Compressore Dual-Band per chitarra/basso: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Storia di fondo:

Il mio amico bassista si stava per sposare e volevo costruirgli qualcosa di originale. Sapevo che ha un sacco di pedali per effetti per chitarra/basso, ma non l'ho mai visto usare un compressore, quindi gli ho chiesto. È un po' un fanatico delle funzionalità, quindi mi ha detto che gli unici compressori che vale la pena usare sono il multi-banda, un sacco di manopole con cui giocare. Non avevo idea di cosa fosse un compressore multibanda, quindi ho cercato su Google e ho trovato alcuni schemi di esempio (come qui e qui). Sapendo che il mio amico non sarebbe stato contento di un misero pedale a 5 pulsanti, ho deciso di progettare il mio compressore dual-band (beh, non 'multi' ma ok…).

Sfida bonus:

Nessun circuito integrato consentito - solo componenti discreti e transistor. Come mai? Molti compressori sono basati su circuiti integrati come moltiplicatori o amplificatori a transconduttanza. Sebbene questi circuiti integrati non siano impossibili da ottenere, costituiscono comunque una barriera. Volevo evitare questo e anche affinare le mie abilità nell'arte della progettazione di circuiti discreti.

In questo Instructable, condividerò il circuito che ho inventato e sono stato e come modificare il design a tuo piacimento. La maggior parte delle parti del circuito non sono particolarmente originali. Tuttavia, sconsiglio di costruire questo pedale dalla A alla Z senza fare un po' di breadboard/test/ascolto da soli. L'esperienza che acquisirai varrà la pena del tempo investito.

Cosa fa un compressore (dual-band)?

Un compressore limita la gamma dinamica di un segnale (vedere l'immagine dell'oscilloscopio). Un segnale in ingresso con parti sia molto rumorose che morbide verrà trasformato in un'uscita con una variazione di volume complessivamente inferiore. Pensalo come un controllo automatico del volume. Il compressore lo fa, effettuando una stima a breve termine della "dimensione" del segnale della chitarra e quindi regolando l'amplificazione o l'attenuazione di conseguenza. Questo è diverso da una distorsione/clipper, nel senso che una distorsione funziona istantaneamente su un segnale. Un compressore, sebbene in senso stretto non sia un circuito lineare, non aggiunge (o non dovrebbe) aggiungere molta distorsione.

Un compressore a doppia banda divide il segnale in ingresso in due bande di frequenza (alta e bassa), comprime entrambe le bande separatamente e quindi somma i risultati. Ovviamente questo permette un controllo molto maggiore, a scapito di un circuito più complicato.

Dal punto di vista del suono, un compressore rende il segnale della tua chitarra più "stretto". Questo può andare da abbastanza sottile, rendendo più facile mixare il segnale con il resto della band durante la registrazione, a molto schietto, dando alla chitarra una sensazione "country".

Alcune buone letture aggiuntive sui compressori sono fornite qui e qui.

Passaggio 1: lo schema

Il circuito è composto da 4 blocchi principali:

1. stadio di ingresso e filtro diviso in banda,
2. compressore ad alta frequenza,
3. compressore a bassa frequenza,
4. somma e stadio di uscita.

La fase di ingresso:

Q1 e Q3 formano un buffer ad alta impedenza e un divisore di fase. L'ingresso bufferizzato, vbuf, si trova sull'emettitore di Q1 ed anche, in fase invertita sull'emettitore di Q3. Nel caso in cui si utilizzino segnali di ingresso molto alti (> 4Vpp) S2 offre un modo per attenuare l'ingresso (a scapito del rumore), poiché vogliamo che lo stadio di ingresso funzioni in modo lineare. R3 regola il punto di polarizzazione di Q1 in modo da ottenere la massima gamma dinamica dallo stadio di ingresso. In alternativa, puoi aumentare la tensione di alimentazione da un pedale standard 9V a qualcosa di più alto come 12V, a scapito di dover ricalcolare tutti i punti di polarizzazione.

Q2 e i componenti passivi che lo circondano formano il noto filtro passa-basso Sallen & Key. Ora ecco come funziona lo sdoppiamento di banda: all'emettitore di Q2 troverete l'ingresso passa-basso invertito di fase. Questo viene aggiunto al segnale di ingresso tramite R12 e R13 e bufferizzato da Q4. Quindi vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Regolando la frequenza passa-basso del filtro (R8, controllo crossover) si regola di conseguenza anche l'uscita in frequenza passa-alto, poiché, per la formula precedente, abbiamo anche vhf + vlf = vbuf. Abbiamo così una semplice suddivisione complementare del suono in alte e basse frequenze da un unico filtro. Nell'esempio Build-Your-Own-Clone fornito nell'introduzione, a questo compito di suddivisione della banda viene assegnato uno State-Variable-Filter. Oltre a passa-basso e passa-alto, un SVR può anche fornire un'uscita passa-banda, tuttavia non ne abbiamo bisogno qui, quindi è più semplice. Un avvertimento: a causa dell'aggiunta passiva in R12 e R13, vhf è infatti solo la metà delle dimensioni. Ecco perché -vlf all'emettitore di Q2 è anche diviso per due usando R64 e R11. In alternativa, posizionare un resistore di collettore del doppio del valore del resistore di emettitore su Q4 e vivere con la gamma dinamica ridotta o rilevare la perdita in un altro modo.

