پدال Overdrive باتری DIY برای جلوه های گیتار: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

هدف این دستورالعمل برای عشق به موسیقی یا علاقه به لوازم الکترونیکی نشان دادن این است که SLG88104V Rail to Rail I/O 375nA Quad OpAmp با قدرت کم و پیشرفت ولتاژ پایین می تواند انقلابی در مدارهای overdrive ایجاد کند.

طرح های معمولی Overdrive در بازار امروز با 9V اجرا می شوند. با این حال ، همانطور که در اینجا توضیح داده شد ، ما توانسته ایم به یک Overdrive برسیم که در مصرف برق بسیار مقرون به صرفه است و با VDD پایین کار می کند و می تواند تنها با دو باتری AA در سه ولت برای مدت طولانی و عمر باتری بسیار طولانی کار کند. برای حفظ بیشتر باتری های باقی مانده در واحد ، یک سوئیچ مکانیکی برای خاموش شدن به عنوان استاندارد استفاده می شود. علاوه بر این ، از آنجا که رد پای SLG88104V کوچک است و از حداقل مقدار باتری استفاده می شود ، در صورت تمایل می توان یک پدال سبک وزن کوچک ایجاد کرد. همه اینها همراه با جلوه های صوتی دوست داشتنی ، آن را به یک طرح پیشرو در درایو تبدیل می کند.

گیتارهای تقویت شده در اوایل دهه 1930 ظاهر شدند. با این حال ، در آن زمان هنرمندان ضبط اولیه برای صداهای تمیز از نوع ارکستر تلاش می کردند. در دهه 40 DeArmond اولین جلوه مستقل جهان را تولید کرد. اما در آن زمان تقویت کننده ها مبتنی بر دریچه و حجیم بودند. در طول دهه 40 و تا دهه 50 ، اگرچه صدای تمیز رایج بود ، افراد و گروههای رقابتی اغلب صدای آمپر خود را به حالت overdrive تبدیل می کردند و صدای اعوجاج به طور فزاینده ای محبوب می شد. در دهه 60 ، تقویت کننده های ترانزیستوری با Vox T-60 در سال 1964 و تقریباً در همان دوران تولید شدند تا صدای اعوجاج را حفظ کنند که در آن زمان اولین اثر اعوجاج بسیار مورد توجه بود.

مرحله 1: پیش نیازها

پردازش آنالوگ یا دیجیتال سیگنال های موسیقی می تواند جلوه های جدیدی را ایجاد کند ، و افکت های overdrive فعال ، اثرات برش بیش از حد آن آمپرهای اولیه سوپاپ را دوباره ایجاد می کند.

معمولاً از نظر تقویت ، ناخواسته و به حداقل می رسد ، برعکس این اثر صادق است. کلیپ کردن فرکانسی تولید می کند که در صدای اصلی وجود ندارد و می تواند تا حدی دلیل جذابیت آن در روزهای اولیه باشد. برش قوی و تقریباً مربعی مربوط به موج صداهای بسیار هش تولید می کند که با لحن اصلی آن سازگار نیست ، در حالی که برش نرم رنگ های هارمونیک ایجاد می کند و بنابراین به طور کلی صدای تولید شده بستگی به میزان قطع و کاهش فرکانس دارد. اعتقاد قوی این نویسنده این است که کیفیت یک پدال بیش از حد بستگی به تناسب هارمونیک آن با تن های غیر هارمونیک در محدوده آن و توانایی آن در حفظ تن هارمونیک در تقویت های بیشتر دارد.

مرحله 2: مرور کلی

در بالا مروری بر مدار پیشنهادی است که هدف آن حفظ سیگنال های موجود و تولید آن صداهای بیش از حد رانندگی است. با استفاده از SLG88104V یک پدال Overdrive با ولتاژ 3 ولت با استفاده از دو باتری AA کار می کند که بسیار گسترده تر و ارزان تر از باتری های 9 ولت PP3 خریداری می شوند. در صورت تمایل ، می توان به جای آن از باتری های AAA استفاده کرد ، اگرچه ظرفیت اضافی AA آن را بیش از حد مناسب می کند. علاوه بر این ، مدار می تواند در صورت تمایل ، هرچند لازم نباشد ، روی 4.5 ولت (خط مرکز 1.5 ولت +3 ولت) یا 6 ولت (خط مرکز 3 ولت +3 ولت) کار کند.

