دواسة Overdrive تعمل بالبطارية DIY لتأثيرات الجيتار: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

من أجل حب الموسيقى أو من أجل حب الإلكترونيات ، فإن الهدف من Instructable هو إظهار مدى أهمية سكة SLG88104V للسكك الحديدية I / O 375nA Quad OpAmp بفضل قدرتها المنخفضة والجهد المنخفض في إحداث ثورة في دوائر السرعة الزائدة.

تعمل تصاميم زيادة السرعة النموذجية في السوق اليوم عند 9 فولت. ومع ذلك ، كما هو موضح هنا ، فقد تمكنا من تحقيق زيادة في السرعة تكون اقتصادية للغاية في استخدام الطاقة وتشغيلها على VDD منخفض بحيث يمكنه العمل باستخدام بطاريتين AA فقط بثلاثة فولت لفترات طويلة وعمر بطارية طويل للغاية. لمزيد من الحفاظ على البطاريات المتبقية في الوحدة ، يتم استخدام مفتاح ميكانيكي لفك الاشتباك كمعيار. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن مساحة SLG88104V صغيرة مع استخدام أقل قدر ممكن من البطاريات ، يمكن عمل دواسة خفيفة الوزن إذا رغبت في ذلك. كل هذا جنبًا إلى جنب مع المؤثرات الصوتية المحببة يجعلها تصميمًا رائدًا لزيادة السرعة.

ظهرت القيثارات المضخمة في أوائل الثلاثينيات. ومع ذلك ، في ذلك الوقت ، سعى الفنانون في التسجيل المبكر للحصول على أصوات من نوع الأوركسترا النظيفة. بحلول الأربعينيات ، صنعت DeArmond أول تأثير مستقل في العالم. ولكن في ذلك الوقت كانت مكبرات الصوت تعتمد على الصمام وضخمة. خلال الأربعينيات وحتى الخمسينيات على الرغم من انتشار النغمات النظيفة ، قام الأفراد والفرق التنافسيون في كثير من الأحيان بتحويل حجم مكبراتهم إلى حالة زيادة السرعة وأصبح صوت التشويه شائعًا بشكل متزايد. في الستينيات من القرن الماضي ، بدأ تصنيع مكبرات الصوت الترانزستور باستخدام Vox T-60 ، في عام 1964 وفي نفس الحقبة تقريبًا للحفاظ على صوت التشويه الذي كان مطلوبًا للغاية في ذلك الوقت ، حيث ولد أول تأثير تشويه.

الخطوة 1: المتطلبات الأساسية

يمكن أن توفر المعالجة التناظرية أو الرقمية لإشارات الموسيقى تأثيرات جديدة ، كما أن تأثيرات زيادة السرعة النشطة تعيد إنشاء تأثيرات القطع المفرطة لمضخمات الصمامات المبكرة.

عادة ما يكون غير مرغوب فيه ومقلل من حيث التضخيم والعكس صحيح من حيث هذا التأثير. ينتج Clipping ترددات غير موجودة في الصوت الأصلي وقد يكون ذلك جزئيًا سبب جاذبيته في الأيام الأولى. ينتج الاقتطاع القوي والمرتبط بالموجة المربعة تقريبًا أصوات تجزئة غير متناغمة مع نغمة الأصل ، بينما ينتج القص الناعم نغمات متناسقة وبالتالي يعتمد الصوت الناتج بشكل عام على مقدار الاقتطاع والاستنفاد مع التردد. إنه اعتقاد قوي من هذا المؤلف أن جودة دواسة السرعة تعتمد على نسبتها من التوافقية إلى النغمات غير المتناسقة عبر نطاقها وقدرتها على الحفاظ على النغمات التوافقية عند التضخمات الأعلى.

الخطوة 2: نظرة عامة

أعلاه نظرة عامة على الدائرة المقترحة ، والهدف منها هو الحفاظ على الإشارات الحالية وإنتاج تلك الأصوات الزائدة. يسمح استخدام SLG88104V بدواسة Overdrive تعمل على 3 فولت باستخدام بطاريتين AA اللتين تتوفران على نطاق أوسع بكثير وأقل تكلفة للشراء من بطاريات 9 V PP3. إذا رغبت في ذلك ، يمكن استخدام بطاريات AAA بدلاً من ذلك ، على الرغم من أن السعة الإضافية لـ AA تجعلها أكثر من ملائمة. علاوة على ذلك ، ستكون الدائرة قادرة على العمل على 4.5 فولت (1.5 فولت خط مركزي +3 فولت) أو 6 فولت (خط مركزي 3 فولت +3 فولت) إذا رغبت في ذلك ، على الرغم من أنه ليس ضروريًا.

