BSS elektronika - Gitár torzító

Gitár torzító

Az alábbi jelalak ábrákon jól követhető a bemenetre adott szinusz jel formaváltozása. A mérések a P₃ – P₄ középállásában lettek felvévea P₁(max. pozíció) és a P₂ (min. pozíció) kivételével. A T₅ emitterén 28 mV mérhetõ a P₃ középállásában.

A kimeneti amplitúdó megnövelhetõ a P₂ trimmer potenciométer csuszkájának a T₄ kollektora felé közelítésével az igénynek megfelelően. A P₂ csuszkáját a T4 kollektora felé csavarva maximálisan. a T5 emitterén 1300 mV (!!) mérhető a P3 középállásában ez több mintami kell. A kimeneti amplitúdó beállítását minden esetben az R₁₁ lábátólkezdjük.

A torzító frekvencia jelleggörbéje:

Emelt magas (vágott mély):

Emelt mély (vágott magas) hang:

A torzító áramkörének működése:

A kapcsolási rajzon a legelső torzítók egyikének módosított változatát láthatjuk (Fuzz-Face), amelyet még a hatvanas években dolgoztak ki. Az eredeti kapcsolás két germánium tranzisztorral hangszínszabályozó nélkül két potenciométerrel volt kivitelezve jól taposható alumínium dobozban. Jellemző példa ere a „Marschall” cég által gyártott torzító. A potenciométerek közül az egyik a kimeneti amplitúdót a másik a torzítási küszöböt szabályozta. Hogy még mindig népszerű, az annak köszönhető, hogy egyszerű kapcsolás technikája ellenére kimondottan komoly hangzást produkál, amelyet sok mai korszerű alkatrészekből felépített torzító alig tud utolérni. Az eredeti kapcsolás technikát megtartva a torzító ki van egészítve - egy előerősítővel (T2) a T1 – T5 tranzisztorokkal, amelyek impedancia illesztő szerepet töltenek be és egy Big muff típusú egyszerű hangszínszabályozó fokozattal, valamint a P2 – R10 – R12 ellenállásokkal. A bemenetre adott gitár jel a C1 – R2 – C2 aluláteresztő szűrőn – melynek feladata az RF zavarok távoltartása - valamint a C3 47 nF – os kondenzátoron keresztül kerül a T1 bázisára, amely kb. Zbe = 1 MΩ – os impedancián fogadja. A T1 erősítése egységnyi (0, 9 x) így az emitterén a bemenő jellel közel azonos nagyságú és fázisú jel jelenik, meg ahonnan a C4 150 nF – os kondenzátoron keresztül csatlakozik a T2 bázisára.

A T2 erősítése az adott áramköri elemekkel és a T3 kb. 40 KΩ – os bemeneti impedancia terhelése mellett 1000 Hz / 1 mV – os szinusz jel esetén 7x – es (16, 9 dB). A kis erősítés az emitter körben található R5 nagy értéken tudható be.
A táblázat - különböző R5 értéknél mutatja meg a T2 fokozat erősítését (Ube= 1 mV) 40 KΩ – os terhelő impedancián:

R5	100 Ω	200 Ω	300 Ω	500 Ω	700 Ω	1000 Ω	1500 Ω
Au	45x	29x	22x	17x	10x	7x	4x

A T2 tranzisztor kollektor és bázis körében található D1 – D2 – C5 – R17 komplexum, egy jelvezérelt negatív visszacsatolás, amely a jel növekedésével a tranzisztor erősítését csökkenti - a germánium diódák nyitnak és exponenciális feszültségfüggő erősítés szabályozást, végeznek - így a fokozat egy bizonyos fokú dinamika kompresszió, hatással rendelkezik. A következő táblázat - különböző bemeneti jel függvényében a T1 erõsítését szemlélteti.

U be

10mV

20mV

50mV

100mV

200mV

300mV

500mV

U ki T2 kollektor

69mV

123mV

186mV

212mV

234mV

242mV

240mV

6,9x

6,15x

3,72x

2,12x

1,17x

0,8x

0,48x

A jel alakja

Szinusz

Enyhén vágott

A T2 tranzisztor kollektorán megjelenõ vágott jel – nagy bemeneti amplitúdó esetén. A jel tetõesése a nagyobb frekvenciák erõsítés csökkenését érzékeli, amelyet a C5 okoz.

