Байпас. Основы.

Предисловие.

Bypass (пер. англ): обход, обводный канал, обходный путь, обходная дорога.

Порой в процессе обсуждения педалей на нашем форуме появляются вопросы, вроде: «а где байпас?…», «а почему здесь в байпасе …..?» и т.п. Дело все в том, что байпас может быть реализован по разному, и не обязательно так же как в оригинальной педали. По этой причине, байпас в схеме может отсутствовать вовсе. Но, бывают и другие случаи, когда байпас как раз присутствует и своим присутствием значительно усложняет схему и ее понимание. В этой статье я попытаюсь дать вам представление о байпасах, что бы этот вопрос не чинил вам препятствий на пути Ваших стараний.

Какие ассоциации обычно возникают при слове байпас? Выключатель? Это не совсем верно. Байпас не выключает педаль, а переводит ее в другое состояние, состояние «обхода» эффекта. В отличие от выключателя, который можно реализовать отключением схемы от питания, байпас устроен несколько сложнее.

Терминология.

• Вход и выход педали — это те гнезда, в которые мы вставляем сигнальные кабели, так сказать внешний интерфейс.
• Вход и выход эффекта — это вход и выход самой схемы, которая реализует эффект.
• Обход — это цепи, по которым с входа на выход педали подается необработанный сигнал, в соответствующем режиме.
• Режим обхода — режим, в котором педаль выдает необработанный звук.
• Режим эффекта — режим, в котором педаль выдает обработанный звук.
• Индикация — светодиод для визуального наблюдения состояния педали.

Принцип работы байпаса.

После входа на педаль, сигнал поступает и на обход, и на вход эффекта. Перед выходом педали нам предстоит выбрать сигнал либо с обхода либо с эффекта. Это самый простой байпас, может быть реализован переключателем с одной группой контактов (SPDT). Назовем его байпас I-ого типа.

Однако на практике, такой тип обхода применяется редко.

Все дело в том, что при использовании «чистого» канала в него с большой долей вероятности будет примешиваться обработанный сигнал, наводки от эффекта. Да и индикация отсутствует. Выход, заглушить сигнал после первого каскада эффекта. Для этого уже понадобится переключатель с двумя группами контактов (DPDT). Заглушить сигнал можно отправив его на землю в режиме обхода, а в режиме эффекта на землю замыкается цепь со светодиодом. Таким образом реализуется индикация. Это будет байпас II-ого типа.

Еще один вариант (байпас III-ого типа) — это, в режиме обхода, не подавать сигнал на эффект вовсе, т.е. выбирать не только откуда снимать сигнал, с эффекта или с обхода, но и аналогично, куда его посылать.

У такой реализации байпаса есть и еще один плюс. Дело в том, что просто разделив сигнал мы включаем в цепь входные элементы эффекта, независимо от состояния педали, т.е. эти элементы оказывают влияние на звук в режиме обхода. Если у нас единственная педаль в цепи , то этот факт вряд ли окажется значимым, но с увеличением количества педалей эффект может стать заметней.

Для байпаса этого типа необходим переключатель с 3 группами контактов (3PDT), если конечно мы не собираемся пренебречь индикацией.

Для примера. Небезызвестная схема Krank Distortus Maximus с различными вариантами байпаса.

Может показаться, что все вышеизложенное имеет отношение только к пассивному байпасу, однако все это верно и для активного. Просто группы контактов заменяются на группы электронных ключей, а наши SPDT, DPDT и 3PDT переключатели на ждущий мультивибратор.

Методы реализации байпаса.

Условно можно разбить байпасы на три группы:

• активные;
• пассивные;
• комбинированные.

Активный байпас.

В активном байпасе коммутация осуществляется посредством электронных ключей.

Электронный ключ — электронный коммутирующий элемент, полупроводниковый или электровакуумный прибор, предназначенный для использования в двух состояниях — полностью открытое, когда ключ пропускает сигнал, или полностью закрытое, когда соответственно не пропускает. В нашем случае ключами являются полевые и биполярные транзисторы, а так же специальные микросхемы (К561КТ3 \ CD4066, например).

Состояние ключа меняется посредством управляющего сигнала. Управляющий сигнал как правило формируется ждущим мультивибратором.

Мультивибраторами называют электронные устройства, генерирующие электрические колебания, близкие по форме к прямоугольной.

Ждущий мультивибратор генерирует импульсы напряжения при подаче на его вход запускающих сигналов от другого источника.

Вы можете ознакомиться подробнее с работой мультивибраторов самостоятельно.

Ждущий мультивибратор находится в состоянии, когда подается управляющий сигнал I, соответственный ключ или группа ключей открыты и пропускают сигнал. Соответственно ключ или группа ключей, контролируемая управляющим сигналом II закрыта и сигнал не пропускает. При нажатии кнопки мультивибратор получает запускающий сигнал и меняет свое состояние, т.е. появляется управляющий сигнал II и открываются управляемые им ключи, и исчезает управляющий сигнал I, соответственные ключи закрываются.

