Egytranzisztoros (elő)erősítő pedálok 1.

Ha van egy tranzisztorunk, mondjuk NPN, és annak a bázis-lábára AC gitárjelet pengetünk, akkor az történhet, hogy amíg a szinuszunk pozitív, addig folyik áram a Kollektor-Emitter vonalon, a tranzisztor erősít, de amikor a jelünk az alsó 180 fokban van, addig meg nem (valójában még a pozitív felső szakaszon se végig, mert a jelnek egy szintet meg kell ugrania, hogy egyáltalán rávegye a tranzisztort a működésre). Ha viszont a gitárból jövő AC jelünket felültetjük egy (nálánál nagyobb) DC jelre fodrozódásnak, akkor a jel alsó fertálya alatt is pozitívot fog kapni a bázis, tehát a teljes 360 fokban leképezi a jelünket a C-E oldalon.

Forrás

A valóságban a jelünk zéró szintjét jobban fel kell emelni, mint amit a jel indokolna, mert a különféle tranzisztoroknak különféle igényeik vannak arra, hogy egyáltalán nyissanak, vagyis rendesen meg kell táplálni őket. Ha például egy Si tranzisztornak minimum 1V kell, és a pedálunkat 9 volttal tápláljuk, akkor 8/2, vagyis 4V lenne a megfelelő. A fennebb meghivatkozott linken példák is vannak erre. Na, valami ilyesmit hívnak megfelelő tranzistor biasingnak. Ebből négy módszert sorol fel a péper:

(i) Base resistor method

(ii) Emitter bias method

(iii) Biasing with collector-feedback resistor

(iv) Voltage-divider bias

Egyelőre nem akarjuk a számításokat is megérteni, hanem, csak a formák felismerésére törekszünk, hogy egy-egy kapcsolási rajzon felismerjük az egyes típusokat.

Forrás

Ennek a bézik erősítőnek (igazából csak egy 9 voltos elemről meghajtott watt környéki cucc) számtalan variációja kering a neten, legtöbb helyen Electra Distorsion néven (bár a kutatásaink alapján, eléggé eltér annak eredeti változatától, ez feszültségosztóval van a bázisra vezetve). Mi a Junkyard Jam Band-ből nyaltuk (258. old.).

A bejövő jelre teszi a hangerő-szabályzót, a tónusszabályzó poti, alatta a kondival egy low-pass filter. Aztán egy 100nF kondi, majd egy feszültségosztó, ami valószínűleg a tranzisztor bázisának teremti meg a feltételeket.

Nem is rossz erősítő, ilyen kevés alkatrészből. Ha nem toljuk nagyon túl a hangerő-potit, még elég szép tiszta hangot is ad, sőt mintha alapzúgást kevesebbet tapasztaltunk, mint az LM386-nál. Megpróbáltuk Darlington triplettel is, azt hittük saját ötlet, s hát most nézem, hogy a könyvben is ajánlja a Darlington párt.

Sajnos nem tűnt úgy, hogy sokkal jobban működne Darlingtonnal. Nem is hallottunk különbséget. Aztán az lett az ötlet, hogy a túlvezérelt jelet hardclippingeljük meg. Biztos ezt is olvastuk valahol, valamikor. A saját ötletekkel sohasem lehet tudni.

A kép jobb alsó sarkában két szembefordított piros LED végzi a hard-clippinget. Csak teljesen feltekert hangerő mellett, vagy nagyon odacsapva a húroknak, főleg a vastagabbaknak, kapnak akkora jelet, amit vághatnának (akkor gyúlnak fel).

Ebben a videóban is valami hasonlót csinálnak. És nézd meg, hát nem beleteszi a hard-clipping diódákat? Na, mit mondtam az ötletekről, mi? Ez is hasonló. Meg ez is.

PAM8403

Van egy 65W-os hangszórónk, amit még egyéb kísérletekhez, vízugráltatáshoz, meg ilyenekhez vettünk, és ezt szeretnénk meghajtani, mint mini gitárhangfalat. 

