Wah-Wah inductance DIY

                         
       Схемата на този ефект е известна много отдавна  

  и има много публикации които в които се прави анализ на схемата - Тук  , но трябва да разполагаме с бобина с индуктивност 500mH. Това е елементът който трудно ще намерим в магазина. Нейното качество е решаващо за правилната работа на ефекта и някои хора смятат че тази малка бобина има дори "магически" свойства. Тези "магически" свойства се постигат със внимателен подбор на индуктивността  и нейният Q-фактор. 

        В първите ефекти Wah-Wah са се ползвали индуктивности навити на тороидална сърцевина. В сегашно време трудно се намират като резервна част и са доста скъпи.

    В момента почти всички производители използват чашковидни феритни сърцевини - те са евтини като компоненти, лесно се навиват и са стабилни във времето.

      Относно звука с тези два типа индуктивности няма единно мнение. Но много ентусиасти купуват "магическите" индуктивности "Fasel" и подменят с тях оригиналните. До колко това е оправдано не мога да преценя.

      Моята цел беше изработването на индуктивност за възстановяването на един стар " Уа-Уа" педал и за целта взех индуктивности от различни видове:

       Това са малък трансформатор от стар джобен радиоприемник, стар импулсен трансформатор със желязна сърцевина, импулсен трансформатор със феритна сърцевина, феритни чашки и феритен пръстен, на които трябва да навия толкова навивки , че индуктивността да бъде около 550mH.      

      Първо взех импулсният трансформатор със феритна сърцевина на когото намотките при последователно свързване имаха индуктивност 587mH . 

   Запоих този трансформатор на платката и изпробвах схемата , но звука не беше добър! Звучеше вяло и плитко, нямаше характерния резонанс! На пръв поглед индуктивността е достатъчна, но явно вида на сърцевината, въздушната междина между двете половинки, броя на навивките и сечението на проводника съществено влияят на звука. Тъй като трансформатора беше пропит с лак не се реших да го разглобявам и го изоставих.

     Някои любители препоръчват трансформатор от джобен радиоприемник. Обикновено в старите джобни радиоприемници има два малки трансформатора. Понякога единият от тях е по-малък и точно той ни е необходим. С помощта на уред за измерване на индуктивност избираме кои изводи на трансформатора да ползваме. Всички стойности от 450mH до 550mH ни вършат работа! Аз имах такъв трансформатор със индуктивност 431mH и 128 ома съпротивление на една от намотките.

С цел да се направи сравнение навих намотка и на още един подобен трансформатор с малко по-големи размери.

   На  него навих  проводник 0,1mm , докато се получи индуктивност 556 mH и съпротивление 148 ома. Изпробвах  тези два трансформатора и звука беше точно този който трябва да бъде! Разликата между тях беше че при по-малката индуктивност резонансът бе отместен в посока на високите честоти. Предимства - лесно навиване и добър звук. Но съкрушителен недостатък -  голяма чувствителност към електромагнитното поле на близко разположени мрежовите трансформатори. И ако у дома може да се намери място където педалът и китарният усилвател да са далеч един от друг, то на репетиционната площадка или на сцената, където са разположени няколко усилвателя,  използването ще е направо невъзможно. Опитах да намаля влиянието на магнитното поле като затворих трансформатора в екран от желязна ламарина. Наистина мрежовият фон спадна значително, но след включване на овърдрайв след Уа-Уа педала отново мрежовият фон стана непоносим. Явно индуктивности със желязна сърцевина въпреки добрият звук и резонанс не могат да се използват за този ефект.

       Следващата индуктивност реших да бъде навита на чашковидна феритна сърцевина - позната като топфкерн . Намотката е навита на малка макара и е затворена от двете чашки, като по този начин те екранират намотката и не позволяват въздействието на външни магнитни полета. Навих на макарата меден емайлиран проводник 0.1mm 1100 навивки и се получи индуктивност 564mH при съпротивление на намотката 187 ома.

                                        

 

   Следващата индуктивност е феритен пръстен с размери 10/16/4,5 mm. - тоест по технологията по която са изработени индуктивностите "Fasel". Нямам данни за размерите на оригиналните индуктивности, но съдейки по снимките, размерите на моите феритни пръстени са близки до оригиналните.

 Навиването на голям брой навивки със тънък проводник на малък феритен пръстен е голямо предизвикателство. За целта се изработва совалка, на нея се навива жица и след това с промушване на совалката през отвора на пръстена се навиват навивките. Аз избрах по-лесният начин - предварително счупих феритния пръстен на две части, но и това не е лесна работа. За целта на мястото където трябва да се направи счупването изпилих със ситна пиличка плитки канавки и със лек удар разделих феритния пръстен на две равни половинки.

