Dual-Band-Gitarren-/Basskompressor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Hintergrundgeschichte:

Mein Bass spielender Freund heiratete und ich wollte ihm etwas Originelles bauen. Ich wusste, dass er eine Menge Gitarren-/Bass-Effektpedale hat, aber ich habe nie gesehen, dass er einen Kompressor benutzt, also habe ich nachgefragt. Er ist ein bisschen süchtig nach Features, also sagte er mir, dass die einzigen Kompressoren, die es wert sind, verwendet zu werden, Multiband-Kompressoren sind, mit vielen Reglern, mit denen man herumspielen kann. Ich hatte keine Ahnung, was ein Multiband-Kompressor ist, also habe ich gegoogelt und einige Beispielschaltpläne gefunden (wie hier und hier). Da ich wusste, dass mein Freund mit einem mageren 5-Tasten-Pedal nicht glücklich sein würde, beschloss ich, meinen eigenen Dual-Band-Kompressor (naja, nicht 'multi' aber ok…) zu entwickeln.

Bonus-Herausforderung:

Keine integrierten Schaltkreise erlaubt - nur diskrete Komponenten und Transistoren. Wieso den? Viele Kompressoren basieren auf integrierten Schaltungen wie Multiplizierern oder Transkonduktanzverstärkern. Obwohl diese ICs nicht unmöglich zu beschaffen sind, bilden sie dennoch eine Barriere. Ich wollte dies vermeiden und auch meine Fähigkeiten in der Kunst des diskreten Schaltungsdesigns schärfen.

In diesem Instructable teile ich die Schaltung, die ich mir ausgedacht habe und war und wie man das Design nach Ihren Wünschen optimiert. Die meisten Teile der Schaltung sind nicht besonders original. Ich rate jedoch davon ab, dieses Pedal von A bis Z zu bauen, ohne selbst ein paar Breadboards/Tests/Hören zu machen. Die Erfahrung, die Sie sammeln, wird die investierte Zeit wert sein.

Was macht ein (Dualband-)Kompressor?

Ein Kompressor begrenzt den Dynamikbereich eines Signals (siehe Scope-Bild). Ein Eingangssignal mit sehr lauten und leisen Teilen wird in ein Ausgangssignal umgewandelt, dessen Lautstärke sich insgesamt weniger ändert. Betrachten Sie es als automatische Lautstärkeregelung. Der Kompressor tut dies, indem er eine kurzfristige Schätzung der „Größe“des Gitarrensignals vornimmt und dann die Verstärkung oder Dämpfung entsprechend anpasst. Dies unterscheidet sich von einem Distortion/Clipper in dem Sinne, dass eine Distortion sofort auf ein Signal wirkt. Ein Kompressor, obwohl im engeren Sinne keine lineare Schaltung, fügt (oder sollte) nicht viel Verzerrung hinzu.

Ein Dualband-Kompressor teilt das Eingangssignal in zwei Frequenzbänder (High und Low), komprimiert beide Bänder separat und summiert dann die Ergebnisse. Dies ermöglicht natürlich viel mehr Kontrolle auf Kosten einer komplizierteren Schaltung.

Klanglich macht ein Kompressor dein Gitarrensignal "dichter". Dies kann von sehr subtil reichen, was es einfacher macht, das Signal während der Aufnahme mit dem Rest der Band zu mischen, bis hin zu sehr freimütig, um der Gitarre ein 'Country'-Feeling zu verleihen.

Einige gute weiterführende Literatur zu Kompressoren finden Sie hier und hier.

Schritt 1: Der Schaltplan

Die Schaltung besteht aus 4 Hauptblöcken:

1. Eingangsstufe und Bandsplitfilter,
2. Hochfrequenzkompressor,
3. Niederfrequenzkompressor,
4. Summe und Endstufe.

Die Eingangsstufe:

Q1 und Q3 bilden einen hochohmigen Puffer und Phasenteiler. Der gepufferte Eingang vbuf befindet sich am Emitter von Q1 und ebenfalls phaseninvertiert am Emitter von Q3. Falls Sie sehr hohe Eingangssignale (> 4Vpp) verwenden, bietet S2 eine Möglichkeit, den Eingang zu dämpfen (auf Kosten des Rauschens), da die Eingangsstufe linear arbeiten soll. R3 passt den Bias-Punkt von Q1 an, um den maximalen Dynamikbereich von der Eingangsstufe zu erhalten. Alternativ können Sie die Versorgungsspannung von einem Pedalstandard von 9 V auf etwa 12 V erhöhen, ohne dass alle Vorspannungspunkte neu berechnet werden müssen.

