「電路分享」電吉他用次諧波低音變換器

次諧波低音發(fā)生器是吉他的發(fā)聲裝置。它發(fā)出的聲音看起來很像低音吉他的聲音。倍頻程發(fā)生器有時(shí)是相當(dāng)不尋常的，因?yàn)樗划a(chǎn)生任何通常的著色方式，如濾波或失真。相反，分頻系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出頻率是輸入頻率的一半，而第四個(gè)頻率是輸入頻率的一半。也就是說，它產(chǎn)生的頻率比輸入頻率低一個(gè)和兩個(gè)倍頻程，然后與輸入信號(hào)混合。為了使這個(gè)裝置正常工作，電路必須比我們最初預(yù)期的要復(fù)雜一些，原因如下。然而，雖然電路的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但它產(chǎn)生的聲音輸出非常好。該裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)是踏板式的，允許您激活或中斷腳部效果。電路產(chǎn)生的兩個(gè)信號(hào)各自有獨(dú)立的放大控制，因此它們可以在任何期望的電平與原始信號(hào)混合。

所需要的只是兩個(gè)串聯(lián)的兩個(gè)分離電路，它們與輸入信號(hào)一起饋電，它們的輸出信號(hào)與原始輸入信號(hào)混合。在實(shí)踐中，由于幾個(gè)原因，這將無法正常工作。

首先，必須對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行方脈沖處理，這是數(shù)字分頻電路可靠工作的必要條件。

第二，分裂電路的輸出信號(hào)是方形的，因此會(huì)有許多強(qiáng)諧波，所以產(chǎn)生的聲音看起來不像低音中的任何東西。

第三，由除法產(chǎn)生的信號(hào)沒有原來的大寬度，這種寬度受到平滑的阻尼，但是呈現(xiàn)為原始信號(hào)的外觀，繼續(xù)以相同的振幅繼續(xù)，并且當(dāng)音符到達(dá)不能激發(fā)的點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)在電路丟失。

這就產(chǎn)生了第四個(gè)也是最后一個(gè)問題。也就是說除數(shù)不會(huì)切斷“純”信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)下降到可以導(dǎo)致它的電平以下時(shí)，幾乎肯定會(huì)產(chǎn)生不需要的脈沖。這將產(chǎn)生強(qiáng)烈的“咔嗒”和嗡嗡聲，聽起來比吉他緩慢關(guān)閉的音符強(qiáng)得多。

該電路的設(shè)計(jì)使其不存在任何這些缺陷，其工作方式在下面的框圖中進(jìn)行了說明。

輸入信號(hào)供給混頻器和放大器。放大后的信號(hào)被驅(qū)動(dòng)到觸發(fā)電路中。如果輸入信號(hào)的寬度大于規(guī)定的閾值電平，則觸發(fā)電路的輸出被引導(dǎo)到高邏輯電平

觸發(fā)電路引入了一個(gè)大滯后，這意味著將觸發(fā)電路的輸出切換到邏輯“1”的輸入信號(hào)電平遠(yuǎn)高于允許其返回邏輯“0”的輸入信號(hào)電平。對(duì)給定的輸出信號(hào)中可能存在的不規(guī)則或不規(guī)則的輸出信號(hào)，有助于消除這種不規(guī)則的輸出信號(hào)的問題。下圖解釋了滯后如何為我們提供這個(gè)結(jié)果，

尤其是當(dāng)吉他發(fā)出的信號(hào)幾乎為零的時(shí)候。觸發(fā)電路的結(jié)果是分頻器的輸出信號(hào)完全突然切斷，但這并不總是能保證當(dāng)輸入信號(hào)熄滅時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)很少的隨機(jī)輸出脈沖，它下降到一個(gè)不能驅(qū)動(dòng)電路的水平。

觸發(fā)電路驅(qū)動(dòng)兩個(gè)除數(shù)。它們一個(gè)接一個(gè)地連接起來，產(chǎn)生比原始輸入信號(hào)低一個(gè)和兩個(gè)倍頻程的信號(hào)。兩個(gè)子相乘的信號(hào)與每個(gè)信號(hào)的期望電平混合，合成信號(hào)被引入有源低通濾波器。

