят ачх сигнала. Значит что? Значит и сюда подставляю в точности номиналы от Aquaboy. То же касается и конденсатора фильтра высоких частот (выделен желтым), его тоже возьму в 100 пикофарад.
В пассивной обвязке выходногом каскада (выделена синим) резистор на землю отличается в двух схемах. Его поставлю 100 килоом. В Aquaboy есть ещё последовательный резистор на 150 ом, но он влияет только на стабильность работы операционного усилителя на ёмкостную нагрузку (например длинный кабель) и на звук не влияет, так что его я проигнорирую.
Обратите внимание на тот факт, что неинвертирующий вход операционного усилителя на схеме Aquaboy подключен к опорному напряжению VB напрямую, а в AD3208 то же самое опорное напряжение обозначено буквой R и вход подключается к нему через резистор 1 килоом. Существенно это на звук не влияет, можно и так и эдак. Но на самом деле на монтажной схеме AD3208 этого резистора нет и он заменён перемычкой. То есть схема не соответствует печатной плате и получается что неинвертирующий вход также подключен напрямую.
Вот эта перемычка, кому хочется - можно её поменять на резистор. Я так и оставил перемычкой.
Ещё у нас входные резисторы перед микшером отличаются номиналами (по 47 килоом у Aquaboy, а у AD3208 на 10 и 22 килоома) - их тоже надо бы подогнать по номиналам, поскольку они работают в связке с компонентами фильтра. Но я тут буду немного своевольничать, об этом позже.
Компрессор
Тут снова разные номиналы и разные номера ножек (ещё и микросхемы называются по-разному, но SA571 и NE571 взаимозаменяемы, да и NE570 сюда тоже подойдёт как родная). Сперва разберёмся с ножками
Как видно - в одном корпусе есть две абсолютно идентичные микросхемы, так что надо тщательно проследить какие номиналы куда подключены и заменить на те, что были в Aquaboy.
Активный фильтр высоких частот номер 1
Они на схеме нарисованы в разные стороны, но это без разницы. Отличия только в двух номиналах конденсаторов (обведены синим). Беззастенчиво использую номиналы от Aquaboy. (Ещё указаны разные транзисторы, но в данном случае они равнозначны, а я вообще поставлю BC549, ни вашим ни нашим.)
Линия задержки
Почти идентичны.
1) Отличия в номиналах конденсаторов, фильтрующих опорное напряжение (что 10, что 22 микрофарада тут за глаза. Я поставлю на 10, но просто потому что они у меня есть).
2) У Aquaboy есть резисторы на 1 килоом перед входом на микросхему задержки. Проигнорирую их.
3) У Aquaboy подстроечные резисторы настройки рабочей точки на 10 килоом, а у AD3208 - те же подстроечники на 10к, но на плюс и минус они подключены дополнительно через резисторы на 4,7 килоома. В итоге они ведут себя как резисторы на 20 килоом (на 19.4 килоома, сказал бы педант) но с ограниченным рабочим ходом. Ни на что существенно не повлияет, просто во втором варианте будет чуть меньше тока потреблять.
Итого в этой части я почти соблюдал требования документации AD3208 (кроме номинала конденсаторов). Наверное это из-за чувства вины. А то до сих пор напропалую всё менял в ней не глядя. А в природе должно царить равновесие.
Активные фильтры высоких частот номера 2 и 3
Опять практически идентичны (и даже на этот раз нарисованы в одну сторону), отличаются только 3 номинала конденсаторов (выделены голубым). Использую значения от Aquaboy.
Экспандер
Это вторые половинки микросхем SA571/NE571. Они также должны делать симметричное преобразование тому, что было на первых половинках (на компрессоре), так что все номиналы беру строго от Aquaboy (не забывая про соответствие ножек).
Генератор тактовой частоты
Красным выделены резисторы, которые задают рабочий диапазон. Конечно беру их как в Aquaboy.
Голубым (он нарисован на схемах по-разному, но это одно и то же) отмечен конденсатор с 8-й ножки микросхемы BL3102/MN3102 на землю. Это фильтр по питанию, вряд ли он на что-то реально влияет, так что взял я его на 10 микрофарад опять же потому что никакой разницы не ожидаю, а их есть у меня.
Зеленым отмечено то, что третья нога микросхемы в варианте AD3208 подключается на землю не напрямую, а через диод. Не знаю точно на что это влияет, я видел варианты и так и эдак. Подключил с диодом.
Почти закончили.
Цепь обратной связи
Как возможно кто-то помнит, в Aquaboy мне не хватило номинала подстроечника а 50 килоом и я его поменял на 100килоомный. Конденсатор у оригинального DM-2 был на 100 нанофарад, я же поставил в Aquaboy на 220 нанофарад.
В AD3208 конденсатор я также взял на 220 нанофарад, а резистор - на 47 килоом. Изначально это было просто потому что следующим номиналом из имеющихся резисторов у меня были уже 82 и 100 килоом, что скорее всего слишком много.
