Что составляет схемотехническую основу эффекта overdrive
Эффекты
|       Автор: Дмитрий Тихомиров       Дата публикации: 08 августа 1998 г. |
Звук перегруженных ламповых усилителей, различных по своему исполнению, используется в создании того многообразия фирменного звука, которое можно услышать на современных записях. Единственная проблема, которая встает при создании такого звука, такая, что перегрузка возникает только при определенном уровне громкости (обычно довольно большом). Эту проблему можно решить различными способами.
История попыток воссоздать необходимый звук перегруженных усилителей на основе различных нелинейных предусилителей достаточно велика. Когда музыкант тестирует одно из этих устройств, то первое впечатление формируется исходя из характера перегрузки и тембра полученного сигнала. Также музыканты обращают внимание на достаточную гибкость средств управления и возможность приспособить данное устройство к своим вкусам.Основные типы перегрузки обычно делят на мягкое и жесткое ограничение сигнала.
Мягкое ограничение.
Э тот тип пергрузки обычно называют «овердрайвом» (overdrive). При таком ограничении его уровень обратно пропорционален уровню входного сигнала. Это обычно достигается встречно-параллельным включением кремниевых диодов в цепь ООС операционного усилителя. Также используются германиевые или светодиоды, включенные встречно-параллельно и замыкающие выход операционного усилителя на землю.
Жесткое ограничение.
О бычно называют «дистошн» (distortion). При таком ограничении уровень сигнала ограничивается внутри некоего диапазона. Это осуществляется заземлением выхода операционного усилителя кремниевыми диодами, включенными встречно-параллельно. Это похоже на вышеописанную цепь, только использутся кремниевые диоды вместо германиевых или светодиодов.
Также существуют и другие критерии, на которые обращают внимание (может и не в первую очередь) музыканты, когда выбирают такие устройства.
Возможность сохранения оригинального тембра инструмента.
Различные комбинации звукоснимателей электрогитары дают различный, четко распознаваемый звук используемого инструмента. Но применение овердрайва маскирует эти различия до некоторой степени. Однако музыканты многих стилей предпочитают сохранять характерное звучание инструмента, насколько это возможно.
Интермодуляционные искажения.
Т акже при ограничении сигнала происходят интермодуляционные искажения, когда две или более нот исполняются одновременно. Для двух нот, интермодуляционные искажения добовляют ноту с частотой, равной разности частот исполняемых нот. А для аккорда, где звучит до 6 нот, число этих нот, определяемых комбинацией нот аккорда, много больше, что влечет за собой существенное изменение оригинального тембра инструмента.
С другой стороны, это желательно в тех случаях, когда исполняются мощные аккорды, потому что в этом случае, интермодуляционные искажения добавляют ноты, которые созвучны с аккордом. Для других же ситуаций, когда музыкант хочет удержать одну ноту и подтянуть (плавно увеличить высоту тона) другую, генерируются невнятно звучащие басовые ноты, которые, обычно, совершенно нежелательны. Этот эффект может быть до некоторой степени ослаблен уменьшением уровня басов на входе ограничителя.
Сустейн против динамики.
О дна из ключевых желательных особенностей овердрайва заключается в увеличении сустейна (времени звучания) инструмента, однако, слишком большой сустейн разрушает динамику. Музыканты используют звук овердрайва для исполнения соло. Они желают иметь возможность уменьшать уровень искажений операционного усилителя, чтобы получить чистый звук инструмента для игры аккордами. В лучших конструкцях существует разумный компромисс между сустейном и динамикой.
Компенсация частоты.
П оскольку цепь овердрайва включается между гитарой и темброблоком, то не производится компенсация пониженных высоких частот. Также на входе овердрайва обычно «заваливают» басы. Было бы логично повысить басовые звуки после овердрайва, но это делает интермодуляционные искажения более заметными, так что это редко используется.
Цепь овердрайва добавляет высоких частот звуку, потому что она нелинейна. Они должны быть отсечены, чтобы сохранить некоторое подобие полученного тембра с тембром необработанного сигнала, и также необходима возможность регулировать уровень высоких частот в целом. Большинство музыкантов предпочитают чтобы эта возможность была, чтобы приспособить полученный звук к своим вкусам.
