Elektroniikka ja soitinrakennus ›

Kiitos itsellesi! Teit niin hyvän pohjatyön, että siitä oli helppo jatkaa ja “loksauttaa puuttuvat palaset paikoilleen”. Tässä on itsellekin auennut yksi jos toinenkin asia ihan uudella tavalla. Nyt kun kerran aloitettiin, niin olisi varmasti myöskin ihan opettavaista yrittää analysoida tuon DS-1:sen lohkojen toimintaa tarkemmin. Minun tulkinnoissani on todennäköisesti virheitä ja aivan varmasti aukkoja, joten virheet saa korjata aukot täyttää. :) Tekstissä olevat siteeraukset ovat Andreasin sivuilta.
 
(Tein muuten pienen editin tuohon edellisen kirjoitukseni loppuun).
 
---------------
 
DS-1:nen voidaan jakaa viiteen lohkoon: input-bufferiin, output-bufferiin, kytkentä-piiriin, käyttöjännite-piiriin ja itse efektiin.
 
- Input-bufferi alkaa R1:sestä ja päättyy C2:seen.
 
“In a buffer application (with equal gain in and out), the output signal is kept at the same level as the original signal. In either case, the original signal is lost forever - the transistor emits a more sturdy, low impedance copy of it, while it also disconnects the original signal's source from whatever follows the transistor output.”
 
Minun käsittääkseni R1:sellä tehdään tulosignaalin impedanssin muunnos – Signaali on 1k ohmin systeemissä transistorin kannalle tullessaan. C1:nen on DC-plokki. Se katkaisee mahdollisten DC-jännitteiden pääsyn eteenpäin. R2:sen ja R3:sen avulla määritellään transistorille toimintapiste (biasointi). Tässä tapauksessa tarkoitus ei ole vahvistaa signaalia vaan “kopioida” se sellaisenaan emitterille. Alkuperäinen kitarasignaali ei siis vaikuta enää emitteristä eteenpäin. Vähän Andreaksesta miedompaa ilmausta käyttäen – Emitteristä eteenpäin siirtyy “käsitelty” signaali (a more sturdy, low impedance copy). C2 on jälleen DC-plokki. Se suojaa seuraavia “lohkoja” mahdollisilta DC-jännitteiltä.
 
- Output-bufferi on C13:sta ja R20:sta oikealle jäävä osa. C13 ja C14 ovat DC-plokkeja. R20, R21 ja R22 liittyvät transistorin biasointiin.
 
Output-bufferissa efektoitu signaali “kopioidaan” jälleen emitterille ja R23:lla määritellään lähtevä signaali 100k ohmin impedanssiin. Muistaakseni muutkin efektivalmistajat suosivat 100k ohmia pedaalin lähtöimpedanssina. Ainakin Digitechin pedaalien spekseissä olen vastaavan arvon nähnyt. Tästä herääkin kysymys – Miksei pedaalista lähtevää signaalia muunneta 250k ohmin systeemiin? Miksi bufferoidun efektilähdön impedanssin halutaan olevan 100k eikä esimerkiksi 250k? Luulenpa ettei kitaran volume-potikankaan arvoksi ole sattumalta valittu 250k. Tämä asia on minulle pienoinen mysteeri...
 
-Kytkentä-piiri (FET (electronic) switching) on Q8:n, Q7:n ja Q6:n väliin jäävä alue R4 ja R5 mukaanlukien. Kyseisen “flip-flop”-piirin toiminnan analysoimiseen ei minun tietämykseni riitä. Lähtökohta on kuitenkin se että C2:selle saapuessaan signaalilla on kaksi mahdollista kulkureittiä – Joko C2:selta C3:selle tai C2:selta bypass-kulkureittiä output-bufferille. Palautuvan ON/OFF kytkimen painalluksesta fettipiiri (“flip-flop” piiri) vaihtaa tilaansa, valiten halutun kulkureitin signaalille.
 
Bypass-kulkureitti on tosiaankin vain polku fetiltä fetille – Q8:lta ja Q6:lta on suora yhteys Q7:lle. Tuosta näkee helposti myös sen että signaali kulkee bufferipiirien kautta, oli efekti sitten päällä tai ei. Kun efekti on päällä signaali kulkee ensin input-bufferiin, siitä C3:selle itse efektin sisääntuloon ja efektin lähdöstä (volume potikka) output-bufferiin. Kun efekti ei ole päällä signaali kulkee ensin input-bufferiin, siitä Q8:nja Q6:n n kautta Q7:lle ja Q7:ltä output-bufferille.
 
Tähän väliin on sopiva heittää FETti kytkennän edut pähkinänkuoressa:
 
“First of all, the switching is completely silent, without any clicks or pops. Second, both input and output is buffered, to keep the impedances constant - the signal "looks" the same to the amp, regardless of if the pedal is bypassed or active.”
 
Luulenpa keksineeni selityksen, miksi elektroninen kytkentä, tosiaankin, on hiljainen – Ensinnäkin, signaalilla ovat kummatkin kulkureitit kokoajan “päällä” ja ON/OFF-kytkimeltä tuleva “hiljainen” ohjauspulssi valitsee halutun reitin. Toiseksi, “alkuperäinen” signaali on kytkentäoperaation “ulottumattomissa”. Ero on suuri verrattuna siihen, kun ajattelee että DPDT kytkimellä “runnotaan” alkuperäinen” signaali mekaanisesti halutulle reitilleen. Tuon Andreaksen sivuilla olevan lohkokaavion MUTE-lohko ei siltikään ole ainakaan minulle yksiselitteinen. Minun tulkintani mukaan sillä saatetaan viitata bufferipiirin “vaimentavaan” ominaisuuteen tai sitten fettipiirin toimintaan. Tai sitten noihin molempiin...
 
- Käyttöjännite-piiri on D1:sen ja C15:toista väliin jäävä alue. Tuon lohkon voisi siirtää sellaisenaan johonkin omaan projektiin. Minun tulkintani mukaan samalla kytkennällä voitaisiin jakaa suurempiakin käyttiksiä, esim. 18V -> 9V. En tosin ole varma tuosta...
 
Onko sinulla tietoa, minkä vuoksi noista jänniteistä on vedetty polaarinen konkka maihin? Tuon diodin tarkoitus on myöskin epäselvä minulle...
 
-Efekti, “äänensärkijä”
 
Mainitsit yhdessä toisessa ketjussa modanneesi DS-1:sen. Kuulisin mielelläni juttua tuosta projektista!
 
---------------
 
Yhteenveto:
 
Mikäli laskin oikein niin itse “äänensärkijän” toteutukseen on käytetty 30 komponenttia, käyttöjännite-lohkoon 4 komponenttia ja bufferointiin sekä kytkentä-piiriin 42 komponenttia.
 
FET (electronic) switching:in ja bufferoinnin toteutus vievät siis yhteensä 42 komponenttia! Luvut puhukoot puolestaan.
 
Tähän loppuun on hyvä siteerata Andreasta:
 
“For a big-time manufacturer it is much cheaper to include the extra components in the pcb design, and control the switching via a dead-cheap tactile switch, than to install a big mechanical switch that needs to be hand-soldered.”
 
Tuo pitää varmasti paikkansa kun pedaaleja lähdetään massatuottamaan ja komponenttivalmistalta tilatut erät ovat tähtitieteellisen suuruisia. Näin tee-se-itse miehen näkökulmasta sitä maksaa mielellään hieman enemmän kytkimestä. ;)