A saját elektra-klónunk meg se bírja cincogtatni, a processzorunk is éppen csak hallható, a csóré gitárjel nyilván zéró,  szóval kell eléje egy erősítő. Nem pont erre a célra gyártották, de van itthon egy PAM84003 modul, vagyis egy 2x3W-os sztereó, D osztályú erősítőcske. A leírás szerint USB-ről megküldhető, tehát kibír kicsivel többet is, mint 5V (ami a specifikációban szerepel). 800mA és kb. 5,3V már elég szépen meghajtja a cuccot, de ha 2.5Amperes USB-fejre váltunk, azzal sem tűnik hangosabbnak. Valahol félúton van egy buffer-pedál és egy rendes erősítő között. Simán lehetne rá clipping-diódákat tervezni, esetleg egy tónuskontrollt és máris lenne egy elég combos pedálunk. De annyira nem tetszett, hogy házat is építsünk neki.  

A 65 wattos hangszóróhoz a közeljövőben megpróbálunk egy sokkal erősebb ampot gyártani

KillSwitch újragondolva (3)

Ez már a harmadik nekiszaladás a killswitch témának. Történt ugyanis, hogy találtunk a boltban olyan kapcsolót, ami normál állapotban zárt, megnyomva nyit. Ezzel megvalósítható az a  kapcsolás, amiben normál állásban a jelet földeljük, és a gombot nyomkodva engedjük ki a jelet az erősítőre. Ugyanis eddig az volt a problémánk, hogy a gomb megnyomása a hang abbamaradását jelentette, ezért egy teljesen inverz játéktechnika kellett hozzá. Ezt némileg orvosolni lehetett a tolókapcsolóval, most azonban a tolókapcsolót arra használjuk, hogy a normál gitárműködést átkapcsolhassuk killswitch üzemmódra. Ettől függetlenül a tolókapcsolóval továbbra is vezérelhetjük a killswitchet, mint eddig.

Nem volt könnyű kitalálni a kapcsolást. Végül a Hangerő potira érkező jelet térítettük el a tolókapcsolóra, ami egyik állásban sehova kapcsol (normál működés), másik állásban meg rákapcsol a nyomógombra, ami normál állásban a jelet a földre viszi. Ilyenkor a nyomógombot cseszegetve engedjük ki a jelet gitár kimenetére. 

Most már csak az kellemetlen, hogy ezzel sem vagyunk képesek semmi értelmezhetőt eljátszani, nem hogy Morellot. 

Elem töltöttség

Azt kb. mindenki tudja, hogy az üres elem nagyobbat ugrik ejtéskor, mint a teli. Nem azért, mert könnyebb, hanem mert az ütközéselnyelő gélszerű cucc megszilárdul az elhasználtságtól. Innentől már csak egy beskálázott ejtőszerkezet kell és kész is az elem-teszter. 

Az instructable nem szokott hülyeségeket mutatni, de ezt az áramkört én meg nem csinálom, az kurvaélet. A kommentek ekézik csöppet, de arról nem ejtenek szót, hogy ez kiégetheti a ledjeinket. 

Sima, IC nélküli cucc, 15 voltig javasolják. Ő fehér ledeket használ 3V droppal számol. A szimulátornál a piros ledekre 2,2V körül van ez. Hát elég keményen széthajtja már a 13,4V is az alsó két ledet. Lehet, hogy az Instructable fehér ledjeit nem annyira, de az alsót, 15 volton tutti neki is megkormolja. 

Na jó, basszék, csak kipróbáljuk. Zöld ledekkel. 9,5 voltig úgy tűnik teljesen biztonságos, nem kell vele 9 voltosnál nagyobb elemeket méricskélni és kész.

Azért egy ilyen mérő rendesen használja is a batteryt. Mire megméred, már nincs is benne annyi. Csodálatos, mint egy Fodor Ákos:

Mire megtanulsz

énekelni, dalod már

rég nem arról szól.

KA2284 battery-level mérő:

Forrás

A rajz ugyanaz, mint az audio VU-meter rajza, de ha a P2 jumperrel kikerüljük a 2,2uF kondit, akkor DC jel mérésére is alkalmassá válik. 