Здесь приведена схема, которая удовлетворяет описанным выше пожеланиям. Не стесняйтесь экспериментировать с ее компонентами. Например, использование конденсаторов меньших значений в регуляторе тембра (в схеме их значение 0. 0068uF) даст более яркий звук, и наоборот. Если движок регулятора тембра находится около конденсатора слева, то звук насыщен высокими частотами. В противоположном положении мы получаем звук с насыщенными низами. В качестве операционного усилителя подойдет любой малошумящий операционный усилитель типа TL072 (К157УД2). А диоды можно взять КД503Б.
Overdrive, Distortion, Fuzz: чем отличаются эти гитарные эффекты?
Введение
В начале 40-х годов прошлого столетия блюзовые гитаристы практически выворачивали наизнанку свои усилители, заставляя их работать на пределе для того, чтобы получить мощное искаженное звучание. И хотя первые попытки исказить звук были открыты во время попыток играть так громко, насколько это возможно, иногда без всякой логичной причины, а иногда – вынужденно, чтобы быть слышным в шумной аудитории и среди других членов ансамбля, благодаря таким джазовым легендам, как Чак Берри, «музыкальный» перегруз получил международное развитие и стал использоваться опытными гитаристами, как элемент музыкального искусства.
С увеличением популярности рок-музыки в начале 60-х увеличился и спрос на усиление, так как в этот период искажение звука было адаптировано и для рок-сцены. Такие гитаристы как Эрик Клэптон (Eric Clapton) со своим фендеровским усилителем, Рори Галахер (Rory Gallagher) с Vox и Джефф Бэк (Jeff Beck) со своим Marshall и многие другие повлияли на развитие и создание мощных примочек и эффектов для гитары.
Сегодня существует огромное множество устройств для обработки звука, а гитаристы комплектуют целые, так называемые, педалборды, в которых собирают все свои самые любимые эффекты. С появлением новых более мощных и удобных педалей эффектов появилось больше возможностей «музыкального» искажения звука, нежели родной перегруз усилителя. Overdrive, Distortion, Fuzz – это классические варианты гейновых эффектов, которые по сути преследуют одну и ту же цель искажения звучания электрогитары, однако имеют значимые отличия.
Предлагаем более подробно рассмотреть отличия этих гитарных эффектов, ведь каждая из них имеет свой уникальный музыкальный оттенок.
Overdrive
Стиви Рэй Вон (Stevie Ray Vaughan) был хорошо известен использованием классического овердрайва Ibanez Tube Screamer в создании своего фирменного звучания. Эдди Ван Хален (Edward van Halen) использовал Boss SD-1, который дает звук характерно-лампового эффекта Overdrive.
Еще один вариант естественного перегруза – использование бустеров (booster). По сути, это тот же эффект overdrive, однако, если овердрайв вносит изменения в исходное звучание гитары, то бустер сохраняют исходный характер звучания усилителя и гитары, делая его лишь громче и нагруженнее. Поэтому многие музыканты используют бустеры для того, чтобы “подогреть”, выделить отдельные фрагменты композиции.
Это хороший вариант для тех, кто не любит примочки и потратил много времени и денег в поисках усилителя своей мечты, поэтому просто хочет усилить и подчеркнуть то, что в нём уже есть. К примеру педаль Spark Mini Booster даёт возможность увеличения уровня выходного сигнала на 20 дБ.
Distortion
Педали дисторшена имитируют звук сильно перегруженного лампового усилителя. При этом звучание получается более плотным и менее естественным, сустейн становится дольше. В сравнении с овердрайвом, амплитуда звуковых волн при дисторшне обрезается силнее и оттенок сигнала получается более четким. Такое звучание характерно для рок-музыки и металла.
На схеме видны отличия в амплитуде звуковых волн при эффекте овердрайва и дисторшна. Как видно из графика, происходит так называемый клиппинг сигнала, синусоида обрезается, из-за этого звук приобретает характерную резкость. Только в случае с овердрайвом эффект достигается его «мягким» ограничением по амплитуде, а в дисторшне более резким. Синим показан оригинальный сигнал, красным — дисторшн, желтым — овердрайв.
