Мы говорим "Metal", подразумеваем - "distortion"
Мы говорим "distortion", подразумеваем - "Metal" !
Будут фотки, картинки и звук.
Началось всё пару месяцев назад, когда у моего приятеля сгорела примочка.
Какой-то Ерасов. Начал пердеть и фонить...
Нет.
На самом деле всё началось гораздо раньше, когда я спаял на двух транзисторах свой первый FUZZ.
Потом я пытался делать какие-то дистошны и овердрайвы, но интернета тогда не было, со схемами была беда, а теория у меня хромала (она и сейчас-то не шибко бегает), и как-то сначала не задалось ( фонили и не давали нужного эффекта ), потом стало не до того, потом стало совсем не до того, потом появились Лель и Ерасов, потом появились иностранные примочки...
Вобщем, как-то оно всё быльём поросло.
А теперь - время - есть, материальная база - есть, теорию - подтянул, но не было повода.
И тут вдруг повод - появился. Ерасов - помер.
В смысле не сам Александр Евгеньевич, дай бог ему здоровья, а егойная примочка.
Повертел я её повертел, и говорю приятелю - не буду я её чинить. Я тебе свою сделаю.
Для начала - немного теории.
Что же такое - гитарная примочка, точнее определенная её разновидность - distortion, и как её делают.
Как известно из школьного курса физики - если звук нарисовать в виде графика, то получится синусоида, то есть такая вот волнистая линия:
Приставки к гитарам типа distortion обрезают у этой волнистой линии верхушки, так, что получается сигнал в виде прямоугольника, что есть вот так:
Приставки типа overdrive делают то же самое, но более мягко, закругляя углы, то есть примерно вот так:
Вот эти-то прямоугольники наши уши и слышат как хэвиметалльный звук др-р-р-р...
Как это делается ? Диодами.
Диод, это такая штука, которая в одну сторону ток пропускает, а в другую - нет.
Этакая "система ниппель - туда - дуй, оттуда - ..й"
Но тонкость в том, что только сферический диод в вакууме ( в смысле - радиолампа ) пропускает ток с нуля и до пока не расплавится.
Если посмотреть график диода-радиолампы то выглядеть он будет примерно так:
То есть стоит только подать ток в нужную сторону и диод-лампа его пропустит.
Подали вольт - пропустит вольт.
Подали полвольта - пропустит полвольта.
Подали одну десятую вольта - пропустит одну десятую вольта.
Даже одну сотую вольта - пропустит.
А вот, широко сейчас используемые, полупроводниковые диоды начинают пропускать ток не с нуля, а с определенного напряжения.
График полупроводникового диода выглядит примерно так:
То есть - подали сотую вольта - не идёт. Подали десятую вольта - не идёт, и только когда подали восемь десятых вольта - просрался.
Вот это свойство полупроводниковых диодов и используют.
Делают это так - берут какой-нибудь усилитель, и с его выхода на землю припаивают два диода во встречно-параллельном включении.
Вся "лишняя" синусоида, всё что больше 0.8 вольта, "проваливается" в землю, и только то, что меньше 0.8 вольта проходит дальше, усиливается и мы это слышим.
Таким образом срезаются верхушки синусоиды и остаётся прямоугольник.
Ну, иногда диоды включают не на землю, а в управляющую цепь усилителя ( в так называемую цепь обратной связи ) но суть всё равно - та же.
Вобще, на эту тему в ютубчике есть неплохой ролик, вот посмотрите для понимания:
И мне этот метод не понравился с самого начала, с того момента, как я о нём узнал.
Вот минусы этого метода:
1) как бы ты не лупил по струнам - на выходе - 0.8 вольта, практически теряется возможность манипулировать звуком с помощью силы ударов по струнам.
2) большая часть полезного сигнала с гитары пропадает - сливается на землю, теряется богатство звука, так сказать.
3) а когда уровень падает ниже этого порога, эффект прекращается. Резко.
4) А струны вибрируют недолго. Не арфа, чай. А гитаристы очень ценят продолжительность звука, так называемый "сустейн".
Что же делают для продления звука ?
Правильно - добавляют громкости. Синусоида становится большой, пока струна затихнет, пока синусоида станет меньше порога, эффект будет работать.