Q2 und die ihn umgebenden passiven Komponenten bilden das bekannte Tiefpassfilter von Sallen & Key. Und so funktioniert die Bandaufteilung: Am Emitter von Q2 befindet sich der phaseninvertierte Tiefpasseingang. Dieser wird über R12 und R13 zum Eingangssignal addiert und von Q4 gepuffert. Also vhf = vbuf + (-vlf) = vbuf - vlf. Durch Einstellen der Tiefpassfrequenz des Filters (R8, Cross-Over-Regler) wird auch der Hochpassfrequenzausgang entsprechend angepasst, da nach der obigen Formel auch vhf + vlf = vbuf gilt. Somit haben wir eine einfache komplementäre Aufspaltung des Klangs in hohe und tiefe Frequenzen aus einem einzigen Filter. Im Build-Your-Own-Clone-Beispiel in der Einleitung wird einem State-Variable-Filter diese Bandteilungsaufgabe übertragen. Neben Tiefpass und Hochpass kann ein SVR auch einen Bandpass-Ausgang liefern, aber das brauchen wir hier nicht, daher ist dies einfacher. Ein Vorbehalt: Aufgrund der passiven Addition in R12 und R13 ist VHF tatsächlich nur halb so groß. Deshalb wird -vlf am Emitter von Q2 auch mit R64 und R11 durch zwei geteilt. Alternativ können Sie einen Kollektorwiderstand mit dem doppelten Wert des Emitterwiderstands an Q4 platzieren und mit dem verringerten Dynamikbereich leben oder den Verlust auf andere Weise aufnehmen.

Die Verdichterstufen:

Sowohl die Nieder- als auch die Hochfrequenz-Kompressorstufe arbeiten auf die gleiche Weise, daher werde ich sie in einem Schritt besprechen und mich auf die Hochkompressor-Stufe des Schaltplans beziehen (der mittlere Block, in dem VHF eintritt). Die zentralen Teile, in denen die gesamte Kompressionsaktion stattfindet, sind R18 und JFET Q19. Es ist allgemein bekannt, dass ein JFET als variabler spannungsgesteuerter Widerstand verwendet werden kann. C9, R16 und R17 sorgen dafür, dass Q19 mehr oder weniger linear reagiert. R18 und Q19 bilden einen von vchf gesteuerten Spannungsteiler. Die Vorspannung vbias für den JFET, abgeleitet von Q18, muss so eingestellt werden (R56), dass der JFET leicht abgeschnürt wird: Legen Sie einen 1Vss-Sinus an C6 und Masse vchf an, dann stellen Sie R56 ein, bis das Sinussignal ungedämpft auf dem. gefunden wird Drain des JFET.

Als nächstes kommen Q5 und Q6, die einen Verstärker von max um x50 und min x3 bilden, gesteuert von R25 (sense hf). Q7 und Q8 bilden zusammen mit dem Phaseninverter Q22 Spitzenwertdetektoren des verstärkten Signals. Die Spitzen beider Signalausschläge (aufwärts und abwärts) werden erfasst und als Spannung an C14 'gehalten'. Diese Spannung ist vhcf, die steuert, wie stark der JFET Q19 "offen" ist und somit wie stark ein eingehendes Signal gedämpft wird: Stellen Sie sich eine große Signalauslenkung vor (entweder in positive oder negative Richtung). Dadurch wird C14 aufgeladen, sodass der JFET Q19 leitender wird. Dies senkt wiederum das Signal, das in den Q5-Q6-Verstärker eingeht.

Die Geschwindigkeit, mit der die Spitzenerkennung erfolgt, wird durch R33 (Angriff HF) bestimmt. Wie lange ein Peak einen Einfluss auf das folgende Signal hat, wird durch die Zeitkonstante von C14 x R32 (sustain hf) bestimmt. Sie können mit den Zeitkonstanten experimentieren, indem Sie R33, R32 oder/und C14 ändern.

Wie gesagt, der LF-Teil (unterer Block des Schaltplans) funktioniert identisch, jedoch wird der Ausgang jetzt vom Kollektor des Phaseninverters Q12 genommen. Dies soll die 180-Grad-Phasenverschiebung von -vlf im Bandsplit-Filter aufnehmen.

