Схема. Приставка ‘дистошн’ для электрогитары
Одним из самых востребованных гитарных эффектов следует назвать «дистошн», по звучанию напоминающий результат перегрузки усилителя. Гитаристов, потративших много времени на поиски готовых схемных решений, а также собравших несколько подобных простых устройств, нередко постигает разочарование. Бывает, что приставка, хорошо работающая с одной гитарой, не подходит для другой или не позволяет добиться имеющимися регулировками желаемого звучания.
Тем не менее существует ряд приставок промышленного производства (их обычно оформляют в виде педали), обладающих широкими возможностями для получения требуемого спектра звука. Однако при попытке изготовить устройство, аналогичное фирменному, зачастую возникают проблемы с приобретением необходимых комплектующих, особенно у радиолюбителей, живущих в провинции.
Поэтому я решил разработать конструкцию «дистошн»-приставки для электрогитары, по своей схемотехнике фактически повторяющую широкоизвестную BOSS Metal Zone, но использующую широкодоступные детали. Выбор прототипа обусловлен многочисленными положительными отзывами знакомых гитаристов, а также рецензиями в Интернете.
Схему приставки можно условно разделить на четыре основных блока: усилителя—ограничителя сигнала, регулятора тембра, переключателя режимов и питания.
Принципиальная схема усилителя-ограничителя показана на рис. 1. Сигнал со звукоснимателя гитары поступает на базу транзистора VT2, работающего эмиттерным повторителем. Эта ступень служит для согласования высокого выходного сопротивления звукоснимателя гитары с низким входным сопротивлением следующей ступени, собранной на ОУ DA1.1. Применение эмиттер-ного повторителя вместо истокового продиктовано стремлением использовать как можно меньше полевых транзисторов с целью избежания трудностей в их приобретении, тем более, что при субъективной оценке такое решение не сказывается на уровне шума приставки и качестве ее работы.
ОУ DA1.1 включен по схеме неинвертирующего усилителя. Конденсатор С6 — элемент частотной коррекции в цепи ОС, повышающий устойчивость усилителя в целом. К инвертирующему входу ОУ DA1.1 подключен выход гиратора, собранного на транзисторе VT1, корректирующего АЧХ усилителя на частоте 900 Гц.
Предварительный подъем АЧХ на этой частоте, а также на пяти килогерцах после ограничителя компенсирует неравномерность характеристики звукоснимателя гитары. Коэффициент усиления этой ступени несколько увеличен по сравнению с прототипом, что позволило получить более длительное звучание одиночной струны.
Следующая ступень собрана на ОУ DA1.2, включенном по схеме неинвертирующего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Резистором R17 можно изменять коэффициент усиления и соответственно уровень сигнала на входе ограничителя, выполненного на диодах VD1 —VD3 и резисторе R23. Применение диодов именно этого типа и указанное их включение позволили получить наиболее благоприятный характер звучания. Конденсатор С9 уменьшает уровень шума на входе усилителя. Элементы R13, СЮ представляют собой ФНЧ, включенный в цепь ОС и корректирующий АЧХ усилителя на высокой частоте.
Ступень на ОУ DA2.1, как и две предыдущих, выполнена также по схеме неинвертирующего усилителя, но имеет небольшой коэффициент усиления. Цепь R21C15 снижает уровень шума на выходе ограничителя. Узел на транзисторе VT3 представляет собой гиратор, настроенный на частоту 5 кГц. Гиратор, собранный на транзисторе VT4, обеспечивает подъем АЧХ усилителя на частоте около 200 Гц, что добавляет некоторую «жесткость» в звучание инструмента.
Выходная ступень блока собрана на ОУ DA2.2, включенном по схеме инвертирующего повторителя. Она служит для исключения взаимного влияния узла на ОУ DA2.1 и цепей блока регулирования тембров.
Блок усилителя—ограничителя питается напряжением 9 В. Напряжение 4,5 В формирует делитель R1R26, этим напряжением питаются и другие блоки приставки.
Блок регулирования тембра (его схема показана на рис. 2) состоит из активного регулятора подъема АЧХ на низших и высших звукочастотных составляющих сигнала и параметрического регулятора уровня среднечастотных составляющих с функцией изменения частоты среза. Из особенностей блока стоит отметить цепь C1C2R1R4DA1.2, представляющую собой электронный аналог последовательного колебательного контура. Резистор R2 изменяет степень включения контура в цепь ОС, позволяя регулировать коэффициент усиления ступени на ОУ DA1.1 на частоте около 100 Гц в интервале от -15 до +15 дБ.
Среднечастотный регулятор выполнен по схеме активного фильтра с Т-мостом. Такое решение расширяет возможности устройства и обеспечивает необходимый характер звучания инструмента. Резистором R2 регулируют уровень низших частотных составляющих сигнала, R3 — высших, R12 — средних, a R7 — частоту среза. Сигнал с выхода этого узла поступает через регулятор уровня на резисторе R16 и цепи переключателя режимов на эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе VT1, ас него через цепь С19Р19Р20 — на выход блока и приставки в целом.