Только вот есть один очень серьёзный недостаток у такого метода - вместе с громкостью гитары усиливается всё остальное - скрип пальцев по струнам, наводки, и главное - проклятущий фон переменного тока.
Как всего этогор избежать ? Казалось бы понятно - надо сделать так, чтобы порог ограничения сдвигался в зависмости от громкости сигнала и срезал только верхушки.
То есть не так :
а вот так:
и я был уверен, что за многие года кто-нибудь это сделал, и сейчас я нагуглю схемку, и... и - xyz. Я перелопатил тучу схем - везде - два диода на землю.
Ну иногда - два диода в обратной связи.
И в "Лель" и у Ерасова и у BOSS и Ibanez.
Может плохо искал, конечно...
Но, везде одно и то же.
Конечно куча наворотов - темброблоки, всевозможные буферы, эдектронное переключение, даже имитация солевой батарейки , у которой гуляет напряжение, в зависимости от нагрузки.
Но сам эффект - вот этот вот вожделённый прямоугольник всегда - два диода на землю. ну или в обратной связи.
"давайте отрежем ему хвост по самую голову"
Ну, значит, если не я, то - кот ? Будем искать. Надо найти метод, как сделать так, чтобы порог ограничения менялся в зависимости от громкости.
Я "повесил задачку в бэкграунд" и решиль отвлечься, заняться чем-нибудь другим.
"Чем-нибудь другим" оказалась моя сибишная радиостанция. Давно она у меня валяется, древняя, простенькая, ам/чм. И я давно хотел приделать к ней SSB.
Ну хотя бы чтоб слушать. В идеале - еще и передавать.
Я открыл схемку и начал водить по ней пальцем.
- Так. Это вход, это судя по всему, смеситель, ага точно, вот на него идёт сигнал с синтезатора, это первый пч, 10.7 - много, так это второй гетеродин, вот второй смеситель, вторая пч - 455 - норм, сюда притыкну телеграфный гетеродин. Ок.
Теперь по передаче. Так, вот микрофон, вот микрофонный усилитель, вот второй усилитель.. Тпру-у-у-у стоять, Зорька.
А ЭТО ЧТО ?
А нахуа оно ТУТ ?
А зачем там резисторы ?
А зачем оттудова уходит проводок куда-то на питание ?
Теоретической подкованности не хватало.
Не подковался вовремя.
Помявшись, я решил заглянуть на Совет Архимагов. В место, где у людей интересы и знания шире, чем "20 герц снизу, 20 килогерц сверху". В место, где общается элита радиолюбительства. На форум CQHAM.
Преодолев смущение, я робко спросил "товарищи дедушки, а обьясните пожалуйста душку, зачем в моей рации эти два диодика ?"
Сначала меня, как водится, построили. Ну это нормально, молодой должен бегать, "дух" должен "летать".
Потом обьяснили, что это - регулируемый ограничитель амплитуды, применяется в микрофонных усилителях радиостанций для "большей читаемости сигнала".
Один мэтр показал мне статью из древней колдовской книги старого журнала "Радио" с описанием принципа работы.
А другой сотворил заклинание смоделировал схему в мультисиме и показал, как она работает. Меняем напряжение на диодах - сдвигается порог ограничения.
А остальные накидали мне схем радиостанций, где используется этот способ.
Я неаккуратно ляпнул что-то вроде "это что же - дистошн получается ?", меня моментально опять построили, попеняв что, мол "неча поганить великий и могучий русский язык мерзкими англицизмами. Не дистошн, тьфу, а ограничитель, эх молодешь, всё б вам слова заморские".
Где-то в глубинах моей головы пиликнул task manager, сообщая об успешном завершении фоновой задачи.
Итак - вот оно. Если диоды не тупо повесить на землю, а добавить несколько резисторов и подать напряжение - порог смещается, в зависимости от этого напряжения.
Осталось только сделать так, чтобы это напряжение менялось автоматически.
И я накидал первую схемку.
Суть схемы в следующем - треугольник OU1 - это просто усилитель. Он усиливает сигнал с гитары. Это может быть любой операционный усилитель, рассчитаный на однополярное питание. Вобще любой. Я перепробовал, все что у меня были - работали все практически одинаково.
Что такое "операционный усилитель" ? Если грубо, на пальцах, это схема-усилитель с двумя входами и одним выходом. Один вход используется для полезного сигнала, а второй - для управления.