Ennek az erősítés változásnak vagy kompressziónak (sustain) nagy szerepe van a megpengetett hang kitartására nézve. A T2 kollektorából a felerősített jel a C6 - R7 elemeken keresztül kerül a tulajdonképpeni - T3 – T4 tranzisztorokkal felépített vágó vagy torzító – áramkörre. Lényegében a T3 – T4 egy kétfokozatú galvanikusan csatolt nagy erősítésű feszültségerősítő, melyet a bemenő jel túlvezérel és ennek következtében a T4 kollektorán közel ideális 3, 8 – 4 V – os meredek fel – lefutási idővel rendelkező lapos tetejű felharmonikusokban igen gazdag négyszög jel jelenik meg. Lecsengő hangokra – mint amilyen a gitár jele – az erősítő a következőképpen reagál. A bemenő jel amplitúdójának csökkenésével csökken a négyszögjelek fel – lefutásának meredeksége és végül visszanyeri eredeti alakját. A fokozat erősítése és egyben a torzítás a P1 potenciométerrel szabályozható oly módon, hogy a C8 a T4 emitter ellenállását (amely egy soros váltakozó áram visszacsatolást létesít) – lényegében ez a P1 – áthidalja a P1 csuszkája segítségével vagy nem. Ennek következtében a váltakozó áram visszacsatolás, csökken vagy növekszik, s így az erősítést (torzítást) az igénynek megfelelően széles határok közt lehet szabályozni a P1 potenciométerrel.

A T3 – T4 fokozat erõsítése a P1 max. felcsavart állásában 1000 Hz / 1 mV – os bemeneti jelet adva a C6 100 nF – os kondenzátorra a T4 kollektorán 639 mV – os torzítatlan szinusz jelt mértünk ez 639 x – es (56, 1 dB) erõsítésnek felel meg. A P1 minimális állásában a fenti adatokkal a kollektoron 41 mV – ot mértünk ez 41x – es (32, 2 dB) erõsítésnek felel meg. Az erõsítés mértékét a T4 kollektorában található 5 KΩ - os trimmerpotenciométer csuszkájának a helyzete kis mértékben megváltoztatja mivel a kollektort a hangszínszabályozó bemeneti impedanciája, terheli.

A trimmerpotenciométer két véglete közt az erõsítés 634 és 675x – õs érték között változott. A fenti mérési eredmények a trimmer valamint a P3 – P4 középállásában lettek felvéve. A fokozat stabil mûködését két egyenáramú negatív visszacsatolás biztosítja, amelyet az R10 – R12 biztosit. Az R12 növelése vagy csökkentése nagymértékben befolyásolja az erõsítést a P1 max. helyzetében. A következő táblázatban megadjuk a T3 – T4 fokozat erősítését az R10 - R12 különbözõ értékeinél:

R12	100 KΩ	200 KΩ	300 KΩ	500 KΩ	1 MΩ	2 MΩ	3 MΩ	∞
R10	500 Ω	500 Ω	500 Ω	500 Ω	500 Ω	500 Ω	100 Ω	0 Ω
Au	155x	268x	354x	475x	639x	769x	1760x	2400x

A fenti adathalmaz csak addig igaz, amíg az erõsítõ a bemeneti jel hatására túl nem vezérlõdik. Ez az adott T3 – T4 munkapont bealításban a P1 max. helyzetében kb. 6 –7 mV nál következik be. Ennek tudatában volt a T2 erõsítése hétszeresre választva, hogy még 1mV os gitárjelet is még képes legyen torzítani. Egy kicsit túlzás, de a P1 segítségével ez az érzékenység akár mikor lerontható. Túlvezérlés esetében az erõsítés megváltozik, de a torzító mûködésében hangzásában zavar nem okoz. A T4 munkaellenállásaként szolgáló P2 5 KΩ - os trimmerpotenciométer csuszkájáról vehetõ le a torzított jel, innen a hangszínszabályozó C11 – R13 közöspontjára csatlakozik. Hangszínszabályozóként az egyszerû jól bevált Big muff típusú passzív megoldás került alkalmazásba. Célja - a gitárjáték során elõforduló hangzásokat utólag az egyéni ízlésnek megfelelõen alakíthassuk át. Esetünkben (és minden esetben) a hangszínszabályozó a felharmonikustartalmat növeli vagy csökkenti, ezáltal a gitár tónusa gazdagabbá, ill. szegényebbé válik s így az emberi fül számára hangszínváltozás érzetet vált ki. A kapcsolásban alkalmazott hangszínszabályozó elég jó vágási és emelési frekvenciamenettel rendelkezik. Igényesebb kivitel esetén a továbbiakban közlésre kerülõ hangszínszabályozók közül, bármelyiket fel lehet használni. A P3 csuszkájáról a hangszínezett jel a T5 bázisát támadja meg melynek erõsítése egységnyi, lényegében impedancia illesztõ szerepet tölt be, nagy be és kis kimeneti impedanciát, valósit meg s ennek hatása az, hogy a hangszínszabályozó áramkört nem terheli és így a felharmonikus kiemelõ – vágó hatás maximálisan érvényesül. Az alacsony kimeneti impedancia - Zki = 153Ω - megengedi, hogy az effekt és az erõsítõ közt levõ kábel hossza akár 15 – 20 m is lehet anélkül, hogy a jel számottevõ változást szenvedne. A T5 emitterében található P4 a kimenõ jel szintjét szabályozza, amely a C14 100 nF – os kondenzátoron keresztül csatlakozik a további effektek vagy a végerősítõ felé.

