Иногда требуется усилить и немного исказить сигнал, посту­пающий от датчика электрогитары или скрипки. Для этого известно немало способов, при этом выбор соответствующей схемы, уровня и вида вносимых искажений остается вопросом личных предпочтений. Различные нелинейные элементы могут изменять сигнал, производя более или менее приятные звуко­вые эффекты.

Эта статья описывает простое недорогое устройство, исполь­зуемое для предварительного усиления сигнала с датчика и, если необходимо, искажения сигнала по крайней мере .... 512 способами! Так что простор для поисков идеального звучания очень велик.

                           Универсальный предусилитель  и дисторнш для электрогитары или скрипки

Описание схемы

Схема (рис. 1) построена на че­тырех ОУ и выполняет следующие основные функции:

1)    Реализация согласованного входа для подключения датчика. Входное сопротивление схемы может быть любым в диапазоне от 50 кОм до 10 МОм и, в основном, зависит от сопротивления резистора R3 и емкости конденсатора С1. Это по­зволяет обеспечить согласование с сигналом практически любого датчика из представленных на рынке. Для снижения уровня шума конденсатор С1 должен быть непо­лярным конденсатором на напря­жение не менее 63 В.

2)    Усиление сигнала с гитары и скрипки в 2...52 раза, уровень уси­ления регулируется потенциомет­ром R1. По мере увеличения коэф­фициента усиления в сигнал вно­сятся жесткие искажения, при этом на выходе ОУ ICA может наблю­даться сигнал почти прямоуголь­ной формы.

3)    Выбор и комбинирование раз­личных искажений усиливаемого сигнала. Искажения выбираются пе­реключателями S1...S9, допустимы любые комбинации их включения и выключения, что в общей сложнос­ти дает 512 возможных комбинаций.

4)    Буферизации всех выходных сигналов, чтобы обеспечить рабо­ту на несколько метров соедини­тельного кабеля.

Виды искажений

Устройство имеет девять источ­ников искажений, кроме перегруз­ки ОУ 1С А при большом коэффи­циенте усиления, как было сказа­но ранее. Эти источники выбирают­ся переключателями S1...S9 и мо­гут ограничивать усиленный сиг­нал симметрично или не симмет­рично. Степень искажения может быть изменена с помощью потен­циометра Р2.

Как уже было сказано, возмож­ны любые комбинации состояния переключателей, но некоторые из комбинаций не дают сильно замет­ных изменений сигнала.

S1 и S2 подключают диоды Шоттки D1 и D2, типа ВАТ42. На самом деле, могут быть применены любые высокочастотные диоды Шоттки. Тип диодов влияет в какой-то сте­пени на вносимые искажения.

S3 и S4 подключают высокоча­стотные диоды D3 и D4, типа 1N4148 или 1N914. В принципе, можно использовать любые высо­кочастотные германиевые или кремниевые диоды, причем они могут быть одинаковыми или раз­ными - все это оказывает влияние на результирующий звук.

S5 и S6 подключают обычные выпрямительные низкочастотные диоды D5 и D6 вроде 1 N4001. Как и в предыдущих случаях, от типа диодов зависит получающийся эф­фект.

S7 и S8 подключают слаботоч­ные светодиоды D7 и D8.

S9 подключает встречно-последовательно соединенные стаби­литроны D9 и D10 с напряжением стабилизации от 2,4 до 4,7 В в за­висимости от предпочтительного уровня ограничения сигнала.

Число переключателей S1...S9 может быть увеличено до 15 и бо­лее, но это дает слишком много комбинаций, чтобы как следует их все оценить и описать. Могут быть использованы любые нелинейные компоненты: диоды, светодиоды, оптроны, переходы база-эмиттер транзисторов и т.д. Важно, чтобы напряжения и тока с выхода ОУ ICA было достаточно для функциониро­вания этих нелинейностей. В слу­чае необходимости допустимо под­нять напряжение питания ОУ и сни­зить значения R7 и R2 до 1 кОм.

Для того, чтобы сделать иска­жения от некоторых источников ме­нее заметными, используются ре­зисторы R10...R18 сопротивлением от 10 до 430 Ом. Эти резисторы не являются обязательными и могут быть опущены.