Например, Рэнди Роадс (Rhandy Rhoads) и Даймбэг Даррел (Dimebag Darrel) использовали педали MXR Distortion Plus. Несмотря на то, что это дисторшн, она больше напоминает овердрайвовую педаль. Стив Вэй (Steve Vai), Ингви Мальмстин (Yngwie Malmsteen) и Джо Сатриани (Joe Satriani) предпочитают Boss DS-1.
Фузз педали являются одними из самых старых среди дисторшнов и стали популярны в расцвете психоделического рока в 60-х годах. По звучанию педали больше напоминают колючий звук неисправного усилителя в комбинации с большим количеством обертонов, которые в результате дают такой рыхлый и колючий дисторшн. По-другому описать Fuzz очень сложно, поэтому лучше один раз его услышать.
Джими Хендрикс (Jimi Hendrix) был известен использованием примочки Fuzz Face, которая является одной из самых популярных.
История гитарного звука. Часть первая. Овердрайв.
Для нового звучания к 1947 году было готово почти все. Еще в 1931 году был запущен первый ламповый гитарный усилитель, объединенный в деревянной коробке с небольшим динамиком.
Эта модель мощностью 10 Вт продавалась в качестве аксессуара для Frying Pan («Сковородки») — первой серийной электрической гитары. Полное название инструмента — Electro A-22. Это было детище Адольфа Рикенбекера (Adolf Rickenbacker) — того самого, на чьих гитарах в 60-х будут играть Битлз.
Frying Pan
Одного взгляда на «Сковородку» достаточно, чтобы понять, что музицировать на ней, сидя на стуле в хрестоматийной позе гитариста, будет явно не с руки. С плечевым ремнем — тоже не слишком удобно. В действительности она задумывалась, как гавайская гитара.
Напевные томные пассажи усиливались украшающим звук ламповым усилителем, мощность которого в следующие 15 лет так и не поднялась выше 10 Вт. Получалось тихо, красиво и мелодично. К 1947 году все уже поняли, что это — совсем не то, что нужно.
Гитарный комбо McKinney, 1940-е
Именно в этом месте и в это нужное время и появился Лео Фендер (Leo Fender) — да-да, тот самый! — со своими гитарными усилителями. Гитарный комбик вроде Fender Deluxe 1953 года выдавал 18 Вт и звучал гораздо громче. Но главное было в другом.
Когда вы врубали усилитель «на полную», ламповый каскад усиления начинал работать с перегрузкой, создавая тот самый грязный ревущий саунд, который впоследствии получил название овердрайв. Запомним это слово — оно того стоит!
Забегая вперед, скажу, что именно этот гитарный эффект стал предтечей всех остальных эффектов, реализованных в бесконечных педалях и примочках, объединяемых в пады, стеки и реки — но обо всем этом позже.
Усилители Fender появились вовремя еще и потому, что накануне, в 1945 году, звезда свинга с уже не такого уж и дикого Запада, Джуниор Барнард (Junior Barnard), создал настоящий гитарный хамбакер. Он объединил два звукоснимателя и скоммутировал их, чтобы убрать гудение «наводки».
Хамбакер как раз и смог создавать сигнал, достаточный для перевода лампового каскада в овердрайв. Барнард играл яростно, рвал струны. Его гитара звучала жирно, грязно, громко — по крайней мере, если сравнивать это звучание с производимым до тех пор сладким треньканьем.
Его агрессивный стиль в сочетании с возможностями нового хамбакера и свежеоткрытой особенностью усилителя Фендера стал для молодых музыкантов той поры истинным голосом с небес.
Fender Deluxe 1953. Сейчас цена действующей модели может доходить до 3 000 долларов США
Вскорости секрет получения этого замечательного саунда распространился почище коронавируса. К концу 1947 года уже даже самым ленивым стало известно, что получить звучание, как у Барнарда, можно просто проворачивая регулятор Fender Super до упора. Все, кто мог, купили гитарный комбик Фендера. А Фендер продолжал ковать свое железо — следующая версия его усилителя выдавала уже до 50 Вт.