A fehér csatlakozók melletti kondiról van szó, a két sarkát hátrakötöttük, és mivel nem akartuk túlhajtani, az állítható tápunk három alsó értékét "mértük" meg vele. A potit úgy állítottuk, hogy a legnagyobb 10,9V éppen felgyújtsa az utolsó, piros, ledet. Így a következő érték, a 8,5V csak a négy zöld ledet gyújtotta fel, a 6,03V pedig csak az első hármat. Sajnos egy potméterünk van, ezzel csak ennyire lehet kalibrálni az eszközt. És mivel az állítható táp is csak ennyit tud (a mért értékek köszönő viszonyban sincsenek a névleges értékkel), nem is folytatjuk a dolgot, de nyilvánvaló, hogy egy teli elemet maximumra tekerve megállapíthatnánk, hogy az egyes ledek pontosan mekkora feszültséget jelentenek. 

LM3915 - feszültségmérő

Forrás

A ledekhez a tápot itt is a tesztelni kívánt áramforrás adja. A szerkezetet kalibrálni a potméterrel (jobboldalt) lehet. Az IC melletti kapcsolót benyomva Dot módból Graph módba váltunk. De fölösleges az összes ledet égetni, mert azzal is csak fogyasztjuk a mérni kívánt elemet, a dot mód valamivel gazdaságosabb.

Érdekesség, hogy a Dot módban a lehető legjobbra bekalibrált eszköz (10. ledre) Graph módban már kevesebbet mutat - csak a nyolcadikig ég (gyanítjuk, hogy nincs lekezelve, a több led fogyasztása:

A továbbiakban három elemet tesztelünk, a jobboldali 9,64V, a középső 9,59V, a baloldali pedig 8,34V. A jobboldalira kalibráltuk a szerkezetet (potméterrel a 10-es ledig vittük a jelet). 

A leggyengébb elem a második ledet gyújtotta fel, tehát nagyjából a mérési tartomány 8,1-9,6V között lehet. Egy led kb 0,15V lépés lehet, de nem teszteltük, hogy a tartomány mennyire lineáris, mert ahhoz sok félig-meddig kifogyott elemünk kellene legyen. A tartományt itt is csak felülre tudjuk beállítani, a tartomány szélességét ez az áramkör nem tudja piszkálni, mi meg nem tudunk jobb áramkört tervezni. Ezen a linken valami ilyesmiről lehet szó, állításuk szerint itt a ledek elég lineárisan fedik le a mért tartományt és a tartomány is állítgatható.

Ebben a videóban gyakorlatilag ugyanaz a rajz van, mint amiből mi dolgoztunk, a működés is megnézhető videón, ha már annyit fáradt vele az indiai mester. 

Mondjuk még mindig legegyszerűbb multiméterrel méregetni az elemeket. És aki meg ilyen szarokat rak össze, annak tutti van multimétere is. 

Jövő-menő impedanciák

Craig Anderton - Project for guitarists (letölthető) könyvéből próbáljuk megérteni az impedancia kérdéskörét. De ez a leírás is sokat segített.

Ha így képzeljük el a rendszert (bár nem tudom ez mennyire jó analógia), akkor ez olyan, mint egy feszültségosztó, vagy hangerő poti. És akkor nyilvánvaló, hogyha a pedál bemenő impedanciája (ellenállása) alacsony a gitár kimenő impedanciájához viszonyítva, akkor a gitárból jövő jel zöme földelődik. (feszültségosztóra kalkulátor itt). Ezért fontos, hogy a pedál bemenő impedanciája (sokkal nagyobb legyen, mint a gitár impedanciája). A szakirodalom 10X szorzót emleget, mint elérendő célt, ezzel a jel 90%-a megy tovább a pedál elektronikája felé. A single coiloknál a kimenő impedanciára 5k-20k közötti értéket találtunk, a magasabb értéket a magasabb hangok keltik, gyanítjuk, hogy a vastagabb húrok viszont nagyobb feszültséget keltenek. Ebből következik, hogy a magasabb hangok gitárból kimenő impedanciája nagyobb, és egy alacsonyabb bemenő impedanciás pedálban pont ezek fognak jobban földelődni, eltűnni. Azt hiszem ezt hívják tone suckingnak. Tehát egy pedálnál mindenképpen 100k fölötti az elvárt érték. 

Valószínűleg ennél bonyibb az ügy, de szemléltetésnek legyen mondjuk 0,5V kimenő jel, 5k-20K gitároldali impedanciával, és csak 40K bemeneti impedanciával:

Magasabb hangokat sokkal jobban megvágja, míg ha a pedál impedanciáját jó nagyra tesszük, 100k fölé, akkor ez a különbség már elenyésző. 

