[akouz]

Я начинаю НИОКР "Зоопарк" (R&D "Zoo"). Он состоит в том, чтобы создать набор простых модулечков, которые можно обкатать как в одиночку, так и в комбинации друг с другом. Модулечки можно будет втыкать в обычную плату breadboard и коммутировать между собой



При проектировании модулечков я собираюсь придерживаться следующих правил:
-- монтаж на поверхность, но не экстремально мелкий: конденсаторы и резисторы не мельче чем 0603, микросхемы SO-8 и SOT-23-5, транзисторы SOT-23 и SC-70, диоды SOD-323
-- внешнее питание - 9В
-- внутреннее питание - или однополярное 9В, или двуполярное 9В, или двуполярное 15В

Список модульков первой очереди:

• простой фузз (на дарлингтоне)
  
• "Фузз фэйс"
  
• клиппер с ВЧ
  
• полосовой фильтр (ака "вау") с вариациями
  
• усилитель на JFET
  
• LFO 2-12 Гц
  
• двуполярный 9В БП на TC1044
  
• двуполярный 15В БП

а дальше видно будет

Схемы и файлы KiCAD буду выкладывать в этой теме по мере создания. Понимаю, что монтаж SMD для многих будет препятствием для повторения. Но замечу, что, например, китайская фирма JLCPCB изготавливает не только печатные платы, но также охотно монтирует SMD компоненты на них. Быстрых темпов не обещаю. В ближайшие пару месяцев я вообще не буду иметь возможности ничего паять.

10.04.2025. Модули первой очереди отправил в JLCPCB. Пайку заказывать не стал, только изготовление PCB. Доставку выбрал самую дешевую, поэтому посылка придет примерно через месяц, не ранее.

• Bazz Fuss  Zoo Bazz Fuss rev 1.0.pdf (18,38К)
  Количество загрузок:9  Zoo_Bazz_Fuss_rev_1_0.zip (19,13К)
  Количество загрузок:2
  
• Fuzz Face  Zoo Fuzz Face rev 1.0.pdf (23,2К)
  Количество загрузок:9  Zoo_Fuzz_Face_rev_1_0.zip (25,45К)
  Количество загрузок:3
  
• Клиппер  Zoo Clipper RF rev 1.0.pdf (39,48К)
  Количество загрузок:6  Zoo_Clipper_RF_rev_1_0.zip (50,97К)
  Количество загрузок:4
  
• Полосовой фильтр  Zoo BPF rev 1.0.pdf (26,87К)
  Количество загрузок:5  Zoo_BPF_rev_1_0.zip (25,58К)
  Количество загрузок:3
  
• LFO (низкочастотный генератор)  Zoo LFO rev 1.0.pdf (27,64К)
  Количество загрузок:6  Zoo_LFO_rev_1_0.zip (26,31К)
  Количество загрузок:3
  
• Блок питания +-15В  Zoo BP_15V rev 1.0.pdf (33К)
  Количество загрузок:8  Zoo_BP_15V_rev_1_0.zip (42,62К)
  Количество загрузок:2
  
• Блок питания +-9В  Zoo BP_9V rev 1.0.pdf (17,37К)
  Количество загрузок:5  Zoo BP_9V rev 1.0.pdf (17,37К)
  Количество загрузок:5
  
• Усилительный каскад на JFET  Zoo JFET rev 1.0.pdf (19,32К)
  Количество загрузок:6  Zoo_JFET_rev_1_0.zip (19,54К)
  Количество загрузок:3

Сообщение отредактировал akouz: 10 апреля 2025 - 14:48

[KSG]

Подкину дровишек в тему:
http://home-wrecker.com/bazz.html

[akouz]

Спасибо. Результаты прогона Bazz Fuss через LTspice

Схема



Выходной сигнал при подаче на вход синуса 500 Гц амлитудой 1мВ, 2мВ, 5мВ, 10мВ и 20мВ



И соответствующие спектры на выходе

Сообщение отредактировал akouz: 12 апреля 2025 - 14:26

[KSG]

Эмпирическим путём кристаллизовалась схема с такими номиналами (эмиттерный резистор довольно критичен - он не позволяет схеме захлёбываться при максимальном гейне):

Прикрепленные изображения

• 

[akouz]

Резистор в эмиттере полезен и для иной цели. "Кто про что, а вшивый про баню", так и я намереваюсь подмешивать ВЧ треугольник в самые разные схемы. Слегка измененная схема для LTspice, в которой в эмиттер подается треугольник частотой 500 кГц



Выходные сигналы при подаче на вход синуса амплитудой 1мВ, 2мв, 5мВ, 10 мВ и 20 мВ



Для сравнения, та же схема без подмеса ВЧ, резистор в эмиттере 100 Ом



При малых сигналах усиление практически одинаковое. Но при больших сигналах схема с ВЧ входит в ограничение позже и более активно. Интересно будет послушать разницу.