Конкурирующие компании тут же поняли, насколько это круто — в смысле, для бизнеса. Этот новый формат, 50-Вт гитарный усилитель, менял всю молодежную музыку так же, как появление атомной бомбы — ход войны. Гитара из аккомпанирующего инструмента второго плана перешла на позиции непререкаемого солиста. Почва для появления рок-н-ролла была удобрена и вспахана.
В этот момент кто-то должен был выйти на сцену и сыграть — если не рок-н-ролл, то хотя бы буги! И этот человек нашелся. Многие мнения сходятся на том, что это был Гори Картер (Goree Carter), черный блюзмен из Хьюстона, начавший играть еще в 12 лет. С новым оборудованием он получил возможность громко заявить о себе (а тише было нельзя: вы же помните, что если ручка не до упора — овердрайва не будет).
Со своей группой The Hepcats, Картер быстро набрал популярность в Хьюстоне. В 1949 году Картер они записали «Rock Awhile» — композицию, которая считается первой известной записью гитары на овердрайве. И хотя кто-то из группы все еще пытался играть откровенный джаз, новый стиль произвел эффект разорвавшейся бомбы.
Наверное, в качестве иллюстрации стоит пересмотреть соответствующий отрывок из «Назад в будущее». Послушайте эту запись внимательно. Гитара Картера, грязная и точная, «порвала» звук всех остальных инструментов — о них и вспомнить нечего.
Стоит ли говорить, что новый звук отлично подошел к тогдашней американской стилистике, во главе которой стояли огромные мощные автомобили, все больше напоминавшие футуристические звездолеты. Звук тоже обречен был стать нереально-футуристическим и агрессивным.
Впрочем, окончательное понимание того, что искажения звука гитары станут частью стиля и источником популярности, пришло через еще несколько лет. Группа Ike Turner Kings of Rhythm (ее лидер — Айк Тернер, вошедший затем в многие чарты, списки и залы) приезжает на некое выступление и обнаруживает, что гитарный усилитель не в порядке. Согласно одним источникам, он промок под дождем в открытом багажнике, а по другим — упал из кузова, слегка повредившись об асфальт. Но делать нечего — надо играть.
Гитарист Вилли Кизарт (Willie Kizart) ведет свою партию — и параллельно он входит в историю. Гитара зазвучала совсем по-новому, непостижимо и завораживающе. С тех пор множество гитаристов, как это ни парадоксально, подружились с паяльником. Экспериментируя с искажениями, которые можно получить методом проб и ошибок, просто замкнув что-то или, наоборот, оборвав в готовом и исправном усилителе, любители пытались получить собственный звук. Наступало время, когда тембр и подача гитары во многом определяли весь стиль музыки, а уж группы — и подавно.
Две довоенные электрогитары: алюминиевая Gibson и «испанский» Rickenbacker, середина 30-х годов
Параллельно менялись и подходы к конструкции самой электрогитары. Все началось с того, что наличие усилителя вызвало частое появление фидбека (feedback) — акустической обратной связи.
При большой громкости (а мы помним, что тише делать нежелательно) гитара «заводилась» — раздавался пренеприятнейший неуправляемый свист на резонансной частоте. Так называемые полуакустические гитары тех лет именно этому эффекту обязаны своими все более плоскими корпусами.
Еще один способ избежать возбуждения акустической обратной связи, изобретенный в те годы — пластиковый щиток, закрывающий нижние эфы.
Rickenbacker 365 Capri, 1960 год
Это потом акустическую обратную связь даже научились использовать на благо творческому замыслу, а почти полностью избавиться от нее удалось, применив конструкцию деки типа «доска».
Итак, к началу 50-х гитарный комплект для возникновения музыки, называемой общим термином рок-н-ролл, был, в общих чертах, создан.
«Hawk Drive». Простой транзисторный овердайв для гитары
Привет читателям Datagor.ru!
В любой области есть свои «вечные темы». Для гитарного мира такой темой является «перегруз», он же «overdrive/овердрайв». Сколько не напридумывали его реализаций, а всё мало и постоянно появляются новые и новые. Всегда хочется чего-то ещё.
Внесу и я свою лепту в это изобилие, тем более, что моя схема претендует на определенную универсальность и гибкость при всей простоте.
Содержание / Contents
↑ Почему «Hawk Drive»?