Буферные повторители

Устройство имеет три выходных повторителя на ОУ ICB, ICC и ICD и связанных с ними элементах.

Три выхода дают возможность получения трех различных вариан­тов звучания из одного сигнала, чтобы выбрать наиболее подходя­щий вариант или сделать комбина­цию из них. Это позволяет созда­вать новые музыкальные произве­дения без лишнего повторения му­зыкантом своей партии.

Выход CON2 - это выход неис­каженного неусиленного сигнала с датчика инструмента. Вносимыми шумами и искажениями можно пре­небречь, если использовать ОУ типа TL074 или TL084 или более лучшие.

Выход CON3 - это выход уси­ленного в 2...52 раза сигнала ин­струмента, усиление регулируется потенциометром Р1. Вносимыми шумами можно пренебречь, но ис­кажения могут быть очень жестки­ми, если ОУ будет введено в режим ограничения выходного сигнала. Если R7 > 2 кОм, положение пере­ключателей S1...S9 никак не повли­яет на сигнал на CON3.

CON4 - это выход сигнала, в ко­торый могут быть внесены искаже­ния при помощи переключателей S1...S9.

Эти три выхода могут работать на нагрузку сопротивлением 2 кОм, но лучше использовать нагрузки с сопротивлением не ниже 10 кОм, в основном для снижения потреб­ления от батареи 9 В.

Выходные уровни на CON2, CON3 и CON4 не регулируются в расчете на последующие каскады усилительной аппаратуры, в кото­рых должны быть предусмотрены регуляторы громкости.

При необходимости резисторы R7, R9 и R20 можно заменить на пе­ременные, сопротивлением 10 кОм, и тем самым получить регулирова­ние выходного уровня.

Выходы CON2, CON3 и CON4 могут быть сведены на один разъем с восемью контактами.

Когда все переключатели S1...S9 отключены, схема может работать как микрофонный усили­тель благодаря низкому уровню шума и низким нелинейным иска­жениям. Сигнал от микрофона не может привести к перегрузке ICA даже при самом высоком коэффи­циенте усиления.

Операционные усилители

Устройство может быть выпол­нено на ОУ с полевыми транзисто­рами на входах типа TL074, TL084, TL064 и аналогичных. Желательно, но не обязательно, использовать ОУ с низким уровнем шума и при этом обеспечивающие работу на нагрузку в 600 Ом.

ОУ с полевыми транзисторами на входе имеют очень малые вход­ные токи, благодаря чему их вхо­ды могут соединяться параллель­но без взаимного влияния, что важ­но для данной конструкции.

Максимальная неискаженная амплитуда выходного сигнала за­висит от напряжения питания, на­грузки и типа ОУ.

Питание устройства может быть в пределах допустимых уровней для выбранного ОУ. Все конденса­торы должны иметь рабочее напря­жение выше, чем питание ОУ, и уж по меньшей мере не ниже любого на­пряжения, которое может быть при­ложено к соответствующей цепи.

Потребляемый ток (включая ток светодиода D11) от источника ±9 В составляет, как правило, 9 мА, мак­симально около 14 мА с TL074, без входного сигнала, без нагрузки и при всех отключенных переключателях.

Заключение

Представленный одноканальный усилитель с функцией искажения - очень хорошая платформа для оценки искажений, вносимых двухполюсными нелинейными элементами, такими как диоды, светодиоды, фотодио­ды, стабилитроны, переходы база- эмиттер биполярных транзисторов, и т.д.

Описанная схема является уни­версальной и может быть адапти­рована к разнообразным датчикам. Варианты ее применения в музы­кальном творчестве так же могут быть различны.

Для проверки без электрогита­ры может потребоваться простой синусоидальный генератор сигна­лов, хотя правильно собранная схе­ма в наладке не нуждается.

Перечень компонентов приве­ден в таблице 1.

Перевод: Роман Абраш.

Petre Tzvetanov Petrov

Bulgaria, Sofia E-mail: ptzvpl ® yahoo.fr