تضخيم التردد الانتقائي - تعديل مهم لتحقيق التضخيم في الفولتية المنخفضة.

الخطوة الثالثة: الشرح والنظرية

نختار استخدام الهيكل غير العكسي لمكبر الصوت كقاعدة لمراحل الكسب نظرًا لمقاومته العالية للمدخلات والتكيف السهل لاختيار التردد.

انظر الصيغة 1.

كما رأينا ، فإن الكسب في هذا الإعداد مشروط فقط بالتعليقات. إذا قمنا بتحويل هذا إلى طوبولوجيا تمرير عالية ، فسوف يعتمد الكسب على ردود الفعل وترددات الإدخال وفقًا لبعض ترتيبات زيادة السرعة. علاوة على ذلك ، إذا تمت مضاعفة دائرة التغذية المرتدة للمرشح ، فستطبق الهيكلية نطاقًا واحدًا من المكاسب المتجاوبة على الإدخال ثم مجموعة أخرى مختلفة من المكاسب المتجاوبة.

يمكن أن يعمل هذا الإعداد على توضيح التصميم والسماح بمزيد من التردد الاتجاهي / التضخيم الانتقائي. يوجد أدناه رسم تخطيطي لمثل هذا الترتيب مع الصيغ التي تنتج استنتاجات مثيرة للاهتمام. هذه الهيكلية هي جوهر مهم تعتمد عليه دائرة زيادة السرعة النهائية والتي ستدمجها كنواة رئيسية عدة مرات للحفاظ على نموذج العمل.

للنظر إلى الأشياء بشكل أبسط قليلاً ، بالنسبة لتردد معين ، نستخدم الصيغة 2 والصيغة 3.

وبالتالي فإن المعادلة الفعلية لـ AGain عند تردد معين f هي الصيغة 4 التي تنقسم أكثر لإنتاج الصيغة النهائية 5.

كما هو واضح ، فإن هذا مشابه لإضافة المعادلات المبسطة أعلاه باستثناء كسب الوحدة المتأصل في مكبر الصوت الثابت. باختصار ، يتم مضاعفة كسب استجابة التردد لكل جزء من طوبولوجيا ردود الفعل المرتفعة.

الهدف من هذه الترتيبات هو الحصول على تضخيم أكثر انتظامًا لإشارة الإدخال عبر نطاق التردد بحيث يمكننا تقديم المزيد من الكسب في الترددات الأعلى حيث يتم تقليل كسب OpAmp. عند الفولتية المنخفضة ، يمكن الحفاظ على الصوت من خلال تلك الترددات المنخفضة على الرغم من أن مساحة الرأس ليست عالية جدًا.

الخطوة 4: مخطط الدائرة

الخطوة 5: شرح الدائرة

يتضمن SLG88103 / 4V حماية داخلية للمدخلات لمنع الجهد الزائد عند مدخلاته. تمت إضافة ثنائيات حماية إضافية في المرحلة الأولية من إدخال زيادة السرعة لمزيد من المتانة في التصميم.

يعمل تضخيم المرحلة الأولى كمخزن مؤقت عالي المقاومة للمرحلة الأولى ويتضخم في البداية للتحضير لمرحلة زيادة السرعة. يبلغ الربح حوالي اثنين على الرغم من اختلافه مع التكرار. في هذه المرحلة ، يجب توخي الحذر لضمان أن يظل التضخيم منخفضًا ، حيث يتم مضاعفة أي تضخيم في هذه المرحلة في التضخيم الزائد.

متابعة إلى مرحلة زيادة السرعة ، حيث ستخضع الإشارة لمكاسب كبيرة ، يضمن تضخيم التردد الانتقائي مرة أخرى أن الترددات الأعلى تحصل على هذا التعزيز لتضخيم أكثر اتساقًا ، وعلى التوالي نحث على القطع باستخدام صمامين ثنائيين في وضع التوصيل الأمامي. يشكل مرشح تمرير منخفض بسيط النغمة ، وهذا يؤدي إلى مقياس جهد بسيط ومخزن مؤقت لدفع الإخراج.

يتم استخدام ثلاثة فقط من مكبرات الصوت التشغيلية على متن الطائرة ، ويتم توصيل آخر واحد متبقي بشكل مناسب وفقًا "للإعداد المناسب لمكبرات الصوت غير المستخدمة". إذا رغبت في ذلك ، يمكن استخدام 2x SLG88103V بدلاً من SLG88104V المفردة.

