УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ГИТАРЫ
Гитарные усилители, наряду с самими электрогитарами, всегда интересовали многих начинающих и не только музыкантов. Тембра, усиление и перегрузочные характеристики очень индивидуальны, и идеальное сочетание варьируется от одной гитары к другой. Нет такого усилителя, что полностью удовлетворяет всем требованиям, да и это схемное предложение не будет исключением. Но оно является универсальным, мощным (около 100 ватт) и имеет все необходимые регулировки. В отличии от покупного усилителя, если вы строите УНЧ самостоятельно, вы можете изменить многие вещи, чтобы удовлетворить собственные потребности. Возможность экспериментировать представлена в полном виде. Да и намного почётнее играть на своей аппаратуре, ведь наша индивидуальность проявляется в первую очередь творчеством. Предлагаемый гитарный усилитель рассчитан на 100 Вт мощности в 4 Ом нагрузке. Это обычная мощность для гитаристов, которой хватит и для дома, и для концертов.
Гитарный предварительный усилитель — схема
Предварительный гитарный усилитель паяем на отдельной плате, позже помещённой в экран от помех. Фото платы предусилителя показано ниже. Его основа два операционных усилителя с блоком регулировки тембров и усиления.
Это простое, но проверенное схемное решение, которое обеспечивает отличную тональность всего диапазона. Конструкция идеально подходит для тех гитаристов, которые хотели бы получить отличный звук. Элементы управления тембром имеют достаточный диапазон, чтобы охватить практически что угодно, от скрипки и до бас-гитары.
Предусилитель использует двойной операционный усилитель для усиления. Транзистор, включен по схеме эмиттерного повторителя и имеет низкое выходное сопротивление, после мастер-регулятора громкости. Как показано на схеме, есть типичный гитарный вход, с которого можно получить очень жирный овердрайв, а затем настройку подходящего уровня. Обратите внимание, что при использовании операционного усилителя TL072, возможен шум с большим количеством высоких частот. Настоятельно советуем использовать OPA2134 — операционный усилитель от Texas Instruments, тогда вы получите действительно самый тихий гитарный усилитель, который вы когда-нибудь слышали!
Питание модуля подключается непосредственно к главной шине +/-35 В усилителя мощности. Использовать надо стабилитроны (D5 и D6) 1 Вт, и резисторы R18 и R19, на 680 Ом, должны быть тоже по 1 Вт.
Для большего усиления, советуем уменьшить R11 — минимум до 2,2 кОм. Если переключатель bright делает звук слишком яркий (слишком много высоких частот), надо увеличить резистор R5. Диоды на выходе предназначены для того, чтобы предусилитель создавал «мягкие» ограничения при повышении громкости.
Убедитесь, что входные разъемы изолированы от корпуса. Это помогает предотвратить шум, особенно когда гитарный усилитель подключен к другой сети питания.
Усилитель мощности
На фото ниже показана полностью собранная печатная плата УМЗЧ. С помощью TIP35 и TIP36 транзисторов выходного каскада обеспечивается надежность при работе в самых тяжелых сценических условиях. Другие особенности схемы включают в себя защиту от короткого замыкания — компоненты смещения диодов D2 и D3.
Защита от короткого замыкания ограничивает выходной ток до относительно безопасного уровня. Защита будет ограничивать пиковый выходной ток до примерно 8 ампер. Ток смещения является регулируемым, и должен быть установлен на уровне около 25 мА в покое. Транзисторы TIP3055/2966 или MJE3055/2955 также могут быть использованы для УМЗЧ. Схема позволяет подключать до двух 8-Омных акустических колонок (по 4 Ом). Не используйте АС менее 4 Ом на этот усилитель — он не рассчитан на столь малое сопротивление!
Блок питания УНЧ
Силовой трансформатор должен быть тороидальный для лучшей производительности и минимума помех. Усилитель предназначен для максимально питания +/-35В, и это значение не должен быть превышено. Трансформатор должен быть рассчитан на 25-0-25 вольт, и не более того. Меньше — нормально, если полных 100 Вт не нужно. Мощность трансформатора должна быть 150VA (3 A тока вторички). Более 250VA — это излишество. Используйте хорошего качества электролиты фильтра БП, поскольку они будут подвергнуты нагрузкам по току и температуре. Ток диодного мостового выпрямителя должен быть 35 A. Тип крепления — на шасси с термопастой.