Плюсы:

• Для изменения состояния активного байпаса, как правило, требуется замыкание одной пары контактов, затем контакты размыкаются, не влияя на состояние, при следующем их замыкании состояние снова меняется. То есть для реализации такого рода байпаса, необходима кнопка с двумя контактами и без фиксации, а выбор таких кнопок (по формам, габаритам, методам крепления и т.д.) достаточно велик.
• Может быть несколько параллельных кнопок, т.е. возможно реализовать Footswitch (выносной ножной переключатель, актуальный для усилителей).
• Педаль с активным байпасом в режиме обхода может использоваться для согласования сопротивления гитары с низкоомным входом.

Минусы:

• Увеличивается сложность реализации эффекта, за счет необходимости сборки мультивибратора. Так же, ухудшается читаемость схемы, за кучей лишних элементов порой не видно сути самой цепи звукообработки. Именно поэтому, байпасы на принципиальных схемах часто не изображают.
• Бытует мнение, что прохождение сигнала через электронные ключи, вносит в него некоторые искажения, так сказать «замыливает» звук. И, хотя большинство именитых изготовителей педалей используют активные байпасы (на вскидку исключение только педали от Marshall) , в ламповых аппаратах такой коммутацией пренебрегают.
• Если вы заинтересовались активным байпасом, изучите проект Данилы-Мастера.

Пассивный байпас.

В пассивном байпасе используется механические переключатели, то есть контакты переключателя перемещаются при механическом воздействии на них. Самый логичный, в нашем деле, будет переключатель выполненный в виде кнопки. Хотя, при отсутствии оных, можно воспользоваться и тумблером, но придется забыть о переключении режимов без отрыва от игры.

Плюсы:

• Простота исполнения, если нет проблем найти кнопку.
• «Чистота» проходящего сигнала, т.е. сигнал проходит исключительно по проводникам, без посредства электронных ключей, что гарантирует отсутствие искажений.

Минусы:

• К сожалению даже в наше время бывает нелегко найти подходящую кнопку. Да и выбор очень ограничен.
• Габариты кнопки довольно значительны, (хотя и не больше собранного мультивибратора).

Комбинированный байпас.

В комбинированном байпасе применяются электромеханические реле, т.е. контакты переключателя перемешаются под воздействием магнитного поля. Управляет же полем электронная часть. То есть в итоге получается пассивный байпас (байпас без использования электронных ключей, т.е. не вносящий искажений) управляемый активной схемой.

Плюсы:

• Необходима кнопка с двумя контактами и без фиксации, возможно использование нескольких параллельных кнопок (Footswitch).
• «Чистота» проходящего сигнала.

Минусы:

• Сложность реализации (по сравнению с кнопкой конечно).
• Энергопотребление реле, порой, выше потребления эффекта, что важно при питании от батареек.
• Предлагаю вам ознакомится с проектом подобного байпаса от Emppu.

Байпас на реле.

Кнопка с одной группой контактов, с фиксацией, при замыкании подает ток на катушку реле, реле срабатывает и переключается в другое положение. При повторном нажатии кнопка размыкается, реле отключается, контакты возвращаются в исходное положение. Кстати, у реле бывает разное количество групп контактов, часто недостаточное. В этом случае можно поставить два (и более) реле, последовательно или параллельно в зависимости от напряжения питания и напряжения срабатывания реле.

Итоги.

Нередко, встречаются схемы, в которых отображены ключи, но не отображен сам байпас. Были времена, когда меня это ставило в тупик. Теперь знаю что делать.

Как уже было сказано, педали от Marshall имеют пассивный байпас. Это бросается в глаза т.е. по внешнему виду кнопки мы казалось бы можем сказать, что байпас пассивный. Но оказывается и у педалей внешность обманчива. При разборе мной одной педали от AMT, у которой казалось бы такая же кнопка, оказалось что это только схожая внешняя конструкция, которая внутри нажимает на обычную тактовую кнопку.

Как следствие понятно, что байпас активный. (Тем более CD4066 тоже обнаружилась недалеко).

Ознакомиться глубже с работой разных типов байпасов можно в следующих темах на форуме:

• Электронные байпасы.  Тема посвященная обсуждению различных схем активных байпасов.
• Какие кнопки используем на примочках?  Тема посвящена обсуждению кнопок для байпасов, в том числе поднят важный вопрос; «где взять?»
• Избавляемся от щелчков кнопки.  Тема посвящена борьбе с щелчками в момент переключения состояния педали.
• Специальные кнопки для педалей. В чем секрет 3PDT, DPDT и т.д.?  Еще одна тема посвященная кнопкам.

Отдельное спасибо за помощь при составлении материала: Graff, Плохиш.

Всем удачи!