Tự làm bàn đạp Overdrive chạy bằng pin cho hiệu ứng guitar: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Đối với tình yêu âm nhạc hoặc tình yêu của điện tử, mục đích của Hướng dẫn này là cho thấy SLG88104V Rail to Rail I / O 375nA Quad OpAmp quan trọng như thế nào với những cải tiến về điện áp thấp và công suất thấp có thể cách mạng hóa các mạch quá tải.

Các thiết kế ổ đĩa cứng thông thường trên thị trường hiện nay chạy ở 9V. Tuy nhiên, như đã giải thích ở đây, chúng tôi đã có thể đạt được một ổ cứng cực kỳ tiết kiệm trong việc sử dụng năng lượng và chạy trên VDD thấp đến mức nó có thể hoạt động chỉ bằng hai pin AA ở ba vôn trong thời gian dài và tuổi thọ pin cực lâu. Để bảo quản thêm pin còn lại trong thiết bị, tiêu chuẩn sẽ sử dụng công tắc cơ học để ngắt nguồn. Ngoài ra, vì diện tích của SLG88104V nhỏ với lượng pin sử dụng tối thiểu, bạn có thể thực hiện một bàn đạp nhỏ có trọng lượng nhẹ nếu muốn. Tất cả những điều này kết hợp với hiệu ứng âm thanh đáng yêu khiến nó trở thành một thiết kế vượt trội hàng đầu.

Đàn guitar khuếch đại xuất hiện vào đầu những năm 1930. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, các nghệ sĩ thu âm ban đầu đã cố gắng tìm ra âm thanh của dàn nhạc trong trẻo. Đến những năm 40, DeArmond đã tạo ra hiệu ứng độc lập đầu tiên trên thế giới. Nhưng vào thời điểm đó các bộ khuếch đại dựa trên van và cồng kềnh. Trong suốt những năm 40 và đến những năm 50, mặc dù âm sắc sạch rất thịnh hành, các cá nhân và ban nhạc cạnh tranh thường xuyên tăng âm lượng của họ lên đến tình trạng quá tải và âm thanh biến dạng ngày càng trở nên phổ biến. Vào những năm 60, các bộ khuếch đại bóng bán dẫn bắt đầu được sản xuất với Vox T-60, vào năm 1964 và cùng thời đại để bảo tồn hơn nữa âm thanh biến dạng vốn rất được săn đón tại thời điểm đó, hiệu ứng méo tiếng đầu tiên đã ra đời.

Bước 1: Điều kiện tiên quyết

Xử lý tín hiệu âm nhạc tương tự hoặc kỹ thuật số có thể cung cấp các hiệu ứng mới và các hiệu ứng tăng tốc hoạt động tạo lại hiệu ứng cắt quá mức của các ampe van ban đầu đó.

Thông thường không mong muốn và giảm thiểu về mặt khuếch đại, điều ngược lại là đúng về hiệu ứng này. Clipping tạo ra các tần số không có trong âm thanh gốc và đó có thể là một phần lý do cho sự hấp dẫn của nó trong những ngày đầu. Cắt âm mạnh mẽ và gần như sóng vuông tạo ra âm thanh rất băm không hài hòa với âm mẹ của nó, trong khi cắt mềm tạo ra âm bội hài hòa và do đó, âm thanh được tạo ra phụ thuộc vào lượng cắt và độ suy giảm theo tần số. Tác giả này tin tưởng mạnh mẽ rằng chất lượng của bàn đạp tăng tốc phụ thuộc vào tỷ lệ giữa âm hài và âm không hài trong toàn bộ dải của nó và khả năng bảo toàn âm hài ở mức khuếch đại cao hơn.

Bước 2: Tổng quan

Trên đây là tổng quan về một mạch được đề xuất, mục đích của nó là bảo tồn các tín hiệu hiện có và tạo ra những âm thanh vượt trội đó. Sử dụng SLG88104V cho phép bàn đạp Overdrive chạy trên 3 V sử dụng hai pin AA được bán rộng rãi hơn nhiều và ít tốn kém hơn so với pin 9 V PP3. Nếu muốn, bạn có thể sử dụng pin AAA để thay thế, mặc dù dung lượng bổ sung của AA làm cho nó nhiều hơn apt. Hơn nữa, mạch sẽ có thể hoạt động trên 4,5 V (1,5 V dòng trung tâm +3 V) hoặc 6 V (3 V dòng trung tâm +3 V) nếu muốn, mặc dù không cần thiết.

Khuếch đại tần số chọn lọc - sửa đổi quan trọng để thực hiện khuếch đại ở điện áp thấp hơn.