 Изпиляването на канавка на мястото на счупване е много важно защото ако не се направи, то пръстенът се счупва с неправилна форма. 

   Следващата част от работата е да се навият равен брой навивки от меден емайлиран проводник 0,1mm , така че да получим 550mH. Наложи се няколко пъти да се навиват докато се уточни броят на навивките и окончателният брой остана по 500 навивки на всяка половинка от феритният пръстен.                     След  залепването на двете части, се получи индуктивност 563 mH при съпротивление 42 ома. 

                                           

     И накрая идва време за сравнение! Да кажем така: чашковидната сърцевина дава плавен резонанс с 47 k паралелен резистор. А феритният пръстен даде осезаемо по-остър резонанс и то при 33 k паралелен резистор. Каква може да е причината? Според мен тя е в Q фактора - чашковидната сърцевина има 187 ома, а феритният пръстен - 42 ома. Тогава защо съвременните Уа-Уа педали са със чашковидни индуктори? Защото тяхното навиване е много по-лесно - те са евтин компонент. А тези музиканти които искат по-изразителен звук, но не могат да намерят индуктор  "Fasel", могат да потърсят човек който да им го изработи .

   За да се направи обстойно сравнение трябва да запиша семпли, но това ще направя по-късно. Надявам се че съм бил полезен на тези хора които се интересуват от "магическият" звук на Уа-Уа педалите.




















 

diy guitar tube amplifier 5W

      Завършен е последният ми проект: 5W лампов китарен усилвател!

      В своята работа по създаване на ефекти за китара ми се налага непрекъснато да се прослушва резултата . До сега ползвах един малък комбо-усилвател 20W  с китарен високоговорител 8 инча. 

           Предимството му е че е малък, има прилично работещи корекции и при това с нисък собствен шум. Но като звук... честно казано - напълно посредствен! Основно това се дължи на малкият високоговорител. За проба включих вместо него един стар китарен Celestion 12 инча на 8 ома. Резултатът беше впечатляващ и поръчах на един мой приятел да изработи компактен корпус за комбо усилвател под този високоговорител. По начало бях решил усилвателя да бъде със лампи, тъй като през изминалите години бях събрал много различни лампи, но имах колебания за това каква да бъде неговата мощност и съответно схема. За такъв формат комбо-усилвател най-често се прави крайно стъпало със 2 броя  EL84 - което е идеално за малка сцена, но изходна мощност 15 - 18 W е прекалено голяма за моята работилница или за моя апартамент.  

         В последно време на пазара се предлагат пълноценни лампови комбо усилватели с   мощност 1 до 5 W които са предназначени за домашни репетиции и отзивите за повечето от тях са добри. Това ме накара да се насоча към подобна схема. Най често крайното стъпало е двутактно и е реализирано с ECC82 или ECC88, но аз разполагах с 6Н6П - лампа която е 2 пъти по-мощна. За предусилвателя избрах схема с един чист канал със една 6Н2П и драйвер също с една 6Н2П  - тоест лампи с които разполагах достатъчно количество.

       Първоначална схема:

        Както се вижда схемата е традиционна , тук аз избрах потенциометъра  за Gain да бъде на изхода на първия триод, а тон-корекциите  -  след втория триод. Добавих вход "Line" който да подава сигнала чрез потенциометъра "Master" направо на входа на крайното стъпало и се използва в случаите когато ползваме преамп в педалборда. Тон-корекциите са построени по схема на Fender - и според мен те са по-подходящи за чистия канал.  Крайното стъпало е по стандартна схема Push-Pull с 6Н6П която е способна да даде 5W на 8 Ома товар при 300V захранващо напрежение. След изходния трансформатор има превключвател за вграден атенюатор  5W/1W.   

         Детайлите:                                             

        Но най-важният детайл в схемата е изходният трансформатор и това важи за всички лампови усилватели.    За мое щастие имах изходен трансформатор е от стар руски лампов телевизор. 

      Той е работил с лампа 6П14С (EL84) в еднотактно (клас А) изходно стъпало около 5W, така че по мощност беше напълно подходящ , но се наложи да го пренавия, тъй-като   Push-Pull схемата изисква две симетрични анодни намотки.  При изчисляването първо трябва да се вземе в предвид вътрешното съпротивление на 6Н6П и съпротивлението на товара. Като краен резултат навих първичната намотка  с 2 *1300 навивки, а вторичната - 90 навивки разделена на две части навити като първа и последна намотка. При такава мощност (до 5W) и честотна лента (100Hz - 5kHz) по-голямо секциониране  не е нужно. 