يشير الصمام الثنائي الباعث للضوء منخفض الطاقة إلى حالة التشغيل. لا يمكن التقليل من أهمية كونه إصدارًا منخفض الطاقة بسبب التيارات الهادئة المنخفضة وقوة التشغيل لـ SLG88104V. سيكون استهلاك الطاقة الرئيسي من الدائرة هو مؤشر الطاقة LED.

في الواقع ، نظرًا للتيار الهادئ للغاية 375 nA ، فإن اعتبار الطاقة لـ SLG88104V صغير جدًا. تحدث غالبية فقدان الطاقة من خلال فصل مكثفات التمرير المنخفض والمقاوم التابع للباعث. إذا قمنا بقياس الاستهلاك الحالي للتيار الهادئ للدائرة الكاملة ، فقد تبين أنه حوالي 20 µA فقط ، ويزيد إلى حوالي 90 µA كحد أقصى عندما يكون الجيتار في حالة عمل. هذا صغير جدًا مقارنة بـ 2 مللي أمبير التي يستهلكها LED وهو السبب في أن استخدام مصباح LED منخفض الطاقة أمر ضروري. يمكننا تقدير متوسط عمر بطارية قلوية AA مفردة لتصريفها من كامل إلى 1 فولت حوالي 2000 مللي أمبير * بمعدل تفريغ 100 مللي أمبير. يجب أن يتمكن زوج جديد لائق من البطاريات التي تنتج 3 فولت من الحصول على أكثر من 4000 مللي أمبير في الساعة. مع وجود LED في مكانه ، تقيس دائرتنا سحب 1.75 مللي أمبير يمكننا من خلاله تقدير أكثر من 2285 ساعة أو 95 يومًا من الاستخدام المتواصل. نظرًا لأن زيادة السرعة عبارة عن دوائر نشطة ، يمكن أن ينتج عن زيادة السرعة "ركلة جحيم" عند الحد الأدنى من الاستخدام الحالي. كملاحظة جانبية ، يجب أن تدوم بطاريتا AAA حوالي نصف وقت AA.

يوجد أدناه نموذج العمل لهذه الدائرة المفرطة. من الواضح ، كما هو الحال مع أي دواسة ، يحتاج المستخدم إلى ضبط الإعدادات للعثور على الصوت الأكثر ملاءمة له. يبدو أن تحويل منتصف مكبر الصوت والجهير أعلى من ثلاثة أضعاف يعطي أصوات مضاعفة رائعة حقًا لنا (حيث كانت الطبقة الثلاثية أقسى). ثم يشبه نوع الصوت القديم الأكثر دفئًا.

نظرًا لحزمة SLG88104V الصغيرة والاستهلاك المنخفض جدًا للطاقة ، فقد نجحنا في تحقيق دواسة زائدة طاقة منخفضة وأقل حجمًا وتعمل على بطاريتين فقط من نوع القلم الرصاص لفترة طويلة من الوقت.

تتوفر بطاريات AA بسهولة أكبر ، وهناك احتمال ألا يتم تغييرها طوال عمر أي وحدة عمل ، مما يجعلها سهلة الصيانة للغاية وصديقة للبيئة. علاوة على ذلك ، يمكن بناؤها بعدد صغير من المكونات الخارجية ، لذلك يمكن أن تكون منخفضة التكلفة وسهلة الصنع وخفيفة الوزن كما ذكرنا سابقًا.

* المصدر: ورقة بيانات Energizer E91 (انظر الرسم البياني الشريطي) ، powerstream.com

الاستنتاجات

في هذا Instructable ، قمنا ببناء دواسة الجهد المنخفض ذات الطاقة المنخفضة.

بصرف النظر عن التعامل مع المعالجة التناظرية لـ GreenPAK للإشارات المختلطة IC وأشباه الموصلات الرقمية الأخرى ، فقد ثبت أن Low Current OpAmp OpAmp مفيد في دوائر زيادة السرعة. إنها مستقلة في العديد من التطبيقات الأخرى ومفيدة بشكل خاص في التطبيقات الحساسة للطاقة.

علاوة على ذلك ، إذا كنت مهتمًا بالدوائر بشكل جيد بما يكفي لبرمجة تصميمات IC الخاصة بك ، فلا تتردد في تنزيل برنامج GreenPAK الخاص بنا المفيد لمثل هذه التصميمات أو مجرد عرض ملفات تصميم GreenPAK المكتملة بالفعل والمتاحة على صفحة الويب الخاصة بنا. قد تكون الهندسة أسهل ، كل ما عليك فعله هو توصيل GreenPAK Development Kit بجهاز الكمبيوتر الخاص بك والضغط على البرنامج لإنشاء IC المخصص الخاص بك.