Да просто потому, что я не знал, как оформить примочку, рисовал всякие эскизы, в итоге решил не мудрствовать лукаво и сделал импровизированный рисунок (который потом вытравил) прямо на корпусе будущей примочки и рисунок этот, почему-то, был с птицей.
Впрочем, название получилось не совсем корректно, поскольку готовое устройство содержит в себе два эффекта: овердрайв и фузз, который я планирую рассмотреть в одной из следующих статей.
На фото верхний ряд регуляторов и тумблеров — это как раз овердрайв, нижний ряд — фузз и тумблер «овердрайв/фузз» (справа).
↑ Откуда есть пошла…
Как известно всем, причастным к миру электрогитары, современный гитарист без педалей эффектов («примочек») не обходится, а самым распространенным эффектом является т. н. перегруз. Вариаций его тьмы и тьмы. Тут на вкус и цвет, как говорится, все фломастеры несъедобные и каждый добивается своего звука, как может: кто-то перегружает ламповый усилитель, используя бустер или «грелку» (или не используя), кто-то играет через примочку, имитирующую перегруженный усилитель, кто-то пользуется цифровым (или аналоговым, есть и такие) процессором эффектов…
По поводу способов получения эффекта перегруза и его конкретных технических реализаций существует множество мнений, ведется множество споров. Существуют тут даже свои мифы и легенды, особенно среди людей далеких от техники.
Однако, гитарист-паяльщик имеет неоспоримые преимущества, поскольку может и готовую примочку доработать и свою собственную спаять, а может даже придумать и спаять то, что подходит лично ему.
Собственно, по последнему пути я и пошел, перепробовав много готовых и самодельных устройств, поскольку всегда что-то не сходилось: то звук нравится, но чего-то не хватает в эргономике, то в звуке что-то не то, какой-то нужной изюминки нет, в общем, не хватает пресловутых «перламутровых пуговиц», а значит, будем искать!
↑ Схема перегруза, или как это работает
В основе ничего сложного нет. Всего три транзисторных каскада. Последний каскад компенсирует падение громкости на регуляторе тона, а сам перегруз формируют первые два каскада, причем второй в гораздо большей степени, чем первый и главные «изюминки» в нём.
Во входном каскаде устройства использован полевой транзистор, что обеспечивает высокое входное сопротивление (1 МОм, задается резистором R1, можно и больше делать, хоть 5 МОм, хоть 10) и, одновременно, достаточное усиление сигнала по напряжению. Сигнал подается напрямую на затвор полевого транзистора без разделительного конденсатора.
Заодно на входе подрезаются ненужные высокие частоты, шунтируемые конденсатором С1, что позволяет играть на гитаре через примочку без паразитного во всех смыслах аккомпанемента радиостанций. У меня, например, гитара «настроена» на радио Шансон, да что там гитара, вся не предназначенная для приема радиостанций аппаратура «настроена» на него!
Для транзистора, используемого в этом каскаде важным параметром является напряжение отсечки, остальное второстепенно. Желательно, чтобы оно было поменьше — тогда транзистор сам начнет искажать сигнал, (особенно если у вас гитара с хамбакерами и «выхлоп» у нее большой) и придавать звуку окраску, что особенно ценно при малых уровнях искажений (ручка «gain» в минимуме или близко к нему и последующие диодные ограничители почти не оказывают влияния).
Получается тот же эффект, как если бы вы раскачивали свой гитарный усилитель «грелкой», а не обычным бустером. Я поставил тут свой любимый КП303А, но можно использовать и любой другой, например, ходовой J201.
Истоковый резистор шунтирован конденсатором емкостью 1 мкФ (у меня стоит тантал), поэтому каскад лучше усиливает частоты выше 150 Гц, что придает звуку яркость и читаемость (одно из основных правил «перегруза» — убрать лишние басы), а чтобы звук не был слишком ярким («звякающим») в обратную связь каскада между затвором и стоком включен конденсатор емкостью 47 пФ, который немного прибирает излишние на слух высокие частоты, с ним звук становится немного помягче.
С резистором R3 все просто. Стоящая рядом с ним звездочка говорит о том, что резистор надо подбирать и делать это следует до тех пор, пока на стоке VT1 не будет напряжения примерно равного половине питания. Если ваш номинал будет сильно отличаться от указанного в схеме, не пугайтесь, это от того, что у полевых транзисторов велик разброс параметров.