      Захранването на схемата се осигурява от мрежов трансформатор от стар лампов радиоприемник с мощност около 60W, който също трябваше да пренавия , тъй-като беше за по-ниско анодно напрежение. Намотката за отопление остана непроменена, но добавих намотка 15V- AC за преднапрежението на крайната лампа и захранване на схемата за реверберация.

    Схемата на захранването придоби този вид:

      Поради голямата стойност на електролитния кондензатор C20 - 470uF/450V се наложи да добавя ограничителния резистор R29 - 8.2Kom/1W. По този начин се избягва натоварването на изправителните диоди  и анодната намотка при включване в мрежата, като през  времето за подгряването на лампите става бавно зареждане на кондензатора C20.

    Такова схемно решение ми позволи за сметка на големия капацитет на C20 да мина без  дросел в анодното захранване.

     Останлите детайли ( без потенциометрите  и полиестерните кондензатори) са взети от стари лампови и промишлени апаратури.

      Допълнителни схеми:

      Обикновено малките усилватели се правят без Fx вход/изход, но аз реших да поставя такъв, за да може да се пробват и настройват ефекти с Fx връзка. За целта трябва да се предвиди буферно стъпало. В големите усилватели обикновено се използват два триода на една лампа (12AX7 / ECC83), но аз реших първо да пробвам с буферно стъпало с един транзистор BC547C (надявам се че този единствен транзистор работещ по схема общ колектор не е влошил "ламповия" звук на усилвателя 😅 ). Това стъпало разположих на платката за реверберация и то се захранва от нея. Схемата за реверберация  замества пружинното ехо и е изградена със добре познатата PT2399, която също има буфер със BC547C. Има много спорове относно използването на PT2399 в схеми за китарни ефекти. От една страна схемата осигурява просто (и евтино) схемно решение за забавяне  на аудио-сигнал , от друга страна при максимално забавяне на сигнала  340 mS - изкривяванията достигат 1% и значително нарастват шумовете на цифровото преобразуване.  Но като включим закъснителната верига с PT2399 в веригата за Fx ефекти, намаляваме до минимум тези паразитни шумове. Освен това при закъснения до 100 mS (каквито най-често ползвам) изкривяванията достигат най-много 0,27% .         Схемата изглежда така:

          Шасито е изработено от поцинкована ламарина с дебелина 0,5mm, като  изходният трансформатор и първата лампа са максимално възможно отдалечени от мрежовия трансформатор. 

                      

       При първоначално пускане входът на крайното стъпало се дава на "земя", а чрез  Tr1 е  подадено максималното напрежение Bias и  след това плавно се намалява , като се следи напрежението на R19 спрямо земя. Препоръчва се анодният ток на покой за 6Н6П да бъде в границите на 15 - 20 mA на всеки триод. Така че напрежението на R19 трябва да бъде 30-40mV! Пълната схема на усилвателя изглежда така: 

      Схемата заработи нормално и не се нуждаеше от повече корекции.  След това боядисах предния и задния панел на шасито и поставих надписи. При което смятам че се получи добър външен вид.

     Резултатът:  

       Получи се добър китарен усилвател с много чист и прозрачен звук и не големи (39/42/24 см) размери. Измерената мощност на 1kHz е 4,6W при 1% изкривявания и 5,1W при 10% . Честотна лента  от 100 Hz до 12 kHz при +/- 3dB . Чувствителността дори при сингъл адаптери е много голяма и потенциометъра Gain обикновено стои на положение 9 часа. При включен атенюатор в положение 1W ( Gain на 9 часа,Master на12 часа) силата на звука  е дори прекалено силна за стая от 20 кв. метра (и събуждаме съседите 😄).

    По отношение на лампите: 

      След като усилвателя заработи нормално бях любопитен да пробвам 12AX7 като предусилвателна лампа и направих нужните промени в схемата на отоплението (в това е разликата между 12AX7 и 6Н2П). При сравняването аз обаче не открих никакъв "магически" звук в полза на 12AX7. Защо не се промени звука на усилвателя? Предполагам че при работа  на преусилвателя като чист канал няма как да се прояви някаква разлика, тъй като лампите работят в линейния участък на работната характеристика. Предполагам че ако се направи усилвател със "high dain" канал, тогава може да се появи разлика в звука между двете лампи. Вероятно това ще бъде следващия ми "лампов" проект!😃

 

Моят " Morning Glory "

          

         Morning Glory Виж е един чудесен ефект за китара на фирмата JHS Pedals от Канзас Сити - САЩ . Основателя на компанията - Джош Скот е започнал своя бизнес като е поправил един Blues Driver през 2007 г.  Сега JHS Pedal има 25 служители и продуктите и са известни по целия свят.

