Compressor de guitarra / baixo de banda dupla: 4 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

História de fundo:

Meu amigo baixista estava se casando e eu queria construir algo original para ele. Eu sabia que ele tinha um monte de pedais de efeito de guitarra / baixo, mas nunca o vi usar um compressor, então perguntei. Ele é um pouco viciado em recursos, então me disse que os únicos compressores que valem a pena usar são multi-bandas, muitos botões para brincar. Eu não tinha ideia do que era um compressor multibanda, então pesquisei no Google e encontrei alguns exemplos de esquemas (como aqui e aqui). Sabendo que meu amigo não ficaria feliz com um pedal de 5 botões, decidi projetar meu próprio compressor de banda dupla (bem, não 'multi', mas ok …).

Desafio bônus:

Não são permitidos circuitos integrados - apenas componentes discretos e transistores. Porque? Muitos compressores são baseados em circuitos integrados, como multiplicadores ou amplificadores de transcondutância. Embora esses ICs não sejam impossíveis de obter, eles ainda formam uma barreira. Eu queria evitar isso e também aprimorar minhas habilidades na arte do design de circuitos discretos.

Neste Instructable, vou compartilhar o circuito que criei e fui e como ajustar o design ao seu gosto. A maioria das partes do circuito não são particularmente originais. No entanto, não aconselho construir este pedal de A a Z sem fazer alguns breadboarding / teste / escuta por conta própria. A experiência que você ganhar valerá o tempo investido.

O que um compressor (banda dupla) faz?

Um compressor limita a faixa dinâmica de um sinal (veja a imagem do osciloscópio). Um sinal de entrada com partes muito altas e suaves será transformado em uma saída, com menor variação de volume. Pense nisso como um controle automático de volume. O compressor faz isso, fazendo uma estimativa de curto prazo do 'tamanho' do sinal da guitarra e, em seguida, ajustando a amplificação ou atenuação de acordo. Isso é diferente de uma distorção / clipper no sentido de que uma distorção funciona instantaneamente em um sinal. Um compressor, embora no sentido estrito não seja um circuito linear, não (ou não deveria) adicionar muita distorção.

Um compressor de banda dupla divide o sinal de entrada em duas bandas de frequência (alta e baixa), comprime ambas as bandas separadamente e soma os resultados. Obviamente, isso permite muito mais controle, às custas de um circuito mais complicado.

Em termos de som, um compressor torna o sinal de sua guitarra mais 'firme'. Isso pode ir de bastante sutil, tornando mais fácil mixar o sinal com o resto da banda durante a gravação, até muito franco, dando à guitarra uma sensação de 'Country'.

Algumas boas leituras adicionais sobre compressores são fornecidas aqui e aqui.

Etapa 1: o esquema

O circuito é composto por 4 blocos principais:

1. estágio de entrada e filtro de divisão de banda,
2. compressor de alta frequência,
3. compressor de baixa frequência,
4. soma e estágio de saída.

O estágio de entrada:

Q1 e Q3 formam um buffer de alta impedância e divisor de fase. A entrada com buffer, vbuf, é encontrada no emissor de Q1 e também fase invertida no emissor de Q3. Caso você esteja usando sinais de entrada muito altos (> 4Vpp), o S2 oferece uma maneira de atenuar a entrada (à custa de ruído), já que queremos que o estágio de entrada funcione linearmente. R3 ajusta o ponto de polarização de Q1 para obter a faixa dinâmica máxima do estágio de entrada. Alternativamente, você pode aumentar a tensão de alimentação de um pedal padrão de 9 V para algo mais alto como 12 V, ao custo de ter que recalcular todos os pontos de polarização.

Q2 e os componentes passivos em torno dele formam o conhecido filtro passa-baixa Sallen & Key. Agora é assim que funciona a divisão de banda: no emissor de Q2 você encontrará a entrada passa-baixa de fase invertida. Isso é adicionado ao sinal de entrada via R12 e R13 e armazenado em buffer por Q4. Assim, vhf = vbuf + (- vlf) = vbuf - vlf. Ajustar a frequência passa-baixa do filtro (R8, controle de cross-over) também ajusta a saída de frequência passa-alta de acordo, uma vez que, de acordo com a fórmula anterior, também temos vhf + vlf = vbuf. Assim, temos uma divisão complementar simples do som em frequências altas e baixas de um único filtro. No exemplo Build-Your-Own-Clone dado na introdução, um State-Variable-Filter recebe esta tarefa de divisão de bandas. Além de passa-baixa e passa-alta, um SVR também pode fornecer uma saída de passa-banda, no entanto, não precisamos disso aqui, então é mais simples. Uma advertência: devido à adição passiva em R12 e R13, o vhf tem, na verdade, apenas metade do tamanho. É por isso que -vlf no emissor de Q2 também é dividido por dois usando R64 e R11. Alternativamente, coloque um resistor coletor de duas vezes o valor do resistor emissor em Q4 e viva com a faixa dinâmica diminuída ou pegue a perda de outra maneira.