Для развязки по питанию первого каскада применен фильтр R4C6C5, сопротивление резистора в нем может быть в диапазоне 10… 100 Ом (меньше — не будет толку, больше — излишне посадит напряжение).
Раскачавшись по амплитуде и приобретя окраску после прохождения первого каскада, сигнал встречает на своем пути конденсатор С4. Он непривычно малой для аудиосхем емкости (даже для гитарных схем) и его назначение, помимо прочего, в том, чтобы не пустить лишние низкие частоты на вход второго каскада (можете посмотреть схему «Krank Distortus», там на входе тоже стоит конденсатор сравнимого номинала и ровно по той же причине).
Я остановился на номинале 2200 пФ, подобрав его на свой вкус. Вообще же, номинал этого конденсатора следует выбирать в диапазоне 1500-6800 пФ. Меньше — звук станет плоским «верхастым», больше — появится много НЧ, второй каскад станет ими захлебываться и звук будет не столько «овердрайвовым», сколько «фуззовым» (но вполне рабочим, так что, если вам этого и надо, то пробуйте, можно даже поставить переключатель на несколько положений или сделать регулятор на переменном резисторе и двух конденсаторах сильно разной емкости, регулируя баланс между ними).
Второй каскад построен на биполярном транзисторе. В цепи его обратной связи кроме резистора R7 и конденсатора С7 притаилась цепочка встречно-параллельных диодов VD1-5, которая через конденсатор С8 и тумблер SA1 подключается между базой и коллектором транзистора.
В случае, когда тумблер разомкнут, каскад просто усиливает сигнал и искажением сигнала занимаются диоды, подключенные к его выходу (о них речь пойдет немного позже).
При замыкании SA1 цепочка диодов начинает ограничивать сигнал, но делает это неравномерно по частоте, потому что конденсатор С8 пропускает сигнал тем хуже, чем ниже частота, в результате низкочастотная составляющая сигнала на выходе каскада оказывается искаженной в меньшей степени, чем высокочастотная, что идет на пользу звуку. Звук делается более артикулированным, чем если бы весь частотный диапазон искажался одинаково, а в общем реализуется эффект мягкого овердрайва, позволяющий без «грязи» играть полными аккордами, пользоваться арпеджиато и т. д.
Почему так много диодов, а не два-три, как обычно? Во-первых, чтобы получить именно «мягкий», на низких уровнях усиления даже легкий овердрайв, а во-вторых, чтобы уровень ограничения этой цепочки примерно совпадал с уровнем ограничения цепочки VD6-8 и не было перепадов громкости при переключении между ними.
Так же, в этом каскаде находится самый любимый всеми регулятор «Gain». За данную функцию отвечает переменный резистор R8, а стоящий последовательно с ним R9 отвечает за минимальный уровень усиления (я не стал его помечать звездочкой, чтобы не загромождать схему, но вообще, его следует подобрать на свой вкус).
После второго каскада, преодолев конденсатор С10, сигнал (усиленный, а может даже искаженный) упирается в диодную цепочку VD6-8. Эта цепочка установлена так, как это делают обычно в схемах дисторшнов на операционных усилителях. Просто с выхода каскада на землю — для получения максимально возможных искажений, притом, «плотных». Она в нашей схеме реализует эффект грубого жесткого овердрайва, или даже того самого дисторшна (наподобие «Proco Rat»).
Отличие от типовой диодной цепочки дисторшна тут только одно — она не симметричная. Отличие это не уникальное, подобный прием использован во многих схемах дисторшнов, потому что позволяет получить менее «тупое» ограничение сигнала, сделать дисторшн естественнее, однако, встречается такой вариант ограничителя, все-таки, реже симметричной диодной цепи.
