[audio] Distorsionseffekt med mjuk klippning

[psynoise]

Efter inspiration från The_MorMors tråd Bas OverdrivePedal utav LM741 fick jag en ide om att reglera distorsionen på ett annorlunda sätt. Istället för att klippa av signalen hårt över en viss spänningsnivå tänkte jag att det kunde vara trevligt att kunna reglera dämpningen likt en studiokompressor. Dock är denna konstruktion mycket enklare än en studiokompressor och borde kunna byggas enkel in i en effektbox.

Kopplingen bygger på en vanlig inverterandeförstärkarkoppling med en operationsförstärkare. När utsignalen Vs är tillräckligt hög för att dioderna D1 och D2 ska börja ledda minskar förstärkningen med att R1 kopplas parallellt med R2. Hur hårt man vill dämpa signalen varieras genom att välja värde på R1.

Efter simulering i Qucs med olika resistorvärden på R1 gavs följande utsignaler.


EDIT:
Qucs-filer för simulering (tar.bz2)

[grym]

påminner en hel del om en mjukklippare jag gjorde till dom stora slutstegen jag hadde en gång i tiden

men jag hadde flera steg , om jag inte mins helt fel så 5 par dioder , så att förstärkningen sjönk mer och mera ju högre spänning man hadde, man kunde få väldigt vettiga vågformer , annvände pottar så man kunde ställa allt så att själva slutsteget inte klippte hårt, men att man kunde få ut nästan full effekt

[psynoise]

Man skulle ju kunna parallellkoppla fler resistorer med olika antal dioder i serie för att få en ännu mjukare dämpning. En zenerdiod i serie med varje diod borde också fungerar för att få olika trösklar. Dock är nog inte detta särskilt intressant som musikeffekt.

[JimmyAndersson]

Trevlig idé!
Det här är ett sånt där schema där man inte kan låta bli att exprimentera.
Jag har suttit i nästan en halvtimma och ändrat motstånd, lagt till dioder, bytt diod-typer och provat olika frekvenser. Det går att göra en massa kul.

Jag skulle nog även låta R2 och kanske R3 vara potar.
Sedan kanske en justerbar förstärkning på slutet, så inte signalen blir allt för tyst vid kraftig dämpning.
Vill man laborera vidare så kanske det vore kul med ett filter i serie med diod-paketet.
Då kan man välja att t.ex bara avrunda de högsta frekvenserna.

[psynoise]

Roligt med fler ideer. Gör man R3 variabel får man effekten av en vanlig distorsionseffekt. En förstärkare på utgången borde också vara lämpligt för att anpassa signalen mot övrig utrustning.

[psynoise]

Har gjort en första skiss till prototyp, schema finns här i svg-format.

En differentialförstärkare på ingången kring U1.

Overdrive-förstärkning samt dämpning av insignal regleras med R6.

Dämpning vid överspänning regleras med R9.

Förstärkning eller dämpning av utsignal sker kring U3 och regleras med R14.

Vill man inte ha en balanserad utgång hoppar man över den inverterande förstärkaren kring U4 och dess efterföljande filter.

[JimmyAndersson]

Jag ser inget konstigt, men däremot är jag nyfiken på några saker:
Varför högpassfiltren (C3+R5) efter U1 och bandpassfiltren (C4+R18 + R19+C5 med sina tvillingar) på slutet?
Skulle man inte kunna plocka bort det ena bandpassfiltret och flytta det andra till efter U3 (där R15 är anslutet), och på så sätt spara in två motstånd och två kondingar?


Personligen så gillar jag att du (fas)vänder signalen rätt igen med U3.
En del brukar inte bry sig om signalen blir fasvänd, men jag föredrar att ha fasen likadan före och efter en ljudburk. Då slipper man konstiga effekter som att volymen minskar (eller att det rent av blir tyst) när man parallellkopplar en ren signal med ljudburken.

När det gäller bilden högst upp i ditt inlägg så syns den inte pga detta.

[psynoise]

Högpassfiltret med C3 och R5 är där endast för att tabort eventuella likspänningar och ska ha en väldigt låg brytfrekvens.

Bandpassfiltren på utgångarna har två uppgifter. Högpassfiltren ska ta bort eventuella likspänningar som varje operationsförstärkare i kopplingen kan ha bidragit med. Lågpassfiltren ska dämpa RF-störningar då dessa även kan krypa in via utgången och inte bara ingången.

Angående fasvändning har jag samma uppfattning. Man vet aldrig hur man kopplar sin apparatur i en studio och en krets borde vara så kompatibel som möjligt.

Skulle man inte kunna plocka bort det ena bandpassfiltret och flytta det andra till efter U3 (där R15 är anslutet), och på så sätt spara in två motstånd och två kondingar?

Vill helst dämpa alla störningar direkt vid ingången, eller ännu bättre utanför apparaten, då dessa frekvenser sprider sig över ledningsbanor när dom väl kommit in i apparaten.

[AndersG]

Samma effekt kan fås genom att köra en 4069UB i den linjära regionen.

[psynoise]

Har inte riktigt koll på MOSFETs men resistansen Rds mellan drain och source borde vara beroende av spänningen Vgs mellan gate och source. Om nu Rds är proportionell mot Vgs borde man få en kompression av signalen beroende på hur man har kopplat.

[AndersG]

Om man använder en obuffrad hex-inverterare som "opamp" så får man en ganska angenäm "rörklippning" i allafall.

[psynoise]

Tack för tipset, ska skicka med några 4069UB i nästa Farnell-beställning för att kunna mäta lite. Men som "opamp", ska jag återkoppla utsignalen då?

[AndersG]

Jo. Nu var dethär något jag labbade med på 70-talet. Skall kolla om jag hittar schemat, men om jag minns rätt så var det ca 47k i serie med ingången och 470k mellan in och utgång.

Edit: Gå till biblioteket och kika i Radio & Television 12/1978, 9/1977. Hittade annars ett schema på en buffertförstärkare vi satte in i en Fenderbas... Skall ta ett foto av detta.

[psynoise]

Kunde inte hålla fingrarna borta från 4069UB så det blev en snabb simulering med MOSFETs. Utan någon återkoppling fick jag följande utsignal Vo.

Dock ska det poängteras att denna koppling inte fungerar med diskreta transistorer då T1 och T2 måste vara lika.