為了確定這個(gè)濾波器的截止頻率，我們不得不做出妥協(xié)。如果我們?cè)O(shè)置一個(gè)高的截止頻率，它會(huì)給我們一個(gè)高的諧波輸出，最后的聲音會(huì)聽起來不正常，如果頻率太低，當(dāng)吉他產(chǎn)生其音階的最高音符時(shí)，結(jié)果將是分頻器的輸出頻率嚴(yán)重下降。在最初，250赫茲的頻率是被選擇的，但是你可以，如果你愿意的話，只要改變?nèi)齻€(gè)電阻的值就可以了。

濾波后的信號(hào)被驅(qū)動(dòng)到電壓控制放大器（VCA）。它的放大率與控制電壓成正比，控制電壓隨吉他產(chǎn)生的信號(hào)的振幅而變化。因此，壓控放大器（VCA）為亞倍頻環(huán)境和吉他提供了一個(gè)自然的形狀，具有銳利的仰角和柔和的阻尼?？刂齐妷菏峭ㄟ^放大輸入信號(hào)的一部分來獲得的，然后對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整流，使我們得到一個(gè)與輸入信號(hào)的振幅完全成比例的恒定電壓。

實(shí)際上，子倍頻的包絡(luò)與輸入信號(hào)并不完全相同，這并不重要，我們認(rèn)為它相當(dāng)有利，因?yàn)樽颖对鲂盘?hào)聽起來與輸入信號(hào)略有不同。這有助于創(chuàng)造一種錯(cuò)覺，即“低音”來自一個(gè)單獨(dú)的樂器。環(huán)繞電路的重要聲學(xué)效應(yīng)是，當(dāng)分頻器輸出時(shí)，次倍頻衰減到聽不到的電平。即使這些級(jí)的輸出不能完全切斷，也沒有問題，因?yàn)閷⒊霈F(xiàn)在分路器輸出端的隨機(jī)脈沖將聽不到。

VCA放大器具有非常高的輸出阻抗，通過隔離放大器連接到第一混頻器的第二輸入端。

包絡(luò)調(diào)制電路部分如下圖所示

輸入混頻器IC1，是一種基于LF351升壓放大器的普通放大器。整個(gè)裝置由一個(gè)簡(jiǎn)單的9V電源供電，這比雙對(duì)稱電源要好。與C4隔離的電阻R3和R4形成一個(gè)與饋電線路并聯(lián)的分壓器，它為我們提供IC1和A1非逆變輸入的偏置電壓。

輸入放大器由A1和與其相連的元件組成，是一個(gè)簡(jiǎn)單的逆變放大電路，其電壓放大約為40db，其由電阻R5和R6的比值決定。電阻器R5在100K左右定義放大器的輸入阻抗，與電阻器R2一起定義混頻器在100K的輸入阻抗，R25定義56K時(shí)包絡(luò)的阻抗模阻抗，給出整個(gè)電路具有適當(dāng)?shù)母咦杩梗s25K，連接功率放大器A2，作為一個(gè)典型的施密特型觸發(fā)電路，具有R8提供的正反饋和遲滯特性。

分割步驟出現(xiàn)在IC3中，IC3是七個(gè)CMOS類型4024BE的數(shù)字除數(shù)器。此集成電路只使用前兩個(gè)步驟，其他步驟被忽略。當(dāng)然，可以使用更多的IC3輸出，并通過混頻器中的電壓提升電路驅(qū)動(dòng)它們，但這不會(huì)給我們帶來任何顯著的改善，因?yàn)檩敵龊偷谌龑邮窃趤喡晫W(xué)區(qū)域，除非當(dāng)最高的音符在吉他上演奏。