Os estágios do compressor:

Os estágios do compressor de baixa e alta frequência funcionam de maneira idêntica, então vou discuti-los de uma vez, referindo-se ao estágio de alto compressor do esquema (o bloco do meio, onde entra o vhf). As partes centrais, onde toda a 'ação' de compressão acontece, são R18 e JFET Q19. É bem conhecido que um JFET pode ser usado como um resistor controlado por tensão variável. C9, R16 e R17 certificam-se de que Q19 responde mais ou menos linearmente. R18 e Q19 formam um divisor de tensão controlado por vchf. A tensão de polarização vbias para o JFET, derivada de Q18, deve ser definida (R56) de modo que o JFET seja ligeiramente comprimido: insira um seno de 1Vpp em C6 e vchf de aterramento, em seguida, ajuste R56 até que o sinal de seno seja encontrado não atenuado no dreno do JFET.

Em seguida estão Q5 e Q6 que formam um amplificador de max em torno de x50 e min x3, controlado por R25 (sense hf). Q7 e Q8, juntamente com o inversor de fase Q22, formam detectores de pico do sinal amplificado. Os picos de ambas as excursões do sinal (para cima e para baixo) são detectados e 'mantidos' como uma tensão em C14. Essa tensão é vhcf, que controla o quanto JFET Q19 está 'aberto' e, portanto, quanto um sinal de entrada é atenuado: imagine uma grande excursão de sinal chegando (na direção positiva ou negativa). Isso fará com que o C14 seja carregado, então o JFET Q19 se tornará mais condutor. Isso, por sua vez, diminui o sinal que vai para o amplificador Q5-Q6.

A velocidade com que ocorre a detecção do pico é determinada por R33 (ataque HF). Por quanto tempo um pico terá influência no sinal seguinte é determinado pela constante de tempo C14 x R32 (sustentar hf). Você pode querer experimentar as constantes de tempo alterando R33, R32 ou / e C14.

Como dito, a parte LF (bloco da parte inferior do esquema) funciona de forma idêntica, porém a saída agora é obtida do coletor do inversor de fase Q12. Isso é para pegar a mudança de fase de 180 graus de -vlf no filtro de divisão de banda.

O circuito em torno de Q16 e Q21 é um driver de LED, que fornece uma indicação visual da atividade por canal. Se o LED D6 acender, significa que há compressão acontecendo.

Soma e estágio de saída:

Finalmente, ambos os sinais de banda compactada vlfout e vhfout são adicionados usando um potmeter R53 (tom), armazenado em buffer com o seguidor de emissor Q15 e apresentado ao mundo externo via controle de nível R55.

Alternativamente, pode-se captar os sinais atenuados nos drenos dos JFETS e compensar a atenuação usando amplificadores extras (isso é chamado de ganho de 'make-up'). O benefício disso é um sinal de resposta inicial menos distorcido: conforme o primeiro pico curto é detectado, é provável que o sinal fique um pouco distorcido / cortado pelo amplificador Q5-Q6 (Q10-Q11), uma vez que os detectores precisam de tempo para responder e aumentar a tensão nos capacitores do detector C14 / C22. Os amplificadores de ganho de reposição exigiriam outros 4 transistores.

Nada sobre o circuito é muito crítico em termos de componentes. Os transistores bipolares podem ser substituídos por qualquer pequeno transistor de sinal comum. Para os JFETs, use tipos de baixa tensão pinch-off, de preferência um pouco combinados, uma vez que o circuito de polarização da fonte atende a ambos. Alternativamente, duplique o circuito de polarização (Q18 e componentes ao redor dele) para que cada JFET tenha sua própria polarização.

Etapa 2: Construindo o Circuito

O circuito foi soldado em um pedaço de perfboard, veja as fotos. Ele foi cortado naquela forma particular para se encaixar na caixa com os conectores (veja a próxima etapa). Ao montar o circuito, é melhor testar os sub-circuitos regularmente com um DVM, gerador de função e osciloscópio.

Etapa 3: a habitação

Se há uma etapa que eu menos gosto na construção de pedal, é fazer os furos na caixa. Usei um gabinete de estilo 1590BB pré-perfurado de uma loja virtual chamada Das Musikding para me dar uma vantagem:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, onde também comprei os potes de 16 mm, as maçanetas e os pés de borracha para a caixa. Os demais furos foram feitos de acordo com o desenho anexo. O design foi desenhado no Inkscape, continuando no tema 'Rage Comic' do meu outro pedal Instructables. Infelizmente, os botões grandes e pequenos têm uma tonalidade verde diferente: - /.

As instruções de pintura e arte podem ser encontradas aqui.

Uma tampa de recipiente de plástico para viagem foi cortada no formato de protoboard e colocada entre a placa de circuito e os potes para formar um isolamento. Logo abaixo da tampa do gabinete do 1590BB, um pedaço de papelão cortado no tamanho tem a mesma finalidade.

Etapa 4: conecte tudo …

Solde os fios para os potenciômetros e interruptores antes de colocar o isolador e a placa de circuito. Em seguida, conecte tudo na parte superior da placa. Imprima uma pequena cópia do circuito para manutenção, dobre e coloque dentro da caixa. Feche a moradia e pronto!

Feliz jogo! Comentários e perguntas são bem-vindos! Deixe-me saber se você construir este compressor sobrecarregado de recursos totalmente incrível.

EDITAR: a primeira amostra de som é um riff de guitarra 'seco' limpo, a segunda amostra é o mesmo riff enviado pelo compressor sem nenhum processamento adicional. Nas imagens, você pode ver o efeito na forma de onda. Claramente, a forma de onda comprimida está, bem, comprimida.