А в меньшую сторону - только 22 килоома, что скорее всего слишком мало.
Но впоследствии оказалось что 47 килоом сюда в самый раз, так что повезло и я точно всё рассчитал угадал.
Резисторы в микшере выходного каскада
Возвращаясь к тому, что я анонсировал в пункте про выходной каскад:
В Aquaboy чистый сигнал (выделен красным) и сигнал с линии задержки (выделен зелёным) идут через резисторы, которые имеют одинаковый номинал и значит сигналы по уровню смешиваются в соотношении 50 на 50.
У AD3208 резистор сигнала с уровня задержки почти вдвое больше по номиналу, что означает, что громкость сигнала с линии задержки будет меньше, чем чистого. Этим фактом я решил воспользоваться, поскольку в моём первом дилее при положении ручки MIX выше 50% повторы уже начинали превосходить по громкости исходный сигнал. Так что я поставил на выход линии задержки резистор на 82 килоома. Что дало мне громкость чуть больше чистого сигнала при максимальном положении ручки MIX. То, что надо!
Ну а резистор по входу чистого сигнала конечно надо брать на 47 килоом, потому как (как я и говорил ранее) - это значение работает в связке с номиналами фильтра.
Цепи питания
Ну и напоследок одно из самых важных мест (на зато очень просто устроенных)
Желтым выделена защита от переполюсовки блока питания. Вариант Aquaboy мне нравится больше, так что я использовал его.
Красным выделен резистор, отделяющий питание на микросхемы BBD, я и в Aquaboy поставил его на 100 ом, иначе бы из-за добавленного стабилитрона на нём было бы слишком большое падение напряжение (а следовательно нагрев). Стабилитрон в Aquaboy я добавлял на 9.1 вольта, а в AD3208 поставил на 8.4 (как и было заявлено)
Синим выделена часть формирования питания 4.5 вольта, я у AD3208 использовал конденсатор на 100 микрофарад (больше = лучше, а габариты позволяли), а вот резисторы взял (как и в Aquaboy на 10 килоом, чтобы уменьшить потребление педали)
Шунтирующие пленочные конденсаторы на 100 нанофарад есть только на штатных местах в Aquaboy. В AD3208 я из добавлять не стал, хотя при необходимости можно будет позже это сделать.
Блок миллениум байпаса
Был только в AD3208 и конечно же просто идёт нафиг. Я буду использовать байпас на реле с микроконтроллером.
Вот в общем-то и всё, что относится к распайке печатной платы. Компоненты были использованы практически такие же, как и в первой педали (специально так старался).
В итоге получилось что-то такое:
Так что, хоть размеры печатки и больше на 11 мм в одном из измерений, но в Gainta G0473 всё же влезло.
На фото ещё первая версия упаковки - пока без байпаса. Печатка припаяна напрямую в разъемам и педаль всегда во включенном состоянии. Для "выключения" надо было выкрутить в ноль регулятор MIX, тогда оставался только чистый сигнал.
Результаты сравнения:
- Доступное время задержки очевидно всего 300 мс (ведь использовано всего 2 микросхемы 3208, а не 4)
Зачем я только ввязался в постройку этого второго дилея? - Характер звучания очень похож.
Нет, ну правда - зачем?? - Уровень шума чуть меньше. А вот это уже
результатчто-то. Возможно от меньшего числа микросхем задержки, возможно из-за меньшего клубка проводов внутри. - Наводка от клока совершенно не просачивается в аудиосигнал. Отлично! Именно это мне больше всего и хотелось увидеть среди результатов. Это точно из-за отсутствия клубка проводов. И ещё из-за того, что реле коммутации расположено прямо около разъемов и провода с аудиосигналом минимальной длины, это дало лучшие результаты, чем экранированные провода через весь корпус в первой версии дилея. Надо будет там затеять борьбу с остатками клока. Теперь я знаю, что от них можно ещё избавиться.
- У этой педали (AD3208), хоть при сборке под оригинальные компоненты, хоть в закосе под Aquaboy будет инвертирована фаза сигнала на выходе. Это из-за того, что стадия предыскажения сделана на неинвертирующем включении. В обычной жизни это не играет роли, но может быть важным при использовании параллельных цепей эффектов.
Итог: однозначно рекомендую собирать дилей на микросхемах BBD в корпусе размером как DIP-14 именно на основе этой печатки. Если бы я знал прикуп нашёл данный проект раньше, чем взялся за Aquaboy BL-3208 (не заметив, что в ней печатная плата разведена для микросхем в корпусе DIP-8, которых у меня не было и нет) - то для приведения к конечному виду потребовалось бы гораздо меньше приседаний. Хотя после всех выкрутасов я уже настолько хорошо знал устройство Aquaboy, что теперь собирать было очень легко.
Конечно тут надо делать поправку на то, что я собирал не по штатной документации. В ней будут другие параметры фильтров и звук может получиться немного иной. Но на работоспособность в целом и отсутствие явных артефактов повлиять не должно.