Знакомство с микросхемами BBD было в одной из первых заметок, а примеры использования были в схемах хорусов, флэнжеров и дилеев.
А теперь погнали.
Для начала определимся с ответом на вопрос ЗАЧЕМ?
Производство оригинальных качественных микросхем серии MN300x было прекращено несколько десятилетий назад и можно считать, что на данный момент их запасы исчерпаны.
Клоны оригинальных 3005/3007 недавно вернулись под брендом XVive, но купить их не слишком просто.
И есть очень много готовых печаток для гитарных педалей, которые были разведены именно под 300x серию. Что делать, если есть только такая печатка, а сами BBD удалось купить только 320x? В общем-то проблема решаемая в несколько простых шагов. Если точнее - то шагов ровно три.
Кстати сказать, кроме вопроса доступности есть ещё один момент: микросхемы серии 300x рассчитаны на питание в диапазоне 10-15 вольт, что не совпадает с гитарным стандартом на 9 вольт. Работать-то они будут, но полностью свой потенциал не раскрывают. А 320x со своим питанием 4-10 вольт уже лучше подходит.
Теперь должно стать более понятно ЗАЧЕМ, переходим к КАК?
За скобками оставим варианты универсальных плат, которые допускают обе серии. Там всё написано в документации, делаем по инструкции и всё будет наилучшим образом.
Вообще у нас есть два варианта использования BBD:
Если используется специализированная микросхема-драйвер 3101
Эту задачу решил Roland/Boss ещё в начале 80-х, для своих хорусов
Вот схема Boss CE-2 на 3007+3101
А вот схема Boss CE-3 на 3207+3102 (понятно, что то немного другая педаль, но нас сейчас интересует только часть с BBD)
Вот какие именно у нас отличия:
1) У микросхем BBD надо перевернуть питание!
На первый взгляд это как будто бы не следует из документации, поскольку у микросхем как серии 320x так и у серии 300x всегда пятый вывод обозначен как Vdd и первый как GND.
Но для 300x питание требуется с отрицательным потенциалом (то есть уровень GND должен быть более положителен, чем Vdd), тогда как для 320x - с положительным (то есть Vdd более положителен, чем GND).
Вот и получается, что для 320x вывод GND (1 ножка) это минус питания, Vdd (5 ножка) это плюс питания.
А для 300x вывод GND (1 ножка) это плюс питания, Vdd (5 ножка) соответственно минус питания.
Вот и на схемах Плюс (выделен красным овалом) приходит к 3207 на 5 ножку, к 3007 на 1. Земля (выделена зелёным овалом) - наоборот: на 1 ножку к 3207 и на 5 к 3007.
2) Выход BBD (ножки 7 и 8) должны быть подтянуты к разным уровням: для 3207 резистор на 56 килоом подтягивает выходы к земле (салатовый овал), а для 3007 - к плюсу (розовый овал).
Для краткости можно запомнить ,что выходы должны подтягиваться к уровню, который присутствует на первой ноге. Это не совсем точно в случае боссовского хоруса на 3007, поскольку у них плюс питания BBD на 1 ноге дополнительно отфильтрован и даже обозначения отличаются: заштрихованным треугольником, а аналоговый плюс - незаштрихованным. Это сделано чтобы не наловить лишних помех, поэтому подключать лучше всё-таки правильно. Но для просто проверки перед включением - а не сделано ли ошибки - правило выход подтягивать туда же, где первая нога - вполне сгодится. Впрочем, если ошибиться конкретно с этим пунктом, то ничего не должно сгореть, просто не будет звука. Угадайте, откуда я это знаю?
3) У микросхем-драйверов питание НЕ переворачивается. Но обязательно надо заменить 3101 на 3102. В обоих случаях плюс на первой ножке и минус на третьей.
В оригинальной схеме Boss/Roland 3-ю ножку 3102 надо подключить к земле через диод, но это не защита от переполюсовки, а ограничение напряжения питания конкретно на микросхеме драйвера.
Например в случае Boss DM-2 диод стоит не между третьей ножкой и землёй, а между первой и плюсом.
И на самом деле мне непонятны мотивы этого ограничения, поскольку по документации для MN3102 предусмотрено питание от 4 до 10 вольт:
В общем - диодом этим можно пренебрегать и считать что 3102/3101 должны быть запитаны совершенно одинаково.
Перейдём ко второму случаю.