تقویت فرکانس انتخابی - اصلاح مهم برای انجام تقویت در ولتاژهای پایین تر.

مرحله 3: توضیح و نظریه

ما به دلیل امپدانس ورودی بالا و سازگاری آسان برای انتخاب فرکانس ، از توپولوژی غیر معکوس تقویت کننده به عنوان پایه ای برای مراحل افزایش استفاده می کنیم.

فرمول 1 را ببینید.

همانطور که دیدیم ، افزایش این مجموعه تنها به بازخورد منوط است. اگر این را به عنوان یک توپولوژی گذر بالا تبدیل کنیم ، افزایش به بازخورد و فرکانس های ورودی بر اساس برخی از تنظیمات overdrive بستگی دارد. علاوه بر این ، اگر مدار بازخورد فیلتر دو برابر شود ، توپولوژی یک محدوده از سودهای پاسخگو را به ورودی و سپس مجموعه دیگری از دستاوردهای پاسخگو اعمال می کند.

این تنظیم می تواند هم به روشن شدن طرح کمک کند و هم فرکانس بیشتری را برای جهت گیری / انتخابی ایجاد کند. در زیر نمودار چنین چیدمانی با فرمول هایی که نتایج جالبی را ارائه می دهند ، آمده است. این توپولوژی یک محور مهم است که توسط مدار نهایی overdrive مورد استفاده قرار می گیرد و چندین بار آن را به عنوان یک هسته اصلی برای حفظ یک مدل کار در نظر می گیرد.

برای اینکه کمی ساده تر به مسائل نگاه کنیم ، برای یک فرکانس مشخص f از فرمول 2 و فرمول 3 استفاده می کنیم.

بنابراین معادله واقعی AGain در فرکانس f خاص فرمول 4 است که بیشتر تجزیه می شود تا فرمول 5 نهایی تولید شود.

همانطور که واضح است ، این با افزودن معادلات ساده شده در بالا به جز افزایش وحدت ذاتی تقویت کننده که ثابت است ، مشابه است. به طور خلاصه ، افزایش پاسخ فرکانسی هر پایه توپولوژی بازخورد با گذر بالا ترکیب می شود.

هدف از چنین ترتیبی بدست آوردن تقویت یکنواخت تر سیگنال ورودی در محدوده فرکانس است تا در فرکانس های بالاتر که سود OpAmp کاهش می یابد ، بتوانیم سود بیشتری را معرفی کنیم. در ولتاژهای پایین ، صدا را می توان از طریق آن فرکانس های پایین حفظ کرد ، حتی اگر فضای سر خیلی زیاد نباشد.

مرحله 4: نمودار مدار

مرحله 5: مدار توضیح داده شده است

SLG88103/4V دارای حفاظت ورودی ذاتی است تا از ولتاژ بیش از حد در ورودی های آن جلوگیری کند. دیودهای حفاظتی اضافی در مرحله اولیه ورودی overdrive برای استحکام بیشتر طراحی اضافه شده است.

تقویت مرحله اول به عنوان یک بافر امپدانس بالا در مرحله اول عمل می کند و در ابتدا برای آماده شدن برای مرحله overdrive تقویت می شود. سود تقریباً دو است ، اگرچه با فرکانس متفاوت است. در این مرحله باید مراقبت شود تا از کم ماندن تقویت کننده اطمینان حاصل شود ، زیرا هرگونه تقویت در این مرحله در تقویت کننده overdrive ضرب می شود.

پس از مرحله overdrive ، جایی که سیگنال دستاوردهای زیادی را تجربه می کند ، تقویت انتخابی فرکانس مجدداً تضمین می کند که فرکانس های بالاتر برای تقویت سازگارتر افزایش می یابد و به طور متوالی با استفاده از دو دیود در حالت رسانای جلو ، قطع را القا می کنیم. یک فیلتر ساده کم گذر صدا را تشکیل می دهد و این منجر به یک پتانسیومتر حجم ساده و یک بافر برای حرکت خروجی می شود.

فقط سه عدد از تقویت کننده های عملیاتی روی برد استفاده می شود و آخرین باقیمانده به طور مناسب طبق "تنظیمات مناسب برای OpAmps استفاده نشده" سیم کشی می شود. در صورت تمایل ، می توان از 2 x SLG88103V’S به جای SLG88104V استفاده کرد.