Itt egy kalkulátor, ami adott induktivitás (mondjuk a single coil szedőn) és frekvencia esetén megmondja az impedanciát. Sajnos a mi műszerünk nem képes a gitárszedő induktivitását mérni, valamiért csak ellenállásnak látja a Telecaster single coiljait (7-7,7k). A dualrailt pedig kondenzátornak. Na mindegy. 

Mérjük meg mondjuk a Patkányunk impedanciáját, a fennebb meghivatkozott könyv 72. oldalán leírtak szerint. 

Azt írja a szakember, hogy 1-2 voltos AC jellel dolgozzunk. 1kHz jelet adtunk (egy bluetoothos kiserősítőből), kezdetben 4 volttal próbálkoztunk, de a kudarcok miatt megfórumoztattam a kérdést és az a javaslat született, hogy ezt a mérést nem szabad nagy feszültségeken végezni, hanem inkább 100mV környékén, hiszen ezt adja egy gitár. Mivel a multiméterünk nem alkalmas ilyen kicsi feszültségekhez 1 volton is megpróbáltuk.

A 8 ohmos hangszórónkat 11,8 ohmnak sikerült bemérni (egy 500 ohmos tekergetős trimmerrel), ami, tekintve a mérési körülményeket, eszköztelenséget, szerintem jó érték, és kontrollnak is jó, hogy működik a módszer. 

Viszont a német Rat pedálunkat csupán 8,2K-ra sikerült mérni (4Volton). 8Volton nem volt számottevő különbség, viszont 1Volton emelkedett ez az érték, szinte tízszeresére, 75K-ra, ami még mindig alacsony (490k környékén kellene lennie), de igazolja azt, amit a kollégák mondtak, miszerint a Rat OP07 IC-jében van egy dióda, ami megvédi az áramkört a nagyobb feszültségektől, 1V körül nyit és leföldeli a jelet. Ettől aztán a nagyobb feszültségek alacsony impedanciájúnak látják a pedált.

A Digitech RP50processzor ugyanezzel a módszerrel (4 volton) 47,5k jött ki. A Powerstate PG10 combo viszont 153k lett, ami szintén elég okés értéknek tűnik. A mérés tehát felemás eredményt hozott, voltak eszközök, aminél azt mértük, amit vártunk, és voltak olyanok, amiken nagyon nem az jött ki. 

Tanulság, nem szabad mindent elhinni a könyveknek. Gitárpedál impedanciát gitárnyi feszültségekkel érdemes mérni.  

Még egy érdekesség, ami feltűnt a pedálok rajzaiban, éspedig a bejövő jel földelése 1M ellenálláson keresztül. Valami olyasmit olvastunk, hogy ezzel növelik az impedanciát, más vélemények szerint ez nem sok vizet zavar egy pedálban a többi tényező mellett. Egy másik megközelítést ebben a cikkben találtuk, hogy ez egy pulldown ellenállás, ami kicsorgatja az áramkör kóbor áramát, és bekapcsoláskor nem pukkan hangosat, ilyenkor a bemeneti kondenzátor előtt szokott lenni. 

Azt is olvastuk valahol, hogy a fuzzer pedáloknak direkt jót tesz ha a gitár impedanciája nagyobb, vagyis a pedál inputja alacsony. A FuzzFacere azt találtuk, hogy a feedback hatásától függően 5 és 8k között van, emiatt láncba rendezett pedálok esetén érdemes első helyre rakni a Fuzzt, egyből a gitár után. (A legtöbb fuzz pedál valóban nem is alkalmazza az 1M ellenállást a bemenetre):

Azt is olvastuk, hogy a Fuzzok kimeneti impedanciája viszont magasabb, és ez is gondot okozhat a láncban hátrafelé. A Muff és a Rat inkább torzítónak számít, mint fuzznak, elvileg ezek nagy impedanciájúak és a rajzain megtalálható az 1M ellenállás. Majd ha fogunk tudni millivoltos értékekkel dolgozni, és jóval több pedálunk is lesz, kipróbáljuk, hogy mit okoz valójában az 1M ellenállás sorba kötve a bemeneten.