Не используется специальных микросхем-драйверов.
Тут нам всё проиллюстрирует схема разных вариантов Small Clone
Вариант на 3207
И на 3007
1) Конечно же питание микросхем BBD всё так же надо перевернуть. На первую ногу плюс в случае 3007 и минус в случае 3207. На пятую ногу минус для 3007 и плюс для 3207.
2) Конечно же подтяжка выхода всё так же должна смотреть на уровень первой ножки. Кстати, в этом случае никто не стал заморачиваться с лишними фильтрами и резистор на 39 килоом просто ведёт от выходов (7-8 ноги) к первой ножке.
3) Ввиду отсутствия специализированных микросхем нам надо самим позаботиться о том, чтобы сформировать уровень Vgg для четвертой ножки (раньше его формировала микросхема-драйвер, он просто приходил готовый).
- Для 3007 в документации заявлено, что Vgg должен быть на 1 вольт выше, чем Vdd (а это напряжение на пятой ножке).
Поскольку у нас пятая нога подключена к земле, то на четвертую мы должны подать ровно 1 вольт. Где его взять? А как оказалось можно было не заморачиваться и Vgg ножку мы тоже просто подключаем к земле. В результате действительно всё работает, но я не знаю насколько это хорошо и оптимально. Меня не покидает мысль когда-нибудь собрать второй хорус с правильным 1 вольтом на четвертой ножке и попытаться уловить на слух или измерить какую-то разницу, но руки так и не дошли.
- В случае 3207 по документации Vgg должен составлять 14/15 от Vdd (это всё ещё напряжение на пятой ножке).
Если питаем мы педаль от 9 вольт, то легко посчитать, что нам нужно 9*14/15 = 8.4 вольта.
В приведенном выше примере схемы для четвертой ножки сделали делитель напряжения на резисторах R3/R38, который подаст на Vgg ровно 14/15 от Vdd.
Ещё бывают варианты соединения с Vdd через диод
В этом случае мы получим на Vgg примерно на 0.7 вольта меньше, чем на Vdd, то есть 8.3 вольта. Достаточно близко, сгодится.
В примерах выше были всегда микросхемы 3007/3207, но на самом деле для других 300x/320x это тоже справедливо, они отличаются только длиной линии задержки и иногда корпусом.
И в обоих случаях у нас есть достаточно важный момент, о котором нельзя забывать: Напряжение питания.
Для гитарных педалей есть стандарт на 9 вольт.
Но если взять блок питания на котором написано 9 вольт, но при этом он нестабилизированный (то есть внутри просто трансформатор, диоды и конденсатор), то напряжение на выходе зависит от нагрузки. При токе скажем в 0.5 ампера напряжение у него может быть 9 вольт, а при токе 0.01 ампера - запросто все 12 (а то и больше) вольт. Гитарные педали кушают очень мало, так что практически гарантированно при подключении такого БП к педали, содержащей нашу микросхему BBD, он выдаст больше 9 вольт. И скорее всего даже больше 10 вольт, которые допустимы для правильной работы серии 320x.
Простому овердрайву от этого в 99% случаев ничего не будет (этот вопрос подробнее рассматривался в вот этой статье), но с BBD возможно всякое и риск повреждения многократно выше.
Если мы обратимся к документации, то там заявлено, что абсолютный максимум питания - это 11 вольт
То есть при подаче на микросхему более 11 вольт производитель уже обещает что микросхема будет работать и не гарантирует, что она вообще выживет. Отсюда мораль: использовать с педалями на BBD только стабилизированные блоки питания, лучше всего специально для гитарных педалей разработанные. И никогда не использовать блоки на повышенное напряжение, никаких 12 или 18 вольт (если только не написано явно, что их применение допустимо).
А если вы делаете педали на продажу (и соответственно не знаете, что может использовать конечный пользователь по ошибке/незнанию/в спешке), то желательно предусмотреть хоть какую-то защиту. Я обычно ставлю стабилитрон на 9.1 или 10 вольт прямо между 1 и 5 ножками BBD. Несколько секунд на осознание ошибки это позволяет выиграть, ну а дальше - как повезёт, может что-то и сгорит. Я не сторонник того чтобы городить тут более отказоустойчивую систему, это выйдет слишком сложно и дорого. Да и всё равно будут свои пределы - напрямую 220 вольт оно в любом случае не переживёт.