Впрочем, несимметричные диодные цепочки в дисторшнах делают, как правило, из одинаковых диодов (кроме редких ценителей теплого диодного звука, искушенных в самых разных вариациях), в данной же схеме используются два кремниевых и один германиевый диод, что вкупе с тумблером SA2 позволяет получить только несимметричное искажение сигнала, зато в двух вариантах:
1) кремний / кремний+германий
2) кремний / германий
В силу разного напряжения смещения перехода у кремния (0,6V) и германия (0,2V) искажаться сигнал будет «набекрень», одна из полуволн будет срезана сильнее. При разомкнутом тумблере, когда в правом плече диодного ограничителя работают оба диода, звук получается немного более громким, а по окраске несколько «трубным», рычащим (где-то на полпути между овердрайвом и дисторшном), при замыкании тумблера звук незначительно проседает по громкости, а по окраске становится жестко компрессированым, плотным (в духе средней тяжести дисторшна).
↑ О назначении тумблеров
Тут стоит немного подробнее остановиться на взаимодействии двух тумблеров в схеме, поскольку сие есть важная «фишка» данного устройства.
Обе искажающие диодные цепочки принципиально несимметричные, сделано это для получения более сложного музыкального звучания. Цепочка VD6-8 работает все время, но при замыкании SA1 и размыкании SA2 она как бы шунтируется с точки зрения сигнала — он успевает исказиться до нее и влияния она уже почти не оказывает.
Поэтому тумблер SA1 условно можно назвать «овердрайв/дисторшн». Если не размыкая первый тумблер замкнуть второй, диод VD8 в свою очередь станет немного приобрезать дополнительно верхушки сигнала, срезанные ранее VD1-5, он будет это делать равномерно для всех частот, но так как, первая ограничивающая цепочка искажает высокие частоты сильнее низких, даже после замыкания второго тумблера ВЧ будут искажены сильнее, только теперь в звуке появится дополнительная «плотность», некоторая «жесткость» и «грязноватость» (на малых уровнях усиления можно получить прикольный блюзовый звук).
Так, замыкая SA2 мы можем оказывать некоторое влияние на режим работы схемы, заданный SA1. Если теперь мы разомкнем оба тумблера ограничивать сигнал будет только вторая диодная цепочка (VD6-8), дающая «плотный», но не слишком скомпрессированный, условно «мягкий» дисторшн, который становится гораздо «плотнее» при замыкании тумблера SA2 (вполне дотягивающий до хеви).
Старался описать как можно менее запутанно.
↑ Фильтруем дальше
С тумблерами и диодными цепочками, вроде, разобрались. Проследуем далее.
Пройдя весь этот диодно-конденсаторный бурелом, сигнал преодолевает еще и RC фильтр низких частот на R10 С11, подрезающий частоты выше приблизительно 15 кГц (так называемый «песок», гитаристы поймут). Тут все так так же индивидуально, как с минимальным уровнем усиления, можно не подбирать эти резистор и конденсатор точно и оставить те номиналы, что указаны в схеме, можно срезать ВЧ сильнее или слабее. На ваш вкус и слух.
После ФНЧ в схеме стоит тон-регулятор на одном переменном резисторе и двух RC-фильтрах (R11C12R12C13R13), позволяющий в довольно широких пределах изменять тембр звучания. Городить сюда полноценный трехполосный темброблок я не посчитал нужным, потому что не люблю изобилие регуляторов на аппаратуре, в тоже время, совсем без регулятора тона в перегрузе не обойтись, поэтому был выбран простой классический вариант, применяемый во многих устройствах (подобный регулятор тона используется, например в «Big Muff» и вполне справляется со своей функцией).
С движка R13 через разделительный конденсатор С14 сигнал поступает на вход последнего третьего каскада. Его функция, как упоминалось выше состоит лишь в том, чтобы компенсировать падение амплитуды сигнала после прохождения через два фильтра и если справляется он с этой функцией недостаточно хорошо, просто подберите поточнее R17 — от него зависит усиление каскада.
Ну, а далее все совсем просто. С коллектора VT3 через разделительный конденсатор С15 сигнал поступает на переменный резистор R18, включенный потенциометром и выполняющий функцию регулятора громкости. Если делать совсем по уму, то после него надо бы поставить еще один каскад — истоковый или эмиттерный повторитель. Это полезно для развязки по сопротивлению с нагрузкой.