Все предохранители должны быть такими, как указано по схеме — не поддавайтесь искушению использовать более мощные. Входные и выходные соединения показаны на рисунке.
Гнёзда Preamp out и power amp in позволяют вставлять в звуковой тракт эффекты, такие как сжатие, реверберация, цифровые эффекты и другие. Выход предварительного усилителя подключен так, что предусилитель сигнала могут быть извлечены без отключения усилителя мощности, поэтому может быть использован для прямой подачи звука. Это особенно полезно для баса. Выход предусилителя выход может быть использован и для другого усилителя мощности.
Настройка гитарного усилителя
- Перед тем, как питание включается впервые, временно установите 22 Ом 5 Вт резисторы вместо предохранителей. Не следует сразу же подключать нагрузку (АС)! При подаче питания, проверьте, что напряжение постоянного тока на выходе меньше, чем 1 В. Проверьте все транзисторы на нагрев — если какой-то элемент горячий, немедленно выключите питание, затем ищите ошибку.
- Если все хорошо, подключите акустическую систему и источник сигнала и убедитесь, что звук не искажён (например подключите с плеера музыку).
- Если УНЧ прошел все эти тесты, снимите резисторы 22 Ом и заново установите предохранители. Отсоедините кабель динамика нагрузки и включите прибор снова. Убедитесь, что напряжение постоянного тока на клеммах АС не превышает 100 мВ, и снова проверьте нагрев на всех транзисторах и резисторах.
- Когда вы убедитесь, что все хорошо, установите ток смещения. Подключите мультиметр между коллекторами Q10 и Q11 — вы измеряете падение напряжения на двух 0,22 Ом резисторах R20 и R21. Требуемый ток покоя 25 мА, поэтому напряжение на резисторах должны быть установлены 11 мВ. Настройка значения не слишком критична, но при более низких токах будет меньше рассеивания на выходных транзисторах.
- После этого остаётся скорректировать смещение, когда температура корпуса и всех деталей гитарного усилителя стабилизируется. Часто температура и ток немного взаимозависимы. Вот и всё — конструкция готова!
Originally posted 2019-05-03 05:59:24. Republished by Blog Post Promoter
Источник
Сделай сам
|       Автор: Юрий Вершинников       Дата публикации: 21 октября 2018 г. |
Часть III. Практические примеры
Krank Distortus Mod
И дея очень простая – берём пару проверенных схем олдскульных примочек, сделанных для игры в ламповый комбо, и дооснащаем их системой дополнительных повторителей и фильтров. Таким образом, делаем их универсальными и пригодными для игры на любой гитаре, не только в комбо, но и в линию.
Источник оригинальных схем: Guitar-gear.ru
Первым был уже известный Krank Distortus Maximus. Я сделал к нему следующий мод:
Разберём его работу подробнее. Конденсатор С1 является разделительным. Резистор R5 включен в цепь эмиттора транзистора, поэтому для расчёта входного сопротивления схемы его надо увеличить в бета раз. Возьмём бета
300. Получим 117 кОм. R4 и эквивалентный (увеличенный в 300 раз) R5 включены параллельно на «землю». Их общее сопротивление (43х117)/(43+117)=31 кОм. Пусть выходное сопротивление гитары равно 5 кОм. Получаем на входе RC-фильтр высоких частот с сопротивлением R=31k+5k=36k и ёмкостью С=С1=4,7 нФ. Вычислим частоту среза. 1/(2πfС)=941 Гц. Значит, коэффициент усиления будет плавно возрастать примерно до 941 Гц. 941>648, то есть подъём средних (или спад нижних, что одно и тоже) частот будет достаточным, чтобы нормально перегружалась нота «ми» на 12-м ладу.
Далее, в коллекторе транзистора есть R3, после транзистора стоят R6, R7 и микросхема LM386 со входным сопротивлением 50 кОм. Последовательно с ними есть конденсаторы C2, C3. Компонентов много, грубый расчёт даёт нам ещё один ФВЧ первого порядка с частотой среза 150-200Гц и небольшим ослаблением низов (81Гц
3дБ). Так как у акустической гитары на борту уже есть предусилитель, в её спектре мало средних частот, такой «довырез» низов будет очень кстати. R7 просто регулирует коэффициент усиления до микросхемы. Дальше – интереснее. Конденсатор С4 совместно с резистором R6 образуют фильтр низких частот с частотой среза 2,5÷3 кГц, который вырезает «лишние» гармоники и акустические призвуки из спектра ещё до ограничения сигнала по амплитуде. Очень полезная штука. Теперь спектр акустики не будет сильно отличаться от электрогитарного. Оставляем всё как есть.