Вариант схемы переключателя режимов, представленный на рис. 3, — стандартный для подобных устройств и каких-либо особенностей не имеет. Всего режимов — два: «Включено», когда сигнал от звукоснимателя проходит весь тракт преобразования, и «Выключено», когда с выхода эмиттерного повторителя (VT2) усилителя—ограничителя сигнал, пройдя через эмиттерный повторитель (VT1) переключателя режимов, поступает на вход эмиттерного повторителя (VT1) темброблока, т. е. без преобразования. Режим «Включено» индицирует светодиод HL1.
На транзисторах VT5, VT6 собран триггер. Импульсное напряжение на конденсаторах С7, С9 переключает его из одного устойчивого состояния в другое. Это напряжение формируется при нажатии на кнопку SB1 и ее отпускании. Конденсатор С10 служит для подавления помех (от «дребезга» контактов кнопки SB1, наводок от посторонней ВЧ аппаратуры и др.).
Если на коллекторе транзистора VT6 присутствует напряжение, близкое к Uпит триггера (при этом на коллекторе транзистора VT5 — близкое к нулю), блок находится в режиме «Включено», а если наоборот — «Выключено». Коллекторы этих транзисторов через резисторы R8 и R9 соединены с переключательным узлом, собранным на полевых транзисторах VT2—VT4 и обеспечивающим указанную выше логику работы блока. Так, когда на коллекторе транзистора VT6 установилось напряжение, близкое к Uпит, транзистор VT3 закрыт, а VT2 и VT4 открыты.
Хотелось бы отметить, что при повторении этого блока желательно применить импортные полевые транзисторы (2SK118Y 2SK30A), которые имеют меньший разброс параметров в отличие от указанных на схеме. Переключательные транзисторы VT2—VT4 необходимо монтировать в непосредственной близости от коммутируемых цепей.
Принципиальная схема блока питания устройства показана на рис. 4. Применение встроенного сетевого блока позволяет обойтись без внешнего источника или батареи гальванических элементов. Каких-либо особенностей блок не имеет. Его токовые возможности допускают питание двух приставок «дистошн» или других.
Устройство собрано на трех печатных платах из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. На печатной плате, чертеж которой показан на рис. 5, размещены элементы усилителя—ограничителя и часть элементов переключателя режимов (они обозначены префиксом 3). Три свободные контактные площадки на плате вблизи транзистора 3VT1 предназначены для того, чтобы можно было собрать на нем усилительную ступень взамен эмиттерного повторителя. Это бывает необходимо в том случае, когда требуется увеличить выходное напряжение приставки.
Чертеж печатной платы блока регулирования тембров представлен на рис. 6. Элементы блока питания устройства и остальные элементы переключателя режимов размещены на печатной плате, чертеж которой изображен на рис. 7.
Стабилизатор DA1 блока питания теплоотвода не требует. Сетевой трансформатор годится любой мощностью 5… 10 Вт с напряжением вторичной обмотки 10 В. Располагать его необходимо как можно дальше от входных цепей приставки.
Все сигнальные межплатные соединения надо выполнять двупроводным кабелем в экранирующей оплетке.
Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается. Тем не менее я бы рекомендовал прослушать варианты звучания, которые приставка способна формировать, и выбрать из них в наибольшей степени удовлетворяющий требованиям конкретного исполнителя.
Дело в том, что подбирая элементы VD1, VD2, VD3, R23, можно изменять степень ограничения верхней и нижней полуволн сигнала и, соответственно, характер звучания инструмента. При указанных на схеме элементах и их соединении звучание гитары приобретает оттенки, присущие звуку ламповых гитарных усилителей. Если же применить встречно-параллельное включение всего двух диодов, то ограничение амплитуды сигнала станет симметричным. При этом звучание инструмента становится более «транзисторным». Тип диодов также имеет значение. Необходимо подчеркнуть, что представленные выше оценки субъективны и зависят от индивидуальных особенностей слуха исполнителя.
Все платы размещены в коробке, изготовленной из листового алюминиевого сплава. Все органы управления выведены на ее лицевую панель. Ею может быть и боковая, и верхняя панель в зависимости от того, как будет установлена приставка при исполнении музыки — на какой-либо подставке или на полу.
Коробку можно изготовить и из листовой пластмассы, но в этом случае придется обратить самое серьезное внимание на экранировку. В противном случае избавиться от фона переменного тока, скорее всего не удастся.
Переключать режимы удобнее всего с помощью отдельной ножной кнопки (без фиксации), изготовленной на базе готового микропереключателя (например, КМ 1-1). Ее соединяют с приставкой экранированным кабелем и располагают у ног гитариста. Можно разместить кнопку и на лицевой панели.
В устройстве вместо К157УД2 можно применить и другие ОУ с низким уровнем шума (NE5532, TL071, КР551УД2 и т. п.), но это потребует коррекции печатных плат. Оксидные конденсаторы — импортные. Остальные — К73-9, К73-17, К10-17Б, КТ-1, К31-11. Переменный резистор R17 в усилителе—ограничителе сигнала должен иметь характеристику В.
Переменные резисторы R2, R3, R12, R16 в темброблоке должны также иметь характеристику В, а сдвоенный R7 — А. В устройстве применены переменные резисторы СПЗ-33-24, СП-1, СПЗ-46М, постоянные — МЛТ. Транзисторы КТ3102ЕМ можно заменить на SS9014 или другие с нормированным коэффициентом шума.
Приставка была испытана с гитарами различного типа и показала положительные результаты.
М. СОЛОВЬЕВ, г. Калуга
«Радио» №12 2007г.