Но, так как номинал выходного резистора R18 все равно невелик, а после этой примочки скорее всего будет стоять еще какая-нибудь (например, так любимый гитаристами Delay), а может быть в этой следуюущей примочке даже будет так называемый «горячий байпас», то есть, сигнал там всегда будет идти через буфер, то я решил обойтись без дополнительного буфера (так сказать, не стал плодить лишние сущности), тем более, что у меня всегда включено что-то еще помимо «перегруза», например, спикерсимулятор.
↑ Питание
С самым главным разобрались, теперь немного о питании.
Для того, чтобы избежать проблем связанных с плохим питанием (всё как у людей), в схему введены два RC фильтра по положительной шине питания: C16R5C9, R4C6C5. Это перестраховка. Резисторы можно убрать или поставить другого номинала (как говорилось выше, 10… 100 Ом), причем, если резисторы не ставить, то вполне достаточно С6 и С5, остальные конденсаторы можно исключить.
Вообще же, я настоятельно рекомендую хорошо питаться и хорошо запитывать свои схемы. Это помогает избежать многих проблем. Диод VD9 защитный. Так называемая «защита от дурака», ее иногда делают по другому: ставят диод параллельно питанию в обратной полярности, но мне этот вариант не нравится, поскольку при случайной переполюсовке несчастный блок питания закорачивается напрочь, да и диоду в такой ситуации можно только посочувствовать.
↑ О деталях
В аудиоустройствах настоятельно рекомендуют использовать для сигнальных цепей пленочные конденсаторы. Поддержу это мнение и тоже порекомендую пленку (на мой взгляд, керамика хороша в фуззах, но это уже совсем другая история).
Исключением будут С1, С2 и С7 (можно еще С11) — они керамические, хотя бы потому, что пленки на 47 пФ не существует в природе, да и нецелесообразно ее использовать там, где от конденсатора требуется просто закоротить некоторую часть спектра.
Еще одно исключение — С3, он танталовый, что тоже считается неплохо для звука (разумеется, можно пленку, просто она довольно крупная будет).
Про полевой транзистор всё было сказано в описании первого каскада, напомню, что тут важно только напряжение отсечки и то, лишь в том случае, если вы хотите добиться уже от первого каскада искажений (если нет, то очень хорошо себя ведут BF245C, собратья которых, обладающие более низкой отсечкой шли раньше в фейзеры).
Во втором и третьем каскаде можно использовать любые биполярные транзисторы, но желательно, чтобы коэффициент передачи по току у них был не менее 200. Не советую использовать вездесущие КТ315. Уж очень они шумные. Вообще, мне с отечественными транзисторами звук нравится меньше — он «грязнее», «рыхлее», «зерно» у него крупнее, но это все вкусовщина.
Диоды Д220 я использовал просто потому что они у меня есть в довольно большом количестве. Для работы схемы важно чтобы эти диоды были кремниевые. Ну и, вменяемых размеров, конечно, то есть, подойдут любые стеклянные на 100 мА, которые обычно и ставят в цепи ограничения сигнала.
Германиевый диод надо подбирать исходя из напряжения смещения, лучше чтобы оно было меньше 0,4V (за неимением германиевого, можно применить диод Шоттки, он справится — проверено).
Резисторы подойдут любые маломощные (0,125 W), например, старенькие МЛТ, которых и поныне навалом.
Переменные резисторы, все кроме R8, логарифмические. Сам R8 — линейный (хотя, с логарифмическим разница не особенно заметна, с обратнологарифмическим — тоже).
↑ Список элементов
Тумблеры
любые с алгоритмом Off-On
↑ О плате
Возможно, я несколько огорчу читателя тем, что не прилагаю к статье файл с печатной платой. Тут дело в том, что она у меня экспериментальная, как это часто бывает при разработке (VD1-5 и С8 вообще навесом на тумблере распаяны, потому что, эту цепочку я придумал добавить в схему гораздо позднее, нежели сделал плату) и рассчитана на два устройства: овердрайв, который описан в этой статье и фузз, поскольку я решил утрамбовать два прибора в один флакон, соответсвенно еще и под большой корпус рассчитана, да и габариты деталей могут разниться довольно сильно, а радиолюбители нередко собирают из того, что есть, а не покупают новые компоненты (я в эту схему купил только электролиты и транзисторы 2N2222).
↑ Сэмплы
Записано в линию с эмуляцией кабинета 4х12.