После рассчитанного фильтра идёт микросхема LM386N-3. Это усилитель класса «Б». Класс «Б» – значит с небольшими (мягкими) нелинейными искажениями. Для нас – самое то.
Эта микросхема выполняет роль нелинейного элемента (лампы): даёт большое усиление, перегружается по питанию и обеспечивает кучу нужных нам нелинейных искажений. Цифру и букву в названии микросхемы можно брать любую, на звук существенно влиять не будет. Корпус лучше DIP-8, так удобнее паять.
Далее идёт старый маршалловский темброблок. По современным меркам он очень примитивен и умеет только одно – ослаблять средние частоты (поднять их или получить линейную АЧХ не получится), но все номиналы подобраны как раз под электрогитару. Изначально темброблок проектировался, чтобы работать с «ламповыми» сигналами напряжением около 500 В, поэтому номиналы резисторов взяты очень большими, а конденсаторов – очень маленькими. Иначе он бы просто перегрелся и сгорел. У нас амплитуда сигнала всего 4,5 В. Для удобства я уменьшил номиналы резисторов в пять раз. Соответственно, в пять раз увеличил номиналы конденсаторов, чтобы частоты среза остались на месте. Обратите внимание на резистор R11, в оригинале он был логарифмическим на 1 МОм, но по логике вещей теперь должен стоять логарифмический резистор на 250 кОм. Однако нам известно, что логарифмический резистор имеет рабочее (среднее положение) в точке 10÷20% от номинала. Смотрим картинку:
Поэтому для простоты можно уменьшить его ещё раза в три-четыре, и взять с линейной характеристикой, как я и поступил.
Итак, пусть R11=47 кОм. Я пересчитывал все частоты среза на листе бумаги и в программе Tonestack Calculator. АЧХ искомого фильтра и моего абсолютно одинаковые, ничего не изменилось.
После темброблока идёт фильтр высоких частот. Я взял за основу AMZ Speakersim и уменьшил номиналы резисторов с 12 до 10 кОм, чтобы подвинуть частоту среза с 3,5 до 3,9 кГц.
Первый операционный усилитель выполняет роль простого повторителя между пассивным темброблоком и фильтром, идущим далее.
С точки зрения схемотехники этот фильтр имеет второй порядок, хоть в нём и три конденсатора (потому что между первой и второй RC-цепочкой нет отдельного повторителя). Поэтому я поставил две дополнительные RC-цепочки.
Смотрим конденсаторы С10 и С12. Теперь фильтр стал иметь четвёртый порядок (как у «маршалла»), а частота среза вернулась на место, примерно на 3,5 кГц. Теперь можно играть даже через домашний музыкальный центр.
Собрал всё на макетной плате. Вот фото оригинального Krank Distortus и того, что получилось у меня.
Это первая педаль, звук которой меня устраивает, и в которой не захотелось ничего переделывать. Записывать звук с домашнего кабинета мне нечем. Можно было бы воспользоваться специальным плагином для записи электрогитары, но нас ведь интересует звук без обработки, в линию; поэтому просто выложу ссылку на звучание оригинала через комбо:
Так как я ничего не изменял, кроме выходного фильтра, то звучит очень похоже, только никаких специальных плагинов и «гитар ригов».
Ibanez Tube Screamer Mod
Пока я баловался вечерами с вышеперечисленными примочками, продалась моя электрогитара. Зато я стал обладателем акустической гитары Morris W20 (как на фото в части III) и звукоснимателя Skysonic T903 к ней, вот такого:
Этот звукосниматель содержит сингл (а точнее humcanceler), микрофон для передачи «живого» акустического звука и встроенный предусилитель, но не имеет регулировок тембра.
По этой причине следующей задумкой стал предварительный усилитель с двумя раздельными каналами – чистым акустическим (с регулировками ВЧ/НЧ/СЧ)и перегруженным, с регулировкой Tone. Хотелось предварительный усилитель для фингерстайла, как в этом видео:
Кстати, на концерте группы «Воскресенье» Сапунов пилил электроакустическом Takamine отличные тягучие соло через перегруз. Сам видел.
Слушайте Сотворю тебе мир — Воскресение на Яндекс.Музыке
Мне захотелось также.