Bước 3: Giải thích và lý thuyết

Chúng tôi chọn sử dụng cấu trúc liên kết không đảo ngược của bộ khuếch đại làm cơ sở cho các tầng khuếch đại do trở kháng đầu vào cao và khả năng thích ứng dễ dàng cho việc lựa chọn tần số.

Xem Công thức 1.

Như chúng ta đã thấy, lợi ích trong thiết lập này chỉ có điều kiện dựa trên phản hồi. Nếu chúng ta chuyển đổi điều này như một cấu trúc liên kết vượt qua cao, độ lợi sẽ phụ thuộc vào phản hồi và tần số đầu vào theo một số sắp xếp tăng tốc. Hơn nữa, nếu mạch phản hồi của bộ lọc được tăng gấp đôi, thì cấu trúc liên kết sẽ áp dụng một loạt các mức tăng đáp ứng cho đầu vào và sau đó là một tập hợp các mức tăng đáp ứng khác.

Thiết lập này có thể vừa làm rõ thiết kế vừa cho phép khuếch đại định hướng / chọn lọc tần số nhiều hơn. Dưới đây là sơ đồ của sự sắp xếp như vậy với các công thức đưa ra kết luận thú vị. Cấu trúc liên kết này là một mấu chốt quan trọng được dựa vào bởi mạch vượt ổ đĩa cuối cùng sẽ kết hợp nó như một lõi chính nhiều lần để duy trì một mô hình hoạt động.

Để xem xét mọi thứ đơn giản hơn một chút, với một tần số f nhất định, chúng ta sử dụng Công thức 2 và Công thức 3.

Do đó, phương trình thực tế cho AGain ở một tần số cụ thể f là Công thức 4 được chia nhỏ hơn nữa để tạo ra Công thức 5 cuối cùng.

Rõ ràng điều này tương tự như việc bổ sung các phương trình đơn giản ở trên ngoại trừ độ lợi thống nhất vốn có của bộ khuếch đại là không đổi. Tóm lại, độ lợi đáp ứng tần số của mỗi chân cấu trúc liên kết phản hồi thông qua cao được kết hợp với nhau.

Mục đích của việc sắp xếp như vậy là để có được sự khuếch đại tín hiệu đầu vào đồng đều hơn trên dải tần số để ở các tần số cao hơn khi giảm độ lợi của OpAmp, chúng tôi có thể tạo ra độ khuếch đại nhiều hơn. Ở điện áp thấp, âm thanh có thể được bảo toàn thông qua các tần số thấp đó mặc dù khoảng âm không cao lắm.

Bước 4: Sơ đồ mạch

Bước 5: Giải thích mạch

SLG88103 / 4V tích hợp tính năng bảo vệ đầu vào bẩm sinh để ngăn chặn quá áp ở đầu vào của nó. Điốt bảo vệ bổ sung đã được thêm vào ở giai đoạn đầu của đầu vào ổ cứng để tăng thêm độ mạnh mẽ cho thiết kế.

Khuếch đại giai đoạn đầu hoạt động như một bộ đệm trở kháng cao giai đoạn đầu và khuếch đại ban đầu để chuẩn bị cho giai đoạn tăng tốc. Mức tăng là khoảng hai mặc dù nó thay đổi theo tần số. Ở giai đoạn này cần phải cẩn thận để đảm bảo rằng độ khuếch đại luôn ở mức thấp, vì bất kỳ độ khuếch đại nào ở giai đoạn này đều được nhân lên thành khuếch đại quá mức.

Tiếp theo đến giai đoạn tăng tốc, nơi tín hiệu sẽ trải qua mức tăng lớn, khuếch đại chọn lọc tần số một lần nữa đảm bảo rằng các tần số cao hơn nhận được mức tăng đó để khuếch đại nhất quán hơn và liên tiếp chúng tôi tạo ra sự cắt bằng cách sử dụng hai điốt ở chế độ dẫn điện thuận. Một bộ lọc thông thấp đơn giản tạo thành âm và điều này dẫn đến một chiết áp âm lượng đơn giản và một bộ đệm để điều khiển đầu ra.

Chỉ ba trong số các Bộ khuếch đại hoạt động trên bo mạch được sử dụng và một bộ còn lại cuối cùng được nối dây thích hợp theo “thiết lập thích hợp cho các OpAmps không sử dụng”. Nếu muốn, có thể sử dụng 2 x SLG88103V’S thay vì SLG88104V duy nhất.