[hamaha]

Как тратить свои ресурсы - дело хозяйское.
но мне со стороны непонятно, зачем возиться с КАДом, ожидать месяц китайской посылки, если можно почти все из перечисленного натыкать в ту же борду.
И отслушать, и записать для дальнейшего сравнения.
Атак - ждем-с. Попкорн закуплен.

[akouz]

hamaha (13 апреля 2025 - 07:57) писал:

но мне со стороны непонятно, зачем возиться с КАДом, ожидать месяц китайской посылки, если можно почти все из перечисленного натыкать в ту же борду.
И отслушать, и записать для дальнейшего сравнения.

Меня больше интересуют комбинации, чем отдельные модулечки. Хотелось бы, не имея лампового Маршалла, научиться получать желаемый звук на чем угодно, в самой примочке - но не в цифре.

[KSG]

Цитата

Хотелось бы, не имея лампового Маршалла, научиться получать желаемый звук на чем угодно

Супер! Поддерживаю идею обеими руками.

[akouz]

Любой усилитель всегда представляет собой клиппер. Он не может усиливать сигнал до бесконечности и рано или поздно ограничит его, т. е. клиппирует. Полагаю, что характерным отличием ламповых усилитетелей Маршалла является их передаточная характеристика, а именно — то, как они клиппируют сигнал. Я думаю, что в их передаточной характеристике отсутствуют резкие изломы, они ограничивают сигнал постепенно, плавно. Примерно так же, как ограничивает сигнал клиппер на германиевых диодах или клиппер с подмесом ВЧ сигнала. Соответственно, для получения «правильного звука на любом усилителе» на его входе должен стоять «плавный клиппер», а сам усилитель должен быть настроен так, чтобы вовсе не клиппировать сигнал — все клиппирование должен осуществить «плавный клиппер».

К сожалению, передаточная характеристика клиппера на германиевых диодах, хоть и плавная, но недостаточно жесткая. То есть, при увеличении входного сигнала выходной продолжает расти, хоть и не так быстро как при малых сигналах. Хотелось бы получить передаточную характеристику клиппера плавную, но жесткую, чтобы после какого-то входного уровня сигнал на выходе вообще не рос. Это можно обеспечить клиппером с подмесом ВЧ сигнала. Однако у него своя проблема — его передаточная характеристика слишком уж плавная.

Изменить передаточную характеристику клиппера можно при помощи отрицательной обратной связи. На представленном ниже графике зеленой линией показана передаточная характеристика клиппера на германиевом диоде . Линейно нарастающий за 100 мс от 0 до 1В сигнал подан на диод через резистор 3.3к. А синий график — это передаточная характеристика такого же клиппера, но охваченного отрицательной обратной связью при помощи ОУ.



Вот такого «обострения» плавной передаточной характеристики клиппера с ВЧ я и хотел бы добиться в ходе экспериментов в зоопарке. Надеюсь, это даст звучание, аналогичное Маршаллу.

[KSG]

Не сделаю большого открытия, если упомяну, что главная отличительная черта ламповых усилителей заключается асимметрии искажаемого сигнала:

https://robrobinette...p_Overdrive.htm

[akouz]

KSG (14 апреля 2025 - 16:38) писал:

главная отличительная черта ламповых усилителей заключается асимметрии искажаемого сигнала:

Однако ламповые каскады в режиме А как правило не являтся клипперами. У них достаточно динамического диапазона, чтобы, усилив и слегка исказив сигнал, отправить его далее без клиппирования. Клиппером является оконечный каскад, работающий в режиме АВ и ограничивающий сигнал симметрично.

