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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivos de efecto de distorsión FET. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Músico El artículo analiza los dispositivos de amplificación que implementan el efecto Distorsión para una guitarra eléctrica. Este es el efecto electroacústico más utilizado que los guitarristas han estado usando durante muchos años, y su sonido es familiar incluso para un guitarrista novato. Actualmente, hay muchos tipos de dispositivos que implementan este efecto, pero todos difieren en el diseño del circuito y le dan al sonido un matiz diferente. Los dispositivos descritos, en cuanto a su sonido, se asemejan al efecto de distorsión logrado en diseños similares en válvulas de vacío, pero están hechos con transistores de efecto de campo. En comparación con los transistores bipolares y los tubos de vacío, los transistores de efecto de campo (FET) con una unión pn tienen una serie de cualidades positivas: alta resistencia de entrada, fuente de alimentación de bajo voltaje (para facilitar su uso, la mayoría de estos dispositivos están alimentados por un compacto 9 Batería V), bajo nivel de ruido, características de paso de baja no linealidad. Quizás el principal inconveniente de este grupo de transistores es una dispersión significativa de parámetros incluso dentro de un lote, y esto crea ciertas dificultades al depurar el dispositivo. Nodos de dispositivos El amplificador de entrada preamplifica la señal de la guitarra, realizando al mismo tiempo (pero no siempre) el procesamiento de la señal de frecuencia: una disminución de la respuesta de frecuencia a frecuencias inferiores a 100 ... 700 Hz o una selección de una banda de frecuencia en la región de 0,6 ... ). Al usar PT, es más razonable usar un enfoque de "tubo" para los problemas del procesamiento de la señal del timbre, es decir, usar solo filtros RC simples para formar el timbre.
Después del amplificador de entrada, la señal es procesada por un limitador. Para construir un limitador de "pseudo-tubo" (independientemente del estilo de la música que se esté reproduciendo), el circuito amplificador-limitador de cascode que se muestra en la Fig. 1. Dado que tal etapa es capaz de proporcionar una alta ganancia, incluso una de ellas es suficiente para obtener una sobremarcha con un recorte hermoso y agradable y una alta sensibilidad. En las posiciones VT2 y VT4 es deseable utilizar un FET con un voltaje de corte UOTC = 2...3 V (el corte debe estar dentro de 202... 2 V). Los mejores resultados de ganancia en la cascada se obtienen cuando el voltaje de corte de los transistores VT5458, VT1 es aproximadamente tres veces mayor que el de VT3, VT201. El diodo en el circuito fuente VT1 se usa para aumentar el valor máximo de la señal de entrada a un rango de aproximadamente 2 V. Respuesta de frecuencia de la cascada según el esquema de la fig. 1 con una ganancia de aproximadamente 3000 tiene una caída de 6 dB por octava en frecuencias superiores a 10 kHz. En la posición L * 5, no debe usar un FET con una gran capacitancia de entrada, por ejemplo, 2SK117 y similares, ya que la frecuencia de corte puede disminuir a 3 kHz. El uso de transistores de bajo ruido contribuye a la reducción del nivel de ruido intrínseco. En las posiciones VT1 y VT3, KPZOZA, KPZOZB son las más adecuadas; transistores KPZOZZH con características de corriente-voltaje similares en la banda 80 ... 5000 Hz, el nivel de ruido es aproximadamente 2 ... 3 veces mayor. Dado que la ganancia de voltaje del transistor VT1 es pequeña, la elección correcta de los transistores VT2, VT4, por ejemplo, KPZOZG de bajo ruido, es de gran importancia para minimizar el ruido de toda la cascada; su ruido EMF no supera los 0,3 μV (en la banda 80 ... 5000 Hz). KPZODZD, KPZOZE, por regla general, tienen una alta frecuencia de interfaz de exceso de ruido y, por lo tanto, su uso no es deseable (FEM de ruido de hasta 1,5 μV) Por la misma razón, el uso de PT de la serie KP302 no es deseable. Otra ventaja de los PT domésticos de la serie KPZOZ es una carcasa de metal con una salida separada, que también ayuda en la lucha contra las interferencias. Esta cascada es insensible a las ondas de voltaje, pero es sensible a la interferencia de la red eléctrica de CA, por lo que debe colocarse en una pantalla de metal y la salida de la caja del transistor VT1 está conectada a un cable común. Las cajas de los transistores restantes de la serie KPZOZ también se pueden conectar a un cable común.
