Направи си сам педал за презареждане с батерия за китарни ефекти: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

За любовта към музиката или за любовта към електрониката, целта на тази инструкция е да покаже колко критична може да бъде SLG88104V Rail to Rail I/O 375nA Quad OpAmp с нейните напредъци с ниска мощност и ниско напрежение, за да революционизира веригите за претоварване.

Типичният дизайн на overdrive на пазара днес работи с 9V. Както е обяснено тук, ние успяхме да постигнем овърдрайв, който е изключително икономичен по отношение на консумацията на енергия и работи на толкова ниско VDD, че може да работи, използвайки само две батерии АА на три волта за продължителни периоди и изключително дълъг живот на батерията. За по -нататъшно запазване на батериите, оставени в устройството, като стандарт се използва механичен превключвател за изключване. В допълнение, тъй като отпечатъкът на SLG88104V е малък с минимално количество използвани батерии, може да се направи малък лек педал по желание. Всичко това, съчетано с приятни звукови ефекти, го прави водещ овърдрайв дизайн.

Усилителните китари се появяват в началото на 30 -те години. По това време обаче ранните изпълнители се стремяха към чисти звуци от оркестър. Към 40 -те години DeArmond произвежда първия в света самостоятелен ефект. Но по това време усилвателите бяха клапанни и обемисти. През 40 -те и до 50 -те години, въпреки че преобладаваха чистите тонове, конкурентните личности и групи често увеличаваха силата на усилвателите си до статут на overdrive и звукът на изкривяване става все по -популярен. През 60-те години транзисторните усилватели започват да се произвеждат с Vox T-60, през 1964 г. и приблизително през същата ера, за да запазят допълнително звука на изкривяване, който беше много търсен по това време, когато се роди първият ефект на изкривяване.

Стъпка 1: Предпоставки

Аналоговата или цифрова обработка на музикални сигнали може да осигури нови ефекти, а активните овърдрайв ефекти пресъздават прекалено задвижващите клип ефекти на тези ранни клапанни усилватели.

Обикновено нежелани и сведени до минимум по отношение на усилването обратното е вярно по отношение на този ефект. Изрязването произвежда честоти, които не присъстват в оригиналния звук и това би могло отчасти да е причината за привлекателността му в първите дни. Силното и почти квадратно изрязване на вълни произвежда много хеш звуци, които са инхармонични спрямо неговия родителски тон, докато мекото изрязване произвежда хармонични обертони и така обикновено звукът зависи от размера на изрязването и изчерпването с честота. Силното убеждение на този автор е, че качеството на педала с овърдрайв зависи от неговото съотношение на хармонични към инхармонични тонове в целия му диапазон и способността му да запазва хармоничните тонове при по -високи усилвания.

Стъпка 2: Общ преглед

По -горе е даден преглед на предложената схема, чиято цел е да се запазят съществуващите сигнали и да се произведат тези овърдрайв звуци. Използването на SLG88104V позволява педал на Overdrive, работещ на 3 V, използвайки две батерии тип АА, които са много по -широко достъпни и по -евтини за закупуване от 9 V батерии PP3. Ако желаете, вместо това могат да се използват батерии AAA, въпреки че допълнителният капацитет на AA го прави повече от подходящ. Освен това, веригата ще може да работи на 4,5 V (1,5 V централна линия +3 V) или 6 V (3 V централна линия +3 V), ако желаете, макар и да не е необходимо.

Селективно усилване на честотата - важна модификация за постигане на усилване при по -ниско напрежение.

Стъпка 3: Обяснение и теория

Избираме да използваме неинвертиращата топология на усилвателя като основа за етапите на усилване поради високия импеданс на входа и лесното адаптиране за избор на честота.

Вижте Формула 1.

Както видяхме, печалбата в тази настройка зависи единствено от обратната връзка. Ако преобразуваме това като високопроходна топология, печалбата ще зависи от обратната връзка и входните честоти според някои договорености за свръхзадвижване. Освен това, ако схемата за обратна връзка на филтъра се удвои, тогава топологията ще приложи един диапазон от отзивчиви печалби към входа и след това допълнителен различен набор от отзивчиви печалби.

Тази настройка може да служи както за изясняване на дизайна, така и за по -честотно насочено / селективно усилване. По -долу е схемата на такова подреждане с формули, които дават интересни изводи. Тази топология е важна същност, на която се основава крайната схема на претоварване, която ще я включи като основно ядро няколко пъти за поддържане на работещ модел.

За да погледнем нещата малко по -просто, за определена честота f използваме Формула 2 и Формула 3.

Действителното уравнение за AGain при определена честота f е по този начин формула 4, която се разпада допълнително, за да се получи окончателна формула 5.

Както е очевидно, това е аналогично на добавянето на опростените уравнения по -горе, с изключение на присъщата единична печалба на усилвателя, която е постоянна. В обобщение, усилването на честотната характеристика на всеки крак на топологията на високочестотната обратна връзка се усложнява.