端子2是IC3復(fù)位輸入，通過R9接地，使分?jǐn)嚯娐氛９ぷ鳌Ｈ欢?，每?dāng)按下腳踏開關(guān)S1時(shí)，零輸入將被引導(dǎo)到一個(gè)高電平，這將切斷分頻器，從而為您提供一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來放置或消除音效。電位計(jì)P1和P2控制兩個(gè)信號(hào)的強(qiáng)度和低于基本輸入頻率的倍頻程。它們連接到另一個(gè)加法混頻器，A3的電壓升壓系數(shù)遠(yuǎn)低于輸出的每個(gè)輸入單元。這種低放大是必要的，因?yàn)槊總€(gè)輸入信號(hào)的峰間電壓電平（Vpp）大于在其輸出A3處能夠輸出的電壓電平。

A4左右形成的低通濾波器是第三類，相當(dāng)常見。它具有18dB/倍頻程梯度，截止頻率約為250Hz。通過改變電阻值R15到R17，可以很容易地改變這個(gè)頻率。頻率與電阻值成反比。例如，如果你想加倍，電阻的值必須減少到圖紙上給出的值的一半。

在環(huán)繞電路中，IC7是一個(gè)電壓放大器，它的放大倍數(shù)可以通過P3在零（0dB）和大約25dB之間改變，以獲得最小和最大電阻。這使得電路可以在擴(kuò)展的輸入站區(qū)域內(nèi)工作，有必要將P3設(shè)置為適當(dāng)?shù)碾妷悍糯蟆O低的放大倍數(shù)會(huì)導(dǎo)致電路輸出信號(hào)電平不足，而高于正常值的放大則會(huì)使輸出信號(hào)保持較長(zhǎng)時(shí)間。二極管D1和D2使信號(hào)重新計(jì)算，而C12平滑產(chǎn)生的連續(xù)電壓。

電路的攻擊時(shí)間和衰減時(shí)間都很小，因此包絡(luò)電路對(duì)輸入信號(hào)電平變化的響應(yīng)盡可能直接，但是我們避免了使它們太小，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的失真。電流互感器（CTA）為控制電壓的電流互感器。雖然地方政府與普通功率放大器（包括差分輸入）有一些共同的特點(diǎn)，但也有一些不同之處。

其中最重要的是傳感器（CTA）主要起電流放大器的作用，而不是電壓放大器的作用。因此，輸出電流由差動(dòng)輸入電流控制。還有一個(gè)放大器的輸入極化（在我們的例子中是引腳5），CTA的放大是由提供這個(gè)輸入的極化電流決定的

事實(shí)上，放大率與極化電流成正比。在大多數(shù)情況下，用功率放大器而不是電壓來操作電路要簡(jiǎn)單得多。幸運(yùn)的是，通過在輸出端添加串聯(lián)輸入電阻和負(fù)載電阻，將電流升壓函數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓放大函數(shù)，在我們的電路中，這兩個(gè)電阻分別是R21、R22和R20。電阻器R18和R19是輸入偏置電阻器。

功率傳感器（CTA）具有很高的輸出阻抗，尤其是在低控制電流下工作時(shí)，因此IC6作為低輸出阻抗的去耦級(jí)。IC6的輸出導(dǎo)致階躍混合IC1的反向輸入。

諧波發(fā)生器由9V電池供電。這種電源相當(dāng)經(jīng)濟(jì)，因?yàn)殡娐分幌?mA的電流。S2開關(guān)位于SC2輸入插座的插座內(nèi)。因此，設(shè)備只為SK2插座中的吉他輸入插座供電，而電源從插座中出來時(shí)斷開。實(shí)際上，SK2插座有兩個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)，我們忽略了不需要的觸點(diǎn)。

除電位計(jì)、開關(guān)、插頭和電池以外的所有組件都安裝在下圖所示的板上。

注意IC3，因?yàn)樗且粋€(gè)MOS配件，所以一定要把它放在一個(gè)14針的DIL底座上，即使所有其他配件都直接粘在電路板上。當(dāng)然要照顧好IC3，采取一切必要的預(yù)防措施。

D1和D2段落是德語，因此很敏感。它們對(duì)熱敏感，對(duì)靜載荷不敏感。當(dāng)你把它們粘在板上進(jìn)行正確的焊接時(shí)，確保它們的溫度不要超過絕對(duì)必要的溫度。