Die Schaltung um Q16 und Q21 ist ein LED-Treiber, der die Aktivität pro Kanal optisch anzeigt. Wenn LED D6 aufleuchtet, bedeutet dies, dass eine Kompression stattfindet.

Summe und Endstufe:

Schließlich werden die beiden komprimierten Bandsignale vlfout und vhfout mit einem Potentiometer R53 (Ton) addiert, mit Emitterfolger Q15 gepuffert und über den Pegelregler R55 der Außenwelt präsentiert.

Alternativ kann man die gedämpften Signale an den Drains der JFETS abgreifen und die Dämpfung durch zusätzliche Verstärker ausgleichen (dies wird als „Make-up“-Verstärkung bezeichnet). Der Vorteil davon ist ein weniger verzerrtes anfängliches Antwortsignal: Wenn die erste kurze Spitze erkannt wird, ist es wahrscheinlich, dass das Signal durch die Verstärker Q5-Q6 (Q10-Q11) etwas verzerrt/beschnitten wird, da die Detektoren Zeit brauchen, um zu reagieren und bauen Spannung an den Detektorkondensatoren C14/C22 auf. Die Make-up-Gain-Verstärker würden weitere 4 Transistoren erfordern.

Nichts an der Schaltung ist in Bezug auf die Komponenten sehr kritisch. Die Bipolartransistoren können durch jeden handelsüblichen Kleinsignaltransistor ersetzt werden. Verwenden Sie für die JFETs niedrige Abschnürspannungstypen, vorzugsweise etwas angepasst, da die Source-Bias-Schaltung beides bedient. Alternativ können Sie die Vorspannungsschaltung (Q18 und Komponenten um sie herum) duplizieren, damit jeder JFET seine eigene Vorspannung hat.

Schritt 2: Aufbau der Schaltung

Die Schaltung wurde auf ein Stück Perfboard gelötet, siehe Bilder. Es wurde in dieser speziellen Form ausgeschnitten, um das Gehäuse mit den Anschlüssen zu passen (siehe nächster Schritt). Testen Sie beim Zusammenbau der Schaltung am besten regelmäßig die Teilschaltungen mit DVM, Funktionsgenerator und Oszilloskop.

Schritt 3: Das Gehäuse

Wenn es einen Schritt gibt, der mir beim Pedalbau am wenigsten gefällt, ist es das Bohren der Löcher in das Gehäuse. Ich habe ein vorgebohrtes Gehäuse im 1590BB-Stil aus einem Webshop namens Das Musikding verwendet, um mir einen Vorsprung zu verschaffen:

www.musikding.de/Box-BB-pre-drilled-6-pot, wo ich auch die 16mm Potis, Knöpfe und Gummifüße für das Gehäuse gekauft habe. Die anderen Löcher wurden gemäß dem beigefügten Design gebohrt. Das Design wurde in Inkscape gezeichnet und setzte das Thema "Rage Comic" meiner anderen Pedal-Instructables fort. Leider haben die großen und kleinen Knöpfe einen unterschiedlichen Grünton:-/.

Anleitungen zum Malen und Gestalten finden Sie hier.

Ein Plastikdeckel eines Lebensmittelbehälters zum Mitnehmen wurde in Form des Steckbretts ausgeschnitten und zwischen der Leiterplatte und den Töpfen platziert, um eine Isolierung zu bilden. Direkt unter dem Deckel des 1590BB-Gehäuses hat ein zugeschnittenes Stück Pappe den gleichen Zweck.

Schritt 4: Alles verkabeln…

Löten Sie Drähte an die Töpfe und Schalter, bevor Sie den Isolator und die Platine platzieren. Dann alles auf der Oberseite der Platine verdrahten. Zur Wartung eine kleine Kopie der Schaltung ausdrucken, falten und in das Gehäuse legen. Gehäuse schließen und fertig!

Viel Spaß beim Spielen! Kommentare und Fragen willkommen! Lassen Sie es mich wissen, wenn Sie diesen total fantastischen, funktionsüberladenen Kompressor bauen.

BEARBEITEN: Das erste Sound-Sample ist ein sauberes "trockenes" Gitarrenriff, das zweite Sample ist das gleiche Riff, das ohne zusätzliche Bearbeitung durch den Kompressor geschickt wird. In den Screenshots sehen Sie die Auswirkung auf die Wellenform. Offensichtlich ist die komprimierte Wellenform komprimiert.