Целта на такова подреждане е да се постигне по -равномерно усилване на входния сигнал в честотния диапазон, така че при по -високи честоти, където усилването на OpAmp е намалено, можем да въведем повече усилване. При ниско напрежение звукът може да бъде запазен през тези ниски честоти, въпреки че пространството над главата не е много високо.

Стъпка 4: Електрическа схема

Стъпка 5: Обяснение на веригата

SLG88103/4V включва вродена входна защита за предотвратяване на пренапрежение на входовете си. Допълнителни защитни диоди са добавени в началния етап на вход за претоварване за допълнителна здравина на дизайна.

Усилването на първия етап действа като първостепенен буфер с висок импеданс и се усилва първоначално, за да се подготви за етапа на претоварване. Печалбата е около две, въпреки че варира в зависимост от честотата. На този етап трябва да се внимава, за да се гарантира, че усилването остава ниско, тъй като всяко усилване на този етап се умножава в усилването на overdrive.

Следвайки етапа на претоварване, където сигналът ще претърпи големи печалби, честотно селективното усилване отново гарантира, че по -високите честоти получават този тласък за по -последователно усилване и последователно предизвикваме изрязване, използвайки два диода в режим на проводимост напред. Един прост нискочестотен филтър формира тона и това води до обикновен потенциометър за сила на звука и буфер за задвижване на изхода.

Използват се само три от вградените операционни усилватели, а последният оставащ е свързан по подходящ начин съгласно „правилната настройка за неизползвани OpAmps“. Ако желаете, 2 x SLG88103V’S могат да се използват вместо единичния SLG88104V.

Светодиод с ниска мощност показва включено състояние. Важността това да бъде версия с ниска мощност не може да бъде подценена поради ниските токове на покой и работна мощност на SLG88104V. Основната консумация на енергия от веригата ще бъде светодиодният индикатор за захранване.

Всъщност, поради изключително ниския ток на покой 375 nA, съотношението на мощността за SLG88104V е много малко. По -голямата част от загубата на мощност се дължи на отделянето на нискочестотни кондензатори и резистора на емитерния последовател. Ако измерим текущата консумация на тока на покой на цялата верига, тя се оказва само около 20 µA, увеличавайки се до около максимум 90 µA, когато китарата е в действие. Това е много малко в сравнение с 2 mA, консумирани от светодиода и е причината използването на светодиод с ниска мощност да е наложително. Можем да изчислим, че средният живот на една алкална батерия АА, за да се изтощи от пълна до 1 V, е около 2000 mAh* при скорост на разреждане 100 mA. Приличен нов чифт батерии, произвеждащи 3 V, трябва да могат да генерират над 4000 mAh. С поставения светодиод нашата верига измерва 1,75 mA потребление, от което можем да изчислим над 2285 часа или 95 дни непрекъсната употреба. Тъй като овърдрайвите са активни вериги, нашият овърдрайв може да произведе „адски удар“при минимална текуща употреба. Като странична забележка, две батерии AAA трябва да издържат около половината от времето на AA.

По -долу е работният модел на тази верига за претоварване. Очевидно, както при всеки педал, потребителят трябва да коригира настройките, за да намери най -подходящия за него звук. Завъртането на средата и баса на усилвателя по -високо от високите звуци изглеждаше за нас наистина страхотни овърдрайв звуци (тъй като високите бяха по -сурови). След това приличаше на по-топлия старомоден тип звук.

Поради малкия пакет на SLG88104V и много ниската консумация на енергия, успяхме да постигнем педал за претоварване с ниска мощност, който е по -малко обемист и работи само с две батерии тип молив за дълъг период от време.

АА батериите са по -лесно достъпни и има възможност те да не се сменят за цял живот на всяко работно устройство, което го прави изключително лесен за поддръжка и екологичен. Освен това, той може да бъде изграден с малък брой външни компоненти, така че може да бъде с ниска цена, лесен за изработка и както е посочено по -горе, лек.

* Източник: лист с данни на Energizer E91 (вижте стълбовидна диаграма), powerstream.com

Изводи

В тази инструкция ние сме конструирали педал за ниско напрежение с ниска мощност.

Освен че се справят с аналоговата обработка за интегрираните интегрални схеми на GreenPAK и други цифрови полупроводници, нисковолтовите OpAmp на ниско напрежение, нискотокови OpAmp на GreenPAK са показани като полезни в схеми за претоварване. Те са автономни в много други приложения и особено изгодни в приложения, чувствителни към захранването.

Освен това, ако се интересувате от схеми достатъчно добре, за да програмирате вашите собствени проекти на IC, не се колебайте да изтеглите нашия софтуер GreenPAK, полезен за такива дизайни, или просто да видите вече завършените файлове за проектиране на GreenPAK, достъпни на нашата уеб страница. Инженерингът може да бъде още по -лесен, всичко, което трябва да направите, е да свържете GreenPAK Development Kit към компютъра си и да натиснете програмата, за да създадете своя персонализирана интегрална схема.