Ikutaro Kakebashi, основатель и председатель совета директоров фирмы Роланд: специфический звук Маршалла был заложен ошибкой в намотке выходного трансформатора



The BOSS Book, p.70

Полагаю, что клиппирование в выходном каскаде Маршалла происходит мягко, в этом его отличие от других ламповых усилителей.

[KSG]

Цитата

Однако ламповые каскады в режиме А как правило не являтся клипперами

Делаем лабораторный эксперимент: берём двойной триод 6Н2П (12AX7 даёт точно такой же результат) и перегружаем её в типовом включении (анодные резисторы 100 кОм, катодные 2 кОм, сетки 1 Мом, разделительные конденсаторы 22 нФ, питание 250 Вольт) и что же мы видим на анодах:

Прикрепленные изображения

• 

[akouz]

Вопрос не стоИт в том, можно ли сделать клиппер на лампе. Вопрос в том, где клиппируется сигнал в усилителях - в выходном двухтактом каскаде или в усилительных однотактных. Мне кажется, ответ очевиден. К моменту, когда (и если) усилительные каскады начнут клиппировать, оконечный каскад уже давным-давно превратил сигнал в прямоугольник, поэтому никакого вклада в звучание от предварительных каскадов не будет. Их вклад там, где оконечник находится в более-менее линейном режиме, но при этом им самим до клиппирования еще очень далеко.

[KSG]

Цитата

оконечный каскад уже давным-давно превратил сигнал в прямоугольник

Реальные сигналы ламповых усилителей довольно далеки от прямоугольников:

https://robrobinette..._Voltage_Spikes

[akouz]

К сожалению, описание там составлено настолько неряшливо, что можно только гадать, что имелось ввиду. Похоже что представлена осциллограмма гитарного сигнала, а не синуса, поданного на вход. Из-за этого всплески на фронтах. Автор совершенно игнорирует их, а упор делает на углы прямоугольника, придавая им чрезмерно преувеличенное значение.



Мой собственный опыт говорит, что "прямоугольник со впадинами" на слух практически не отличается от прямоугольника с совершенно плоскими вершинами. Организовать такой "прямоуголник со впадинами" очень легко, достаточно клиппированную синусоиду смешать с входной синусоидой в противофазе. При этом на выходе немного уменшится основная гармоника, а остальные гармоники на этом фоне станут более подчеркнутыми, и все. И то, станет заметно, если "просaдить" вершину до нуля. А небольшое проcедание, как на осциллограме, вообще не будет заметно.

Я думаю, автор не там ищет.

Сообщение отредактировал akouz: 15 апреля 2025 - 08:10

[KSG]

Асимметрия лампового перегруза является его визитной карточкой и имеет узнаваеый "блюзовый" звук:

Прикрепленные изображения

• 

[akouz]

Это до клиппирования. Может быть получена также при помощи каскадов усиления на JFET, и т.д. Однако, в 60-х и 70-х разных ламповых усилителей было много, а "страшный звук Маршалла" создавал только Маршалл. Вот, к примеру, видосик, посвященный вариантам Fuzz Face. Что характерно, при попытке прослушать это фузз через Фендер (12:10) получилось черт те что, а с Маршаллом эта примитивная примочка звучит хорошо.

История Эдди Ван Халена, который с трудом мог выдержать полную громкость Маршалла и поэтому приделал к нему автотрансформатор, является порукой тому, что этот звук получается именно в выходном каскаде и именно у усилителя Маршалла. За счет ошибки в намотке трансформатора.

[KSG]

EVH действительно экспериментировал с питанием, чтобы получить более скомпрессированный звук:

Прикрепленные изображения

• 

[akouz]

EVH не раз упоминал, что ему нравился звук Маршалла, но только на полной громкости. А выдерживать эту громкость на репетициях он долго не мог. К тому же в маленьких клубах, где они поначалу выступали, за такую громкость их бы погнали взашей.

Однако по счастливой случайности он, живя в Америке со 110 Vac в розетке, он купил Маршалл, сделанный для Англии, где в розетках 240 Vac. И этот Маршалл звучал "правильно", но не так оглушающе громко. После этого он стал экспериментировать с автотрансформатором и нашел, что оптимальным для Маршалла, расчитанного на 240 Vac, было напряжение 140 Vac. Опрометчиво озвучив эту цифру в одном из интервью, он неожиданно для себя стал причиной выхода из строя десятков Маршаллов в США - пытаясь воспроизвести волшебный звук EVH, люди подавали 140 Vac на усилители, рассчитанные на 110 Vac. EVH был от этого в ужасе.