Es recomendable conectar un bloque de tono a la salida del limitador. Se puede ensamblar según esquemas clásicos. utilizado en dispositivos de compañías conocidas Marshal, Fender (Fig. 2, a, b muestra reguladores de tres bandas) o use opciones más simples que cambian el espectro en dos bandas de frecuencia (diagramas en Fig. 2, c, d).
Después de los controles de tono con una gran impedancia de salida, siempre es útil instalar un repetidor también en el FET, cuya variante se muestra en la Fig. 3, como el más simple, con conexión directa a las resistencias de bloque de tono. En la fig. 4 muestra un repetidor con un generador de corriente y un circuito de corrección de respuesta de frecuencia RC adicional. Aquí, la capacitancia del capacitor se elige en función del espectro del sonido de la guitarra y la necesidad de limitarlo desde abajo.
Si tiene la intención de usar el instrumento con un sistema acústico de guitarra (AC), que los músicos llaman "gabinete", entonces a la salida de este repetidor debe configurar el control de nivel (sus opciones se muestran en los siguientes diagramas) y calmarse en este. Si los altavoces son ordinarios (banda ancha), es útil pasar la señal de la salida del repetidor a través de un filtro de paso bajo, que atenúa las frecuencias por encima de 5 kHz. Los mejores resultados se obtienen cuando se utilizan filtros Bessel o Butterworth de tercer orden o más con un roll-off de 18 dB por octava o más. Los circuitos, así como las fórmulas para calcular las frecuencias de corte, de tales filtros en seguidores de voltaje hechos en el sistema operativo son conocidos [1, 2], por lo que no se dan aquí. En lugar de un amplificador operacional, los repetidores en el PT se pueden colocar en dichos filtros. Solo debe tenerse en cuenta que la impedancia de salida de los repetidores en el FET es de 0,2 ... 1 kOhm, y es mejor elegir los valores de las resistencias en los filtros en el rango de 47 . .. 470 kiloohmios.
Si necesita jugar "en línea" en cualquier bloque del efecto Distorsión, es útil agregar un "emulador de gabinete" que forma la respuesta de frecuencia de un tipo determinado. Se puede ensamblar completamente en transistores de efecto de campo, por ejemplo, de acuerdo con el circuito de la Fig. 5. En las fuentes del FET, el voltaje debe ser de +4,5 V. Para reducir la sensibilidad a las interferencias, la caja del transistor también debe conectarse aquí a un cable común. La ventaja de usar un FET en lugar de un amplificador operacional aquí es la suavidad del límite de sobrecarga, que es simétrico cuando se usan FET complementarios. Para sobrecargar el dispositivo, la tensión de entrada debe ser de al menos 4...5 Vp-p. En los transistores VT1, VT2, se ensambla un filtro de paso de banda con cierta apariencia de "resonancia" en la región de 100 Hz. Puede cambiar la frecuencia central de este filtro, por ejemplo, hacia abajo, aumentando proporcionalmente la capacitancia de los capacitores C1, C2. La altura de la "resonancia" de baja frecuencia se puede reducir aumentando la resistencia de la resistencia R3, y la frecuencia de corte del filtro también disminuirá. En los transistores VT3-VT6, se ensambla un filtro de paso bajo de cuarto orden con un aumento en la región de 3 ... 4 kHz y una pendiente de 24 dB por octava en frecuencias superiores a 5 kHz. La respuesta de frecuencia de este nodo es similar a las características de los emuladores en los conocidos dispositivos Sunsamp GT2 y Marshall Speaker-simulator. En la región "media alta", el timbre se puede suavizar reduciendo la capacitancia de los condensadores C3 y C5 en 1 5 veces y aumentando la capacitancia de C4 y C6 en la misma cantidad. Prácticas opciones de dispositivos Los circuitos a continuación son varias combinaciones de las cascadas presentadas anteriormente utilizadas en unidades de procesamiento convencionales.