Một diode phát ra ánh sáng công suất thấp cho biết trạng thái bật. Không thể phủ nhận tầm quan trọng của việc nó là một phiên bản công suất thấp do dòng điện tĩnh và công suất chạy của SLG88104V thấp. Công suất tiêu thụ chính từ mạch sẽ là đèn LED báo nguồn.

Trên thực tế, do dòng điện tĩnh 375 nA cực thấp nên việc cân nhắc công suất cho SLG88104V là rất nhỏ. Phần lớn tổn thất điện năng là thông qua các tụ điện thông thấp tách rời và điện trở theo bộ phát. Nếu chúng ta đo mức tiêu thụ hiện tại của dòng điện tĩnh của mạch hoàn chỉnh, thì hóa ra nó chỉ khoảng 20 µA, tăng lên tối đa khoảng 90 µA khi ghi-ta hoạt động. Điều này là rất nhỏ so với 2 mA được tiêu thụ bởi đèn LED và là lý do mà việc sử dụng đèn LED công suất thấp là bắt buộc. Chúng tôi có thể ước tính tuổi thọ trung bình của một pin kiềm AA duy nhất để tiêu thụ từ đầy đến 1 V là khoảng 2000 mAh * với tốc độ xả 100 mA. Một cặp pin mới tốt sản xuất 3 V sau đó sẽ có thể cung cấp trên 4000 mAh. Với đèn LED tại chỗ, mạch của chúng tôi đo được mức hút 1,75 mA, từ đó chúng tôi có thể ước tính hơn 2285 giờ hoặc 95 ngày sử dụng liên tục. Bởi vì Overdrive là những mạch đang hoạt động, Overdrive của chúng tôi có thể tạo ra "một cú hích" ở mức sử dụng dòng điện tối thiểu. Một lưu ý nhỏ, hai pin AAA sẽ có tuổi thọ bằng một nửa thời gian của AA.

Dưới đây là mô hình hoạt động của mạch tăng tốc này. Rõ ràng, như với bất kỳ bàn đạp nào, người dùng cần điều chỉnh cài đặt để tìm ra âm thanh phù hợp nhất với họ. Việc vặn âm trung và âm trầm của amp cao hơn âm bổng dường như mang lại âm thanh vượt trội thực sự thú vị cho chúng tôi (vì âm bổng trầm hơn). Sau đó, nó giống với kiểu âm thanh cổ điển ấm áp hơn.

Do gói SLG88104V nhỏ và tiêu thụ điện năng rất thấp, chúng tôi đã thành công trong việc tạo ra bàn đạp tăng tốc công suất thấp, ít cồng kềnh hơn và chỉ chạy bằng hai pin loại bút chì trong một khoảng thời gian dài.

Pin AA sẵn có hơn và có khả năng chúng sẽ không bị thay đổi trong suốt thời gian hoạt động của bất kỳ bộ phận làm việc nào, giúp bảo trì cực kỳ dễ dàng và thân thiện với môi trường. Hơn nữa, nó có thể được chế tạo với một số lượng nhỏ các thành phần bên ngoài, vì vậy nó có thể có chi phí thấp, dễ chế tạo và như đã nói trước đây, nhẹ.

* Nguồn: Biểu dữ liệu Energizer E91 (xem biểu đồ thanh), powerstream.com

Kết luận

Trong bài giảng này, chúng tôi đã xây dựng một bàn đạp tăng tốc điện áp thấp công suất thấp.

Ngoài việc xử lý quá trình xử lý tương tự cho IC tín hiệu hỗn hợp của GreenPAK và các chất bán dẫn kỹ thuật số khác, Điện áp thấp của Đường sắt đến Đường sắt của GreenPAK, OpAmp hiện tại thấp đã được chứng minh là hữu ích trong mạch tăng tốc. Chúng tự chủ trong nhiều ứng dụng khác và đặc biệt thuận lợi trong các ứng dụng nhạy cảm với nguồn điện.

Hơn nữa, nếu bạn quan tâm đến mạch điện đủ tốt để lập trình thiết kế vi mạch của riêng bạn, vui lòng tải xuống phần mềm GreenPAK của chúng tôi hữu ích cho các thiết kế như vậy hoặc chỉ cần xem các Tệp thiết kế GreenPAK đã hoàn chỉnh có sẵn trên trang web của chúng tôi. Kỹ thuật thậm chí có thể dễ dàng hơn, tất cả những gì bạn cần làm là cắm Bộ phát triển GreenPAK vào máy tính của bạn và nhấn vào chương trình để tạo vi mạch tùy chỉnh của bạn.