沒有什么比建造IC5和IC6有不同的方向和另一個(gè)集成。在這一階段，您必須將電纜焊接尖頭放在電路板上，以便將來連接各種非車載組件。

要使用的盒子是鑄造的，除了對(duì)電網(wǎng)和其他寄生蟲的電噪聲有很好的屏蔽作用外，它對(duì)機(jī)械應(yīng)力也有很強(qiáng)的抵抗力，這在帶有腳踏開關(guān)的建筑中是必要的，如果你想使用它，它就會(huì)溶解。在這種結(jié)構(gòu)中，箱體是倒置的，其可拆卸的一側(cè)是底座。開關(guān)S1被放置在箱體的上側(cè)，而電位計(jì)和連接器插座則并排放置在起正面作用的一側(cè)。

這些電纜都不需要屏蔽。所以你更喜歡用一個(gè)普通的電纜或磁帶帶，他們做的案件。完成布線后，將電路板放入帶有四個(gè)導(dǎo)板的盒子中，以便牢固地連接。需要小心地將驅(qū)動(dòng)器刮到箱子里。

板放置在靠近盒子底部的地方，材料一側(cè)朝向底座。我們建議您用幾片自粘絕緣材料或膠帶覆蓋底座內(nèi)部，以避免任何意外短路和端子接觸盒內(nèi)部。

如上所述，只要用屏蔽電纜連接到吉他上的插頭插入SK2插座，并且是普通類型，發(fā)電機(jī)就開始自動(dòng)運(yùn)行。每次停止使用本機(jī)時(shí)，請(qǐng)從SK2插座上拔下插頭，以節(jié)省電池電量。SK1插座的輸出通過第二根屏蔽電纜連接到放大器，該電纜的末端有一個(gè)通用型插頭

通過將電位計(jì)P3定位在行程的中間，設(shè)備必須工作良好，而P1和P2則可以調(diào)整次諧波信號(hào)的電平。幾次嘗試失敗后，您將能夠達(dá)到P3的正確設(shè)定值。如果你把它從順時(shí)針方向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，它會(huì)大大削弱次諧波信號(hào)，即使你把P1和P2幾乎轉(zhuǎn)到它們行程的最大值。

如果您將P3朝時(shí)鐘指示器的方向過度轉(zhuǎn)動(dòng)，低頻（次諧波）信號(hào)將被過度放大，并在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)失真。在任何情況下，P3的最佳設(shè)置是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的位置，在該位置，次諧波的信號(hào)不會(huì)變形，也不會(huì)突然切斷（即，它們溫和而自然地熄滅）。然而，不幸的是，它的精確設(shè)置非常關(guān)鍵。

該單位將正常工作與大多數(shù)類型的吉他磁鐵，雖然那些類型有一個(gè)非常低的輸出電平，它可能需要使用一個(gè)前置放大器，以獲得真正好的音頻效果。

低音音效的最佳效果是當(dāng)你把P3調(diào)到最小值，P1朝著路徑的盡頭，這樣信號(hào)只會(huì)有二次諧波（比原信號(hào)低兩個(gè)倍頻程）。第一次諧波的信號(hào)（比原始輸入信號(hào)低一個(gè)倍頻程）并沒有賦予低音的任何特殊特征，而是提供更豐富的最終音頻效果，并用于使效果更好。

電阻器：
R1, R2, R5, R23 = 100K
R3, R4, R9 = 4R7
R6 = 10M
R7, R20, R21 = 15K
R8, R14 = 47K
R10, R11 = 10K
R12, R13 = 220K
R15, R16, R17 = 39K
R18, R19 = 220
R22 = 22K
R24 = 3R3
R25 = 56K
P1, P2 = 47K potentiometers
P3 = 1M trimer
P4-220K電位計(jì)

電容器：
C1, C4 = 100μf / 10V
C2 = 10μf / 25V
C3, C12, C13 = 1μf / 63V
C5 = 470μf / 10V
C6 = 100n
C8 = 33n
C9 = 47n
C10 = 3n3
C11 = 330n

半導(dǎo)體：
IC1 = LF351
IC2, IC4 = 1458C
IC3 = 4024BE (CMOS)
IC5 = CA3080E
IC6, IC7 = 741C
D1, D2 = OA91