[KSG]

Цитата

и нашел, что оптимальным для Маршалла, расчитанного на 240 Vac, было напряжение 140 Vac

Свалить анодное напряжение практически наполовину - это я понимаю, но свалить накал до 58% от номинала??
Не пробовал, но посмотрю, что из этого выйдет и будет ли работать вообще.
Если честно, то сильно сомневаюсь...

[akouz]

Когда EVH включил "английский вариант" Маршалла в сеть 110 Vac, он поначалу вообще не заработал. EVH в расстройстве оставил его включенным, но через пару часов вдруг обнаружил, что он все-таки работает, и даже звук дает какой надо при умеренной громкости. Озвученные им "оптимальные" 140 Vac - я думаю, это чтобы не ждать два часа, пока накал прогреется.

[KSG]

Цитата

чтобы не ждать два часа, пока накал прогреется

У меня в углу пылится вполне живая радиолка, и я изредка на ней поигрываю.
Любопытно, если я воткну реостат и свалю им напряжение накала ламп с 6,3 до 3,65 Вольта (те самые 58%), сохранит ли она работоспособность?

Прикрепленные изображения

• 

[Primochka]

Если он подавал на схему напряжение в два раза ниже, то получается вся схема у него не в нужном режиме работала? Я это к тому, что многие когда выкладывают на форумы свои поделки собранные по наитию и не дай бог у них там не та анодка подана и не то смещение на лампе - с потрохами беднягу съедят, а тут чел тупо в два раза ниже напряжерием питал и все работало как нужно. Странно однако.

[KSG]

Цитата

Странно однако

Primochka, не теряйте времени, подключайтесь к эксперименту - как работают лампы при половинном накале? ))

[akouz]

 KSG (15 апреля 2025 - 15:48) писал:

как работают лампы при половинном накале? ))

Вот так (для ламп накаливания):



При понижении напряжения с 220 В до 120 В температура нити накала снизилась с 2234 К до 1804 К, т.е на 24%

Поскольку с ростом температуры сопротивление вольфрама (т.е. нити накала) сильно растет, это обеспечивает определенную температурную стабилизацию.

[KSG]

Меня интересует чисто практический вопрос - как ведут себя усилительные триоды при половинном напряжении накала и работают ли они вообще?
Мощные лампы оконечника - это отдельный вопрос.

[Primochka]

 KSG (15 апреля 2025 - 15:48) писал:

Primochka, не теряйте времени, подключайтесь к эксперименту - как работают лампы при половинном накале? ))

Да я бы рада - подключатся некуда и нечем пока. Но чисто из опыта, должно же звучать, но тише. Вот напрмер когда включаешь или выключаешь усилитель, то слышно как нарастает и спадает громкость при нагреве и остывании ламп. Может этому Evh как раз нужно было только напряжение накала понизить, а не общую анодку снижать...

Блин, а вообще то интересно стало, если пустить накал через регулятор...

Сообщение отредактировал Primochka: 15 апреля 2025 - 17:29

[KSG]

Цитата

интересно стало, если пустить накал через регулятор

Заниженный накал далеко не безобиден, и имеет свою оборотную сторону: отравление катода.

[akouz]

Те, кто внимательно посмотрел на выложенные схемы Зоопарка, возможно, заметил, что в клиппере Zoo Clipper зачем-то сделано два канала клиппирования, выходы которых просто суммируются. А в низкочастотном синусоидальном генераторе Zoo LFO есть прямой и инверсный выход, т.е сигнал сделан парафазным.

Это сделано для проверки одной из идей, которая до сих пор в примочках не использовалась (или же я ее пока не встретил). При подаче смещения от LFO на клиппер он будет менять скважность. На слух низкочастотная модуляция скважности напоминает флэнжер. Однако простой подмес сигнала LFO в сигнальный тракт чревато неприятностями. Поэтому на два клиппера подаются парафазные сигналы LFO, которые затем, при суммировании, взаимно уничтожаются. Соответственно, в звуковом тракте сигналов LFO почти не останется.

Посмотрим, что получится.