A torzító élesztése

Megépítés esetén ügyeljünk a precíz szakszerû munkára és a forrasztásra, hogy a kész végtermék esztétikus, bemérésre, dobozolásra alkalmas legyen. Ha mindennel készen vagyunk, a telep polaritására ügyelve kössük a telepet a megfelelõ táppontra (természetesen elõzetesen megvizsgáljuk, hogy forrasztás közben nem okoztunk rövidzárt). A helyes működéshez a táblázat szerint feltüntetett feszültség értékeket kell mérni az egyes pontokon a bemenet rövidre zárása mellett:

Mivel szabályozható	T1 emitter	T2 kollektor	T3 kollektor	T4 kollektor	T5 emitter
	4,5 – 5,5 V	3,5 – 4,5 V	1,3 – 1,5 V	4,7 – 5,3 V	4,5 – 5,5 V
	R2	R4	R8 vagy R9		R14

Tanulságos lenne a torzító dinamikus tesztelése hanggenerátorral és oszcilloszkóppal. Ezek hiányában marad az „éles” próba az alábbiak szerint:

· Az effekt bemenetére dugaszoljuk a gitár hangszedőjének csatlakozóját, kimenetét, pedig az erősítőre.
· A T4 kollektorában található P2 trimmer potenciométerrel a kimeneti amplitúdót lehet beállítani a P6 maximális helyzetében (P3 középállás) úgy, hogy a torzító be kapcsolásakor ne legyen számottevõ hangerõ különbség a gitár és a torzított hangerõ közt. Beállításkor a P2 csuszkáját az R11 lábától kezdjük el – ahol kb. 70 - 75 mV kezdõfeszültséggel számolhatunk - csavarni a T4 kollektora felé, és amikor elértük a kívánt kimeneti feszültség szintet, a trimmert rögzítsük egy csepp ragasztóval. Túlzott nagy kimeneti amplitúdó menthetetlenül túlvezérli a következõ effektet és esetleg nem azt a hangzást, kapjuk, amit elvártunk. Gondoljunk még arra is, hogy a hangszínszabályozó bizonyos állásaiban a kimeneti jel amplitúdója megnövekszik.

· A gitár hangerő potenciométerét fél állásba csavarva - azért szükséges, hogy maradjon még tartalék jelünk a gitárjáték során - a P1 potenciométerrel beállítjuk a torzítást, de csak olyan mértékben, hogy a húrt erõssebben megpengetve lágy torzítást kapjunk. Ez a beállítás kimondottan elõnyös Jazz – Blues játék esetében, ahol idõnként egy - egy tiszta torzítatlan akkordot is be kell szúrni a zenei számba.

Keményebb (hard) torzítást a gitár potenciométerének a felcsavarásával (tartalék jel) érhetünk el. Ilyen beállítás

esetén nem kell a gitárjáték során előforduló zenei stílusoknál minduntalan a pedállal, babrálni. Természetesen a P1 potenciométert fel lehet maximálisan, csavarni de nem minden esetben igény az, hogy alig érünk a húrhoz és már is, visít a gitár.
· A hangszínszabályozó potenciométerrel (P3) állítsuk be a megfelelő hangszínt
· A P4 – el az igénynek megfelelő hangerőt.

A torzító dobozolása

Dobozolás esetén kerüljük az árnyékolt kábelek használatát melyek elég komoly önkapacitással, rendelkeznek, és jelentõsen csökkentik a felsõ határfrekvenciát (a kábel kapacitása a jellel párhuzamosan kapcsolódik). A másik, ennél komolyabb probléma az úgynevezett földhurok létrejötte, amely búgások, gerjedések forrása lehet, kiemelt mély – magas hangszínnél. A fentiek elkerülése végett az alábbi rajz nyújt segítséget amely egy bevált zajszegény huzalozást mutat.

A gitár jack - bemenet - kimenet földjét a doboztól szigeteljük el, vagy szigetelt felerõsítésû jack hüvelyt használjunk. A dobozhoz a földelés egy ponton, a telep negatív pontjának közelében csatlakozzék. A kapcsolási rajzon látható, hogy a készülék egytelepes táplálású ezért hálózati adapterrõl is működtethető, amely jól szűrt stabilizált kel, hogy legyen. Külön tápkapcsolót nem érdemes használni, ezt a bemeneti jack-dugóval célszerû megoldani. Az effekt átkapcsolását mindenki a saját igénye szerint oldhatja meg – ez lehet taposó kapcsoló vagy egy elektronikus kivitel. Külső tápforrás esetén az átkapcsolást egy kis áramú megfelelõ kontaktkivitelû relével is megoldható.