За основу для чистого канала взял фильтр под названием Tone Mender. Для перегруженного канала за основу взял Ibanez Tube Screamer TS-9, а точнее, его клон. Я оставил саму идею (форму АЧХ), но собрал всё на операционных усилителях и доработал фильтры на входе и выходе.
Вот, что у меня получилось:
Чистый канал – здесь всё просто. Это тот же маршалловский tone stack. Если ставить линейный резистор Bass, лучше взять номинал чуть меньше, на 330 кОм, чтобы рабочая область была на «12 часов». На входе перед темброблоком – неинвертирующий усилитель с большим входным сопротивлением. Это чтобы увеличить амплитуду сигнала и компенсировать его последующее затухание в темброблоке (3÷14дБ). После него – обычный повторитель, чтобы можно было подключаться в любой оконечный усилитель, не заботясь о его входном сопротивлении.
Перегруженный канал – доработанный Ibanez Tube Screamer. На входе повторитель. За ним ФНЧ (смотрим на R16 и конденсатор С12) с частотой среза 2,4 кГц. На втором операционном усилителе собран ФВЧ, дающий подъём АЧХ до 740 Гц. ФНЧ и ФВЧ, включённые последовательно, дают нам полосовой фильтр средних частот. Чуть меньше песка в звуке, возможность подключения акустической гитары. На этом же, втором ОУ происходит ограничение сигнала по амплитуде.
Ограничение происходит за счёт диодов D3, D4, D5. Пробовал разные сочетания. Симметричное и асимметричное ограничение действительно отличаются на слух. При асимметричном появляется больше рычания в звуке. Форма сигнала имеет значение. Можно попробовать в качестве D5 использовать светодиод. У меня наиболее «ламповый» звук получился именно при таком сочетании диодов и конденсаторе 47 пФ. Осциллограмма должна быть вот такой:
Асимметрия отрицательной и положительной полуволн даёт разное количество диодов в верхнем и нижнем плече отрицательной обратной связи. Конденсатор даёт плавно скруглённые углы и небольшой скос основания трапеции (теоретически он имеет форму экспоненты). Да здравствуют чётные гармоники!
После ограничителя идёт выходной темброблок. Он собран на операционном усилителе (IC2b).
По смыслу это тоже ФНЧ первого порядка (кто бы мог подумать?), только его частота среза может перестраиваться потенциометром Tone A20k примерно от 700 Гц, до 3,8 кГц.
У оригинальной схемы есть проблема: если Тоne убавить, звук получается приятный, но мутноватый, неяркий. Если чуть прибавить – становится много песка в звуке, целый песчаный карьер. Фильтра первого порядка не хватает, чтобы в достаточной степени погасить нежелательные верхние частоты. По этой причине я добавил конденсаторы С13, С14, С15 по 33 нФ. Они образуют с соответствующими резисторами 1кОм дополнительные RC-фильтры.
Частота среза чуть уползает вниз. Поэтому R11 уменьшил до 180 Ом. Суммарный фильтр имеет уже третий порядок (не забываем ещё про полосовой фильтр на входе). Этого хватает, чтобы убрать лишний «песок» и создать ламповый звук. Тубскример переводится как «ламповый крикун».
Если будет не хватать «песка и железа» в звуке, номиналы С12 и остальных «синих» конденсаторов на схеме следует уменьшить раза в полтора.
Всё это я тоже собрал на макетной плате. Перегруз собирал на микросхеме TL074 – это четыре ОУ в одном корпусе и никаких отдельных транзисторов. Получилось очень компактно. После многочисленных проб и переделок, упаковал плату в корпус от пульта сварочного автомата. Корпус, правда, огромный, зато винтажно.
При такой схеме у готового предусилителя должно получиться семь потенциометров и две кнопки байпасса (отдельная на каждый канал), но мне стало лень. И так огромное количество крутилок, отверстий и проводов. Решил упростить монтаж. Преамп для чистого канала у меня включен постоянно, поэтому отдельный байпасс для него делать не стал, собрал всё напрямую.
Регулятор громкости Level чистого канала заменил резистором на 100 кОм. Снаружи корпуса остались только крутилки темброблоков и гейн – лень было сверлить корпус.
Получилось вот так:
В завершение хочу сказать: обе описанные примочки можно подключать в комбо, также как и обычные педали. Подобным образом можно доработать любую аналоговую схему гитарных эффектов. Сделанные мной доработки добавляют им универсальности и снижают требования к характеристикам музыкального инструмента, оконечного усилителя и акустической системы.
Источник