یک دیود ساطع کننده قدرت کم نشان دهنده حالت روشن است. به دلیل کم بودن جریان آرام و قدرت در حال کار SLG88104V نمی توان اهمیت نسخه کم مصرف آن را نادیده گرفت. مصرف برق اصلی مدار LED نشانگر قدرت است.

در واقع ، با توجه به جریان بسیار آرام 375 nA بسیار کم ، قدرت مورد نیاز SLG88104V بسیار کم است. بیشترین اتلاف برق از طریق جدا شدن خازن های کم گذر و مقاومت دنبال کننده امیتر است. اگر میزان مصرف فعلی جریان سکون مدار کامل را اندازه گیری کنیم ، فقط 20 میکرو آمپر نشان می دهد که در حالت فعال شدن گیتار حداکثر تا 90 میکرو آمپر افزایش می یابد. این مقدار در مقایسه با 2 میلی آمپر مصرفی LED بسیار اندک است و به همین دلیل استفاده از LED کم مصرف ضروری است. ما می توانیم عمر متوسط یک باتری قلیایی AA را برای تخلیه کامل تا 1 ولت حدود 2000 میلی آمپر ساعت* با سرعت تخلیه 100 میلی آمپر برآورد کنیم. یک جفت باتری جدید مناسب با ولتاژ 3 ولت باید بتواند بیش از 4000 میلی آمپر ساعت منبع تغذیه کند. با روشن شدن LED مدار ما 1.75 میلی آمپر اندازه گیری می کند که می توانیم از آن 2285 ساعت یا 95 روز استفاده مداوم را تخمین بزنیم. از آنجا که overdrives مدارهای فعال هستند ، overdrive ما می تواند با حداقل استفاده فعلی "یک ضربه محکم" ایجاد کند. به عنوان یک نکته جانبی ، دو باتری AAA باید حدود نیمی از زمان AA کار کنند.

در زیر مدل کار این مدار overdrive است. بدیهی است ، مانند هر پدالی ، کاربر باید تنظیمات را برای یافتن صدایی که مناسب ترین حالت برای او است ، تنظیم کند. به نظر می رسد با بالا آمدن میانه و بیس آمپر از صدای تربل صداهای فوق العاده خنک کننده ای برای ما به ارمغان می آورد (زیرا صدای سه برابر شدیدتر بود). سپس شبیه به نوع قدیمی تر صدا بود.

به دلیل بسته کوچک SLG88104V و مصرف برق بسیار پایین ، ما موفق شده ایم به یک پدال overdrive کم قدرت برسیم که حجم کمتری دارد و تنها با دو نوع باتری مداد برای مدت زمان طولانی کار می کند.

باتری های AA به راحتی در دسترس هستند و این احتمال وجود دارد که در طول عمر هیچ واحد کاری تغییر نکرده و تعمیر و نگهداری آن بسیار آسان و سازگار با محیط زیست باشد. علاوه بر این ، می توان آن را با تعداد کمی از اجزای خارجی ساخت ، بنابراین می تواند کم هزینه ، آسان برای ساخت و همانطور که قبلاً گفته شد ، سبک باشد.

* منبع: Energizer E91 Datasheet (نمودار میله را ببینید) ، powerstream.com

نتیجه گیری

در این دستورالعمل ما یک پدال ولتاژ پایین با قدرت کم overdrive ساخته ایم.

گذشته از پردازش آنالوگ IC های سیگنال ترکیبی GreenPAK و دیگر نیمه هادی های دیجیتالی ، GreenPAK’s Rail to Rail Low Voltage ، LowAppAmp های جریان کم در مدارهای Overdrive مفید نشان داده شده است. آنها در بسیاری از برنامه های دیگر مستقل هستند و به ویژه در برنامه های حساس به قدرت مفید هستند.

علاوه بر این ، اگر به اندازه کافی برای برنامه ریزی طرح IC خود علاقه دارید ، نرم افزار GreenPAK ما را که برای چنین طرح هایی مفید است بارگیری کنید یا فقط فایل های طراحی GreenPAK را که در وب سایت ما موجود است مشاهده کنید. مهندسی ممکن است حتی ساده تر باشد ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که GreenPAK Development Kit را به کامپیوتر خود وصل کرده و برنامه را برای ایجاد IC سفارشی خود ضربه بزنید.