Gli stadi del compressore:

Entrambi gli stadi del compressore a bassa e alta frequenza funzionano in modo identico, quindi li discuterò in una volta sola, facendo riferimento allo stadio del compressore ad alta dello schema (il blocco centrale, dove entra vhf). Le parti centrali, dove avviene tutta l'"azione" di compressione sono R18 e JFET Q19. È ben noto che un JFET può essere utilizzato come resistore controllato in tensione variabile. C9, R16 e R17 si assicurano che Q19 risponda in modo più o meno lineare. R18 e Q19 formano un partitore di tensione controllato da vchf. La tensione di polarizzazione vbias per il JFET, derivata da Q18, deve essere impostata (R56) in modo che il JFET sia leggermente schiacciato: inserire un seno da 1Vpp al C6 e massa vchf, quindi regolare R56 fino a trovare il segnale del seno non attenuato sul scarico del JFET.

Poi ci sono Q5 e Q6 che formano un amplificatore di max circa x50 e min x3, controllato da R25 (sense hf). Q7 e Q8, insieme all'invertitore di fase Q22, formano rilevatori di picco del segnale amplificato. I picchi di entrambe le escursioni di segnale (salita e discesa) vengono rilevati e 'mantenuti' come tensione su C14. Questa tensione è vhcf, che controlla quanto JFET Q19 è 'aperto' e quindi quanto viene attenuato un segnale in ingresso: immagina una grande escursione di segnale in arrivo (in senso positivo o negativo). Ciò causerà l'addebito di C14, quindi JFET Q19 diventerà più conduttivo. Questo a sua volta riduce il segnale che entra nell'amplificatore Q5-Q6.

La velocità con cui avviene il rilevamento del picco è determinata da R33 (attacco HF). Per quanto tempo un picco avrà un'influenza sul segnale successivo è determinato dalla costante di tempo di C14 x R32 (sustain hf). Potresti voler sperimentare con le costanti di tempo modificando R33, R32 o/e C14.

Come detto, la parte LF (blocco della parte inferiore dello schema) funziona in modo identico, tuttavia l'uscita è ora presa dal collettore dell'invertitore di fase Q12. Questo serve per rilevare lo sfasamento di 180 gradi di -vlf nel filtro diviso in banda.

Il circuito attorno a Q16 e Q21 è un driver LED, che fornisce un'indicazione visiva dell'attività per canale. Se il LED D6 si accende, significa che è in corso una compressione.

Somma e stadio di uscita:

Infine, entrambi i segnali in banda compressa vlfout e vhfout vengono aggiunti utilizzando un potmeter R53 (tono), bufferizzato con emettitore follower Q15 e presentato al mondo esterno tramite il controllo di livello R55.

In alternativa, è possibile prelevare i segnali attenuati sui drain dei JFETS e compensare l'attenuazione utilizzando amplificatori aggiuntivi (questo è chiamato guadagno di 'make-up'). Il vantaggio di questo è un segnale di risposta iniziale meno distorto: quando viene rilevato il primo picco breve, è probabile che il segnale venga in qualche modo distorto/tagliato dall'amplificatore Q5-Q6 (Q10-Q11), poiché i rilevatori hanno bisogno di tempo per rispondere e creare tensione sui condensatori del rivelatore C14/C22. Gli amplificatori di guadagno di make-up richiederebbero altri 4 transistor.

Nulla del circuito è molto critico in termini di componenti. I transistor bipolari possono essere sostituiti con qualsiasi comune transistor a piccolo segnale da giardino. Per i JFET, utilizzare tipi a bassa tensione di pinch-off, preferibilmente in qualche modo abbinati, poiché il circuito di polarizzazione della sorgente serve entrambi. In alternativa, duplica il circuito di polarizzazione (Q18 e i componenti attorno ad esso) in modo che ogni JFET abbia la sua polarizzazione.

Passaggio 2: costruzione del circuito

Il circuito è stato saldato su un pezzo di perfboard, vedere le immagini. È stato ritagliato in quella forma particolare per adattarsi all'alloggiamento con i connettori (vedi il passaggio successivo). Quando si assembla il circuito, è meglio testare regolarmente i sottocircuiti con un DVM, un generatore di funzioni e un oscilloscopio.

Passaggio 3: l'alloggiamento

Se c'è un passaggio che mi piace di meno nella costruzione dei pedali è praticare i fori nell'alloggiamento. Ho usato un recinto in stile 1590BB preforato da un negozio online chiamato Das Musikding per darmi un vantaggio:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, dove ho anche acquistato i vasi da 16 mm, le manopole e i piedini in gomma per l'alloggiamento. Gli altri fori sono stati praticati secondo il disegno allegato. Il design è stato disegnato in Inkscape, continuando sul tema "Rage Comic" del mio altro pedale Instructables. Sfortunatamente, le manopole grandi e piccole hanno una diversa tonalità di verde:-/.

Le istruzioni per la pittura e le opere d'arte possono essere trovate qui.

Un coperchio di plastica per contenitori per alimenti da asporto è stato ritagliato a forma di breadboard e posizionato tra il circuito stampato e le pentole per formare un isolamento. Appena sotto il coperchio dell'enclosure 1590BB, un pezzo di cartone tagliato a misura ha lo stesso scopo.

Passaggio 4: collega tutto…

Saldare i fili ai vasi e agli interruttori prima di posizionare l'isolatore e il circuito. Quindi cablare tutto sul lato superiore della scheda. Stampare una piccola copia del circuito per la manutenzione, piegare e posizionare all'interno dell'alloggiamento. Chiudi la custodia e il gioco è fatto!

Buon gioco! Commenti e domande sono ben accetti! Fammi sapere se costruisci questo fantastico compressore con sovraccarico di funzionalità.

EDIT: il primo campione sonoro è un riff di chitarra pulito 'asciutto', il secondo campione è lo stesso riff inviato attraverso il compressore senza elaborazione aggiuntiva. Negli screenshot, puoi vedere l'effetto sulla forma d'onda. Chiaramente la forma d'onda compressa è, beh, compressa.