Comencemos con un circuito de dispositivo relativamente simple (Fig. 6), que genera una señal de salida similar a la señal de salida de un limitador de válvulas de dos etapas, en el que la primera válvula amplifica la señal y la segunda limita. Las funciones del amplificador de entrada y el limitador se realizan en una etapa con los transistores VT1, VT2 y VT3, VT4 en un circuito de conmutación en cascodo (como en la Fig. 1). La capacitancia del capacitor C2 se selecciona "al gusto" para un instrumento específico. El grado de sobrecarga se controla mediante una resistencia variable R2, desde un sonido prácticamente sin distorsiones hasta una buena y jugosa saturación. Se agrega un repetidor simple a la salida de la cascada, y luego el timbre de la señal se regula mediante el bloque de timbre "Marshall" habitual. El divisor R12R13 reduce el nivel de la señal de salida en un orden de magnitud y, al mismo tiempo, reduce la influencia de la resistencia de entrada del dispositivo posterior en el funcionamiento del bloque de tonos. Tal dispositivo será muy útil para los fanáticos de los estilos no pesados que usan los parlantes de guitarra "correctos". Reproduce bien el sonido "Hard" de los setenta.
La próxima versión del dispositivo, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 7 crea un sonido mucho más "pesado" sin perder su musicalidad. Para obtener un sonido más denso en la entrada, se agregó un preamplificador a VT1, VT2. La señal de entrada máxima de la etapa es de hasta 1 Vp-p. Como VT1,5, es deseable elegir un FET con un voltaje de corte de 2 ... 4 V. Se agrega una etapa de búfer simple para dos FET en la salida. La corriente de drenaje inicial de VT3 debe ser menor que la de VT0,5. Cuando se utilizan los tipos de FET indicados en el diagrama, este requisito casi siempre se cumple (para KPZOZZH, generalmente la corriente de drenaje inicial es de 0,8 ... 0,8 mA, y para KPZOZA - 2 ,XNUMX...XNUMX mA). Los diodos VD3, VD4 limitan la señal en la entrada del segundo amplificador a 1 V pico a pico. La omisión de estos diodos da como resultado una sobrecarga en la entrada del segundo amplificador y un sonido mucho menos musical en la salida. Además, el circuito C4R6VD3VD4 forma un ataque del sonido, ya que para señales pequeñas la frecuencia de corte del filtro paso alto C4R3R6 es cercana a los 70 Hz, y para señales grandes, los diodos VD3, VD4 derivan las resistencias del filtro y aumentan la frecuencia de corte, formando así un claro ataque. No se alarme por la presencia de diodos consecutivos en el circuito; tan a menudo se incluyen en preamplificadores de válvulas y fabricantes eminentes: tome, por ejemplo, el preamplificador de válvulas Marshall 900 (solo allí se incluyen diodos en un grupo de cinco, pero limitan la señal de la misma manera). Además, la señal del motor de control de distorsión se alimenta a un amplificador cascode con una carga dinámica, ensamblado en transistores VT5-VT10. La ganancia máxima de la cascada se reduce a 700 instalando una resistencia R7 de menor resistencia (en comparación con la resistencia R3 en la Fig. 6), pero se conserva la principal cualidad de la cascada, la limitación suave. La ganancia en cascada se ajusta usando una resistencia variable R8 en el rango de 20...700. El sonido de ambos dispositivos se puede mejorar significativamente si se agrega a su salida un emulador ensamblado de acuerdo con el esquema de la Fig. 5. XNUMX. Literatura 1. Johnson D., Moore J., Moore G. Manual de filtros activos. - M Energoatomizdat, 1983.
Autor: D. Pustovoi, Moscú; Publicación: radioradar.net
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Comentarios sobre el artículo: invitado ¿Alguien ha hecho estas distorsiones sobre el PT y cómo están en el negocio? invitado Armé el circuito que se muestra en la Figura 7. ¡Todo fuego!
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