         Ето и схемата на "Morning Glory" :

          веднага прави впечатление че тя почти изцяло повтаря схемата на Blues Breacer на фирмата Marshall.

       Разлика тук е в последното стъпало реализирано с JFET транзистор 2N5457 който осигурява високо входно съпротивление за тонкоректора и усилване на изходния сигнал около 2 - 3 пъти. Освен това полевия транзистор добавя свои характерни изкривявания при високи нива на"Gain" На звук е трудно да се направи разлика между двата ефекта,но изходното ниво на   Morning Glory е с една трета по-високо. Ограничителните диоди са в обратната връзка на втория операционен усилвател и благодарение на това клипирането на сигнала е меко и със приятни обертонове . До ниво една четвърт на потенциометъра "Gain" при бриджов адаптер и ниво една трета за сингъл почти няма ограничаване и изкривяване на звука и ефекта може да се ползва за "подгряване" на лампови усилватели.С други думи ефекта може да се използва много гъвкаво и би бил полезен на китаристи които свирят блуз и рок.

      Моето първоначално намерение беше да повторя ефекта в оригиналният му вид.  Най-близката по размери и достъпна за мен алуминиева кутия беше с размери 121/66/35 mm. и съобразно нея разработих печатната платка. Мисля че може да се побере и в 1590B.

       Размери: 55/40mm като запазих разположението на потенциометрите , но с разменени места на Gain и Volume - така според мен е логично и удобно да бъдат разположени. По отношение на елементите, използвах възможно най-качествените намиращи се нашия пазар. Резисторите са металослойни със толеранс 1% и нисък собствен електронен шум. Кондензаторите са полиестерни за напрежение 100V. Тук има много спекулации за качеството на кондензаторите за аудиоустройства . Някои меломани твърдят че кондензаторите задължително трябва да бъдат производство на фирмата WIMA за по-прозрачен и чист звук. И ако се използват за Hi-Fi апаратури, то  използването им според мен е препоръчително, тъй като ниските диелектрически загуби не променят звуковата картина. Но в нашия случай имаме е устройство което многократно усилва входния чист (синусоидален) сигнал, стеснява честотната лента и накрая ограничава нивото на сигнала , като изходния сигнал се доближава до правоъгълен по форма. Въпреки това  искам да подчертая че винаги трябва да се използват качествени детайли , но без да изпадаме в крайности. Кондензаторите C7- 47pF и C10- 470pF предпазват от самовъзбуждане и намаляват високочестотните съставки. Тук съм използвал керамични кондензатори с малки диелектрични за губи, като C7 е за SMD монтаж и е запоен директно на изводите на операционния усилвател. В оригиналната схема превключвателя SW1 включва C10 в обратната връзка на операционния усилвател IC1B и отрязва високите честоти. Но аз реших да използвам SPDT превключвател с неутрално средно положение при което едното крайно положение включва C10, а другото дава на късо диода D5 при което ограничаването става несиметрично също като при SD1 на фирмата BOSS.

        Останалата част от схемата е без изменения,единствено трябва да се подбере стойността на R16,така че напрежението на дрейна на Q1 да бъде около 5V. И на края "true bypass" ! Вълшебната реклама на новите "бутикови" педали - заради това крачните превключватели от типа DPDT са заменени изцяло от типа 3PDT независимо от това че ресурсът им е два пъти по-малък.

     Аз  обаче направих моя true bipass с DPDT, тъй като такива успях да си купя. Наложи се да използвам "Millenium bypass":

     Следващата работа е не по-маловажна - да се подготви кутията, да се боядиса, да се сложат надписи и накрая да се монтира електрониката. И ето крайния резултат:

Нисък THD ? - DAC със PCM 2705C - първи етап

                 Случвало ли ви е се да си купите нов компютър, да си пуснете някое хубаво парче  през вашите скъпи стереослушалки и звука да не ви харесва?Точно така се получи при мен - нов ноутбук, а звукът е по-зле и от стария компютър. Освен това не може да се ползва усилвателя за стереослушалки, тъй като ноутбука не го разпознава като устройство. И така какво да се направи? След проучване на подобни проблеми описани във различни форуми стигнах до извода че единственото правилно решение е използване на външна звукова карта - така наречения DAC .
   След доста проучване реших да изработя USB DAC подобен на този тук , но с по-малки размери.
  Предимства  :
  1. Чипът  PCM 2705 има много ниски изкривявания - 0,006%
  2. Има много малка консумация 23mA(само DAC) и позволява захранване през USB.
  3. Позволява да се реализира много малко по размер устройство.
  4. Може да се ползва като S/PDIF Output към устройства които имат digital imput.
   Като недостатък би могло да се отбележи че ако устройството се захранва през USB порта, не могат да се ползват буфери като  TPA6120A2 примерно, заради голямата консумация.
  Моята концепция е да се реализира устройството със възможно най - малки размери и да се ползват за буфери ОУ подходящи за работа със захранващо напрежение 5V.
   Първо добре проучих документацията на фирмата Texas Instruments за PCM 2705C . В нея има препоръки за разположението на детайлите върху печатната платка които се опитах максимално да спазя. Схемата има вграден стабилизатор на 3.3V , но на мен ми хареса идеята на AlexD . Това напрежение да се осигурява от отделен стабилизатор и да не се натоварва схемата със това.  За буферни стъпала се спрях на MCP6022. Този ОУ има THD+N не повече от 0.00053% (A =1) и фирмата производител я препоръчва тъкмо като буфер в различни видове DAC. На края схемата придоби този вид:
                             

  Понеже целта ми беше минимални размери на палатката, всички детайли с изключение на  C8,C9,C11,C12   са SMD.
За проектирането на печатната платка използвах Sprint Laiot 5. Печатната платка е двустраннo фолирана като на  гърбът са пистите за +5V, а останалата площ  като екран.

                 

  

     







    При изработването използвах фоторезист Positive 20.

 Запояването на детайлите също беше много сериозно предизвикателство, имайки предвид малкият растер (0,6 mm) на изводите на PCM 2705. Приготвих поялник със много тънко изострено жило, течен флюс и пристъпих към работа. След запояването на всички детайли  измих обилно със спирт готовата платка
и тя придоби този вид.  ....

     Схемата заработи веднага,като при включването компютърът опозна веднага включеното устройство. Сложих слушалките , пуснах един FLAC файл и бях изумен от разликата в звука!
Прослушах различни видове файлове - MP3/320Kbs , FLAC и DTS.
Разликата е наистина е голяма , но е най забележителна при сравняването наMP3 от звуковата карта на ноутбука и от  PCM 2705C. Прослушах много и различни по стил записи ( поп,рок и класика) и на всякъде  PCM 2705C се представи отлично!
      С това завърши първия етап на този мой проект и вече няколко месеца го ползвам.През това време той се представи отлично!

Моят Trigger Trap

               Това е мой вариант на хардуера който дава възможност да работим със приложението за смартфони TriggerTrap виж.Това е приложение което ни позволява да управляваме нашият DSLR за да правим HDR и Timelapse. Освен това работи като дистанционен пулт и има много други възможности

 Разбира се е нужно и устройство което да направи връзка между смартфона и фотоапарата то се предлага тук .

    Аз реших да си направя такова устройство и за целта първо изследвах сигнала от изхода за слушалки на моя смартфон. В момента на задействане изходния сигнал е приблизително 180 mV RMS. Оригиналното устройство най - вероятно е реализирано със микроконтролер , но аз реших да използвам просто аналогово решение. Като за начало започнах експерименти с схема на прецизен детектор , който да преобразува импулсите в напрежение което да задейства отпушването на транзистора като ключ.

   Така в този вид схемата работи идеално, но изисква двуполярно захранване и прави устройството обемисто и тежко. Решението е да се използва еднополярно захранване, а операционния усилвател със MOS структора и ниско захранващо напрежение. И така на следващия етап за захранване използвах 3V батерия LR2532  и операционен усилвател TLC 272 , а за ключ, "цифров"транзистор PDTC144ES.И така след редица експерименти схемата доби този вид:

  За да се постигне минимални размери използвах SMD елементи разположени от едната страна на печатната платка, а батерията от другата странa .

  Размерите са 27mm / 24mm и на края придоби следния вид:

  За по-голяма здравина, изработих корпусаот месингова ламарина. Това е също и добър екран и не позволява вънщни смущения да пречат на работата на устройството. За по-добър външен вид облепих от вън със самозалепващо PVC фолио.

   

     В заключение мога да кажа следното:
   - Устройството работи стабилно дори и когато силата на звука от слущалките не е усилена до край (ако забравите да усилите звука на смартфона приложението ще ви напомни да го направите).
  -Малките размерите не затрудняват работата и лесно намира място в чантата на апарата.
  -Струва си да го ползвате дори и само като дистанционен пулт, но всъщност възможностите му са много по-големи.
      След като го ползвам вече няколко месеца нямах никакви проблеми.