Гитарная приставка "дистошн"

    Среди гитаристов, независимо от используемого ими музыкального стиля, широкое распространение получили приставки к электрогитаре типа "дистошн" (от англ. distortion — искривление, искажение). Принцип их действия основан на амплитудном искажении звукового сигнала, в результате чего спектр обогащается гармониками и звук становится более насыщенным. Публикуемая здесь статья адресуется радиолюбителям-гитаристам, играющим в музыкальных стилях, скажем, хард-рок, треш и им подобных, для которых приставка "дистошн" так же необходима, как и сама гитара. Приставку "дистошн", помимо максимального искажения сигнала гитары, характеризует также эффективная компрессия, благодаря чему увеличивается продолжительность звучания струны после удара. Однако выполнить эти требования не так-то просто. И вот почему. Любое устройство типа "дистошн" состоит из усилителя и амплитудного ограничителя. В нем выходной сигнал звукоснимателей гитары после усиления подвергается двустороннему симметричному ограничению, и амплитуда на выходе приставки никогда не будет больше напряжения ограничения при любой амплитуде входного сигнала. Этим-то и достигается эффект компрессии. Но чтобы добиться хороших результатов, приходится повышать коэффициент усиления усилителя, стоящего перед амплитудным ограничителем. Здесь и кроется "загвоздка", а точнее две. Во-первых, при чрезмерно большом усилении сигнала начинают сказываться собственные шумы усилителя, помехи от сети и других источников излучения, наводимые в звукоснимателях гитары и проводе,соединяющем гитару с приставкой. Это приводит к тому, что отношение сигнал/шум устройства получается очень низким — до единиц децибел. Вторая причина, не позволяющая увеличивать коэффициент усиления, заключается в микрофонном эффекте звукоснимателей. Выражается он в том, что во время игры при большой громкости гитара начинает неприятно свистеть. Свист не прекращается, даже если струны прижать рукой. Налицо акустическое самовозбуждение, и виноваты в этом звукосниматели. У разных конструкций звукоснимателей микрофонный эффект выражен более или менее заметно, но он характерен для всех звукоснимателей. Убедиться в этом явлении очень просто. Снимите с гитары струны, включите усилитель мощности на полную громкость и чем-либо (не металлическим) постучите по звукоснимателям. Из громкоговорителей вы услышите звуки, похожие на щелчки, когда стучат по включенному микрофону.

    В предлагаемом устройстве эти трудности удалось преодолеть. В его состав входит также предварительный усилитель 34 (рис. 1), встроенный в корпус гитары. Питается усилитель по проводу, по которому передается сигнал от гитары к приставке. Если гитара с двумя звукоснимателями и они расположены раздельно, то лучше их включить параллельно-противофазно. Тогда удастся значительно уменьшить помехи от наводок и немного ослабить микрофонный эффект. Звук при этом почти не изменяется, если, конечно, не считать уменьшения низкочастотных составляющих в спектре гитары, что не так уж и страшно. Выключатель SA1 (он используется как включатель-выключатель звука) позволяет уменьшить износ переменного резистора R1 — ведь без него каждый раз после исполнения мелодии приходится выключать звук перемещением движка вниз по схеме. Да и пользоваться таким выключателем значительно проще, нежели регулятором уровня. Коллекторной нагрузкой составного транзистора VT1VT2 усилителя служит резистор, который находится в приставке. Схема самой приставки "дистошн" показана на рис. 2. Сигнал с резистора R6, являющегося нагрузкой предварительно- го усилителя, через фильтр, образованный конденсатором СЗ и резистором R7, поступает на полосовой фильтр, собранный на операционном усилителе (ОУ) DA1.1, и далее — на усилитель-ограничитель, выполненный на ОУ DA1.2. Резистором R11 регулируют чувствительность устройства. Когда напряжение на выходе усилителя-ограничителя оказывается достаточным для открывания диодов VD1 и VD2, цепь R13C9 шунтирует его ООС, тем самым увеличивая коэффициент усиления. В результате шумы и помехи усиливаются значительно слабее, чем полезный сигнал. Дальнейшая обработка сигнала звукоснимателя гитары происходит раздельно для основной и высших его гармоник. Основная, как более низкочастотная, гармоника, выделенная конденсатором С9, проходит через интегрирующую цепь R14C10 и усиливается ОУ DA2.1 до необходимого уровня. Далее сигнал через фильтр C13R17, с частотой среза около 35 Гц, поступает к переменному резистору R18, выполняющему функцию регулятора баланса между основной и высшими гармониками. Высшие гармоники на выходе усилителя-ограничителя выделяются фильтром С18R24 и через диоды VD4, VD5, которые окончательно отсекают шумы и помехи, поступают на полосовой фильтр, выполненный на ОУ DA2.2. Диоды VD6, VD7 совместно с ОУ DA3.1, включенном инвертором, образуют двухполупериодный выпрямитель, который практически полностью подавляет основную гармонику сигнала. Этот процесс, кроме того, предотвращает акустическое самовозбуждение устройства через звукосниматели, максимум акустической чувствительности которых находится в полосе пропускания фильтра, выполненного на ОУ DA2.2. С нагрузочного резистора R27 выпрямителя сигнал поступает на инвертирующий вход ОУ DA3.2 активного элемента фильтра, позволяющего с помощью его резисторов R31 и R33 получать различные тембры звука. С выхода этого фильтра сигнал через диоды VD8 и VD9, конденсатор С29 и де- литель напряжения R34R23 поступает на переменный резистор R18 "Баланс". Через интегрирующую цепь R22C16 и переключатель SB1 сформированный сигнал подается на выход приставки. Диоды VD8, VD9 необходимы для того, чтобы при затухании струны гитары гармоники сигнала на выходе приставки пропадали раньше сигнала основного тона.

    Для питания устройства пригоден сетевой блок с нестабилизированным выходным напряжением 16...23 В и амплитудой пульсаций не более 25 мВ. Устройство некритично к параметрам используемых в нем деталей. Диоды VD1, VD2, VD4—VD9 — любые кремниевые. Для резисторов и конденсаторов допустим разброс параметров до 50 %, за исключением резисторов R19, R20, R28 и R29, для которых должно выполняться условие: R19 = R20 и R28 = R29. Транзисторы VT1— VT3 должны быть с возможно большим значением коэффициента г^э- Транзистор VT4 структуры р-п-р может быть малой или средней мощности. Операционные усилители также могут быть любыми другими, но с соответствующими им цепями коррекции. Налаживание приставки заключается в подборе резистора R6 такого номинала, чтобы падение напряжения на нем было примерно равно половине напряжения на эмиттере транзистора VT2. Резистор R36 подбирают так, чтобы при обоих положениях подвижного контакта переключателя SB1 громкость звучания динамических головок на выходе усилителя 34 устройства была одинакова. Необходимого тембра звучания добиваются переменными резисторами R18, R31 и R33. Чувствительность приставки регулируют резистором R11.

    Описанная мною приставка работает совместно с гитарой фирмы Musima. Возбуждение отсутствует полностью. При затухании струны никакие неприятные на слух призвуки не прослушиваются. Сам звук при этом весьма "плотный" и хорошо "тянется". Испытание с другими типа- ми гитар дало такой же результат. При верхнем по схеме положении подвижного контакта переключателя SB1, что со- ответствует режиму "дистошн", отношение сигнал/шум устройства значительно лучше, чем при нижнем положении этого контакта переключателя, когда с выхода приставки идет неискаженный сигнал гитары.

Радио 7'1996

Т.Фатыхов