ГИТАРНАЯ ПРИСТАВКА ДИСТОШН С ПЕРЕМЕННЫМ ОГРАНИЧЕНИЕМ СИГНАЛА

М. ВОЛКОВ, g. Москва

Среди гитарных приставок, создающих различные звуковые эффекты, наибольшей популярностью пользуются, пожалуй, приставки типа "дистошн". В "Радио" и друзих изданиях опи-сано немало вариантов подобного электромузыкального устройства. Автор предлагаемой статьи, испробовавший многие из них, делится личным опытом простроения усилителя-огоаничителя гитарной приставки "дистошн".В основе схемотехнического решения большей части известных приставок "дистошн" лежит один из трех вариантов построения усилителя-ограничителя: с ограничением в выходном каскаде, инвертирующий "логарифмический" и неинвертирующий "логарифмический"   усилитель. Упрощенная схема и характеристика первого из них приведены на рис.1. Здесь переход от усиления к ограничению (участок 1 - 2 на характеристике) очень резкий - сигнал возрастает с увеличением глубины обратной связи R2/R1, а на участке 2 - 3 амплитуда выходного сигнала неизменна. Схему и характеристику инвертирующего "логарифмического" усилителя-ограничителя иллюстрирует рис. 2 (его характеристика, как и следующего варианта усилителя, несмотря на название,отличается от логарифмической). Выход-ной сигнал ограничивают диоды VD1 и VD2 в цепи обратной связи. Участок 1 -2 перехода от усиления к ограничению здесь более плавный.

    Характеристика неинвертирующего "логарифмического" усилителя (рис. 3, б) сходна с характеристикой предыдущего варианта. Несмотря на простоту этих исходных схемотехнических решений, при построении по ним "дистошна" возникает несколько проблем, суть которых заключается в следующем.
    1.    Как известно, в результате вращения плоскости колебания струны сигнал с гитары промодулирован по амплитуде. Это приведет к тому, что на участке 1 - 2 характеристики (рис. 1 - 3,6) огибающая входного сигнала многократно пересекает порог ограничения, что создает неприятные на слух призвуки. Для их ослабления требуется усилитель-ограничитель с плавным перегибом характеристики. Но для получения сигнала, богатого высшими гармониками, наоборот, нужен усилитель с резким перегибом.
    2.    Для увеличения длительности звучания на участке 0 - 1 характеристики поднимают коэффициент усиления. Но при этом возрастает и уровень помех - шум входного усилителя, магнитные наводки на звукосниматель. При использовании однокатушечных звукоснимателей и ОУ широкого применения во входных каскадах уровень помех на выходе может быть сравним с номинальным выходным напряжением. Эти помехи к тому же становятся причиной дополнительных искажений на участке 1 - 2 (рис. 1 - 3,6). Уменьшение усиления на начальном участке характеристики (рис. 4), хотя и снижает уровень помех почти до нуля, но приводит к дополнительным призвукам при затухании сигнала.
    3.    В усилителе второго варианта, и особенно третьего, вершина прямоугольного импульса не будет плоской из-за наличия остаточного наклона на участке 2 - 3 (рис. 2,6, 3,6) характеристики. При больших же уровнях сигнала амплитудная модуляция приводит к изменению формы его вершины на выходе. В результате амплитудная модуляция переходит в тембровую, которая значительно заметнее.
    Таким образом, к усилителю-ограничителю, предъявляются противоречивые требования. Частичное решение проблемы даст использование компрессора перед "дистошном". Но это резко усложнит устройство в целом. Значительно лучшие результаты можно получить, используя триггер Шмитта и управление огибающей выходного сигнала, но это, с точки зрения музыканта, устройства уже другого класса, к тому же более сложные. В предлагаемом варианте схемотехнического решения уровень ограничения сигнала изменяется вместе с его огибающей (рис. 5). В результате амплитуда сигнала всегда больше напряжения ограничения. Это позволяет строить усилитель по схеме рис. 3 и ограничивать его уси-ление на начальном участке характеристики. Кроме того, при отсутствии сигнала уровень шумов практически равен нулю.

    Принципиальная схема такого варианта "дистошна" приведена на рис. 6. Операционный усилитель DA1.2, резисторы R14-R17 и диоды VD3, VD4 выполняют функцию детектора огибающей. На резисторе R16 выделяется положительный, а на R17 - отрицательный полупериоды сигнала. Через ФНЧ R13C7 и R9C4 напряжение огибающей поступает на базы транзисторов VT1 и VT2, управляющих напряжением ограничения.
    Собственно усилитель-ограничитель собран на ОУ DA1.1. Его выходной сигнал ограничивается диодами VD1 и VD2, на которые подается напряжение огибающей. Резистор R3 ограничивает выходной ток ОУ. Коэффициент усиления на начальном участке задается глубиной обратной связи, создаваемой резистором R2. Каскад на составном транзисто-ре VT3VT4 служит для уменьшения вы-ходного сопротивления устройства. Номинальное входное напряжение приставки - 0,775 В; максимальное выходное- 1,55 В. Входное сопротивление - 150 кОм, минимальное сопротивление нагрузки - 60 Ом. Источником питания служит батарея "Корунд" или 7Д-0.115. Потребляемый ток при отсутствии входного сигнала не превышает 15 мА. ч
    Использование для "дистошна" операционных усилителей микросхеме К157УД2 (DA1) обусловлено их стабильными амплитудными и частотными характеристиками при снижении напряжения питания до 3 В, а также сравнительно высоким входным сопротивлением и низким уровнем шумов. Другие аналогичные ОУ широкого применения уступают по этим параметрам. Все транзисторы - любые кремниевые соответствующих структур с коэффициентом передачи тока базы не менее 100. Диоды - любые высокочастотные. Прямое падение напряжения на диодах VD1 и VD2 должно быть несколько больше падения напряжения на эмиттерных переходах транзисторов VT1 и VT2. При безошибочной сборке устройство не требует налаживания, может лишь потребоваться подборка диодов VD1, VD2 для получения максимальной длительности звучания.
    От редакции. Возможно, приставка будет работать лучше, если правый по схеме рис. 6 вывод резистора R2 подключить непосредственно к выходу ОУ DA1.1. Поэкспериментируйте!