По этому принципу сейчас строятся вобще все усилители.
С выхода OU1 сигнал идёт для начала на OU2.
Этот самый OU2 должен отщипнуть у OU1 совсем чуть-чуть, чтобы не испортить сигнал от гитары, поэтому для OU2 нужен такой операцронный усилитель, у которого на входах стоят не обычные транзисторы, а полевые.
Обычные транзисторы, только называются обычными ( вобще-то "биполярными" ) на самом деле - это странные артефакты, в которых ходят-бродят разные токи. Туда-сюда. Из базы в эмитер, из базы в коллектор, из эмиттера в коллектор, из коллектора в базу.. вобщем их много и они ходят куда хотят и влияют друг на друга и на окружающие детали. А еще у обычного транзистора есть куча сопротивлений. Сопротивление эмиттерного перехода, сопротивление коллекторного перехода, входное сопротивление, выходное сопротивление, проходное сопротивление, вобщем, ну их нахрен всех вместе взятых, а ?
Настраиваешь схему, подключаешь к ней следующий транзистор - хренак - все настройки расползлись, сигнал - как из жопы, и какой то волшебный дым появился...
А вот через полевой транзистор ток идет только в одну сторону. От истока к стоку. А для схемы , к которой ты его подключешь он вобще невидимка - схема даже не чует, что к ней чего-то там подключили.
Поэтому , когда мы подключаем к любому OU1 усилитель OU2 у которого на входе полевые транзисторы, OU1 ничего не замечает. Ну, как минимум, делает вид, что ему всё равно.
OU2 в свою очередь усиливает отщипнутый сигнал и отдаёт его на диоды D3-D4, эти диоды выпрямляют сигнал, делая из переменного тока постоянный.
Чем больше громкость, тем большее напряжение выходит с диодов, это напряжение подаётся на транзистор Q1, который изображает из себя регулируемый резистор.
И меняет напряжение на той самой волшебной схеме, которую мне дали Архимаги с CQHAM
И. Оно заработало. Сходу. Сначала в мультисиме, потом на макетной плате.
Но, как вы видите, сигнал корявый, да и работало оно как-то .. неустойчиво.
Причина, мне, в принципе, была ясна сразу. Транзистор. Он конечно изображает из себя регулируемый резистор, ноооо.. он таковым не является.
Пакость в том, что в транзисторе, даже в полевом, всё взаимосвязано, вот ты его настроил, вот он работает, но вот что-то чуть поменялось, через транзистор потёк другой ток - и все режимы уползли.
Существуют, конечно, методы стабилизации режимов. Всякие там... динамические нагрузки... токовые зеркала... Но мне это не годилось.
Мне нужен был не транзистор, который изображает из себя управляемый резистор, мне нужен был управляемый резистор. Настоящий резистор. Но управляемый.
Я ходил по комнате, и делал себе причёску а-ля доктор Эммет Браун, я искал потерявщуюся мысль на стенах и потолке, и когда мой взгляд обратился вниз, я увидел его.
Он тихо лежал у ножки стола, вытянув в сторону тощие лапки, раздавленный моим тапком, бедный, несчастный, всеми брошенный, уже смирившийся со свой горькой участью стать жертвой веника или пылесоса.
Я нежно поднял его, отогрел дыханием и полил горючими слезами. Я баюкал его в ладонях, просил у него прощения, уговаривал не грустить, обещал, что теперь всё будет хорошо, и я больше никогда, никогда-никогда-никогда не обойдусь с ним так жестоко.
Короче я в душе не ипу откуда у меня взялся этот фоторезистор.
Возможно, из царского подгона, который сделал мне камрад Arcada за неделю до этого.
Не, мысль об оптопаре у меня возникала и до того, но все современные оптопары - это светодиод + фототранзистор. А мне нужна была оптопара резисторная.
А их - нет. Я нашёл одну. В чип-и-дипе. Но где я, а где чип-и-дип ?
Вобщем я аккуратно разогнул ему ножки, подцепил к мультиметру и включил свет. Уф. работает.
Выточил деревянную втулочку, надел на ножки.
Затем я распилил старый советский конденсатор, и вклеил туда светодиод и фоторезистор.
Вот такая вот получилась самодельная оптопара
Следующий вариант схемы выглядел так. И это работало как надо !
"Наконец-то я изобрёл что-то, что работает !" © доктор Эммет Браун.
Ну, всё, завтра - чистовая сборка, а теперь спать.
На утро, я включил схему, чтобы еще раз полюбоваться эффектом, перед окончательной сборкой.
Эффекта не было.
Было просто усиление. Просто синусоида. Прямоугольник ночью сбежал.
я поменял операционники. Три раза. Я поменял диоды. Тоже три раза.
я проверил светодиод и фоторезистор. Десять раз. Я поменял все резисторы на подстроечные и крутил их. Много.
Камрад Arcada высказал мнение, что возможно надо подобрать конденсаторы с правильным внутренним сопротивлением. Подобрал. Эффект иногда стал проглядывать. Ну в зависимости от положения звёзд, температуры за боротом, радиационного фона, окружающей влажности...
К вечеру ( а я угрохал на поиск сбежавшего эффекта весь день ) я осознал что я чего-то не понимаю. Но чего именно я не понимаю, я не понимаю, так что пора идти спать - ничего я сегодня уже не добьюсь.
Я протянул руку у тумблеру, чтобы обесточить всё своё хозяйство, и сразу же вспомнил старый детский анекдот про индейцев и ковбойцев... или про индеев и ковбоев ?
Короче скачет ковбоец по прерии, а навстречу ему индей, ковбоец такой "Длинное перо ? откуда ты здесь ? Мы же вас вчера поймали и в тюрьму посадили !"
А индей в ответ: "Поймали. Посадили. Мы день просидели а к вечеру Соколиный Глаз заметил что одной стены у тюрьмы нет. Ну мы и убежали".
Вот таким вот зорким Соколиным Глазом я себя и ощутил.
На моём лабораторном блоке питания ярким жёлтым цветом горела цифра 7.5
Вместо 9.0
То ли накануне вечером, то ли утром я задел регулятор напряжения. Вот эффект и убежал. Доворот ручки - и вот он эффект на месте во всей своей красе.
Я побился головой апстену и ушёл спать.
Утром я с опаской включил схему. Эффект был. Но. Это не дело. Так жить нельзя (c) Это что же - батарейка подсядет - и - досвидос ?
Неее. Надо возвращать транзистор. Только управлять этот транзистор будет не схемой ограничения, а светодиодом.
Третий вариант схемы выглядел так:
Транзистор подбирал долго. Все, имевшиеся у меня "иностранцы" жидко оборались, и только советский золотой КП302 заработал идеально.
И вот это уже работало чётко, "без единого разрыва". Собираем. Всё.
( То есть это я так думал. Наивный чукотский иуноша )
Режем плату на станочке.
Аккуратно запаиваем детальки.
переносим детальки с макетки
Всё еще переносим
перенесли
Корпус был только пластиковый, поэтому обклеиваем его изнутри фольгой.
Собрали
Блин, забыл, платка с обратной стороны выглядит так
Я заявился к приятелю, заставил его потанцевать и гордо предъявил своё творение.
Мы развернули шнуры, всё подключили, дёрнули струны, и... тишина.
Как в гробу.
Добрый дядя Кондратий широко распахивал передо мной свои объятия.
Хочу передать огромный, горячий привет, тому вредителю, который запустил в интернет мульку, что якобы гитара выдаёт 500 милливольт.
Деза расползлась и присутствует даже на вики.
Кто я такой, чтоб спорить с интернетом ? Поэтому схему я подогнал под диапазон от 100 до 500 милливольт.
В итоге я все же додумался прицепить мультик к гитаре.
500.. ага. щазз.. 50, если бить по струнам ногами с размаха.
Википидею, как известно, написал один человек.
Убил бы этого человека.
Напрашивался очевидный ход - поднять усиление, путём увеличения R9. Раз так в 10.
Но. Во первых я эту схему умучался настраивать и вторгаться в неё больше не хотелось. Во вторых , вобще-то к примочке полагается темброблок. И включать его надо перед эффектом. А для этого - предварительно усилить сигнал.
Короче я взял первый попавшийся стерео операционник, ( попался 4558 ) , по отлаженной технологии развёл